Новые технологии для энергоснабжения ЦОДов: революции не предвидится

Нюансы новых решений и перспективы их внедрения в российских ЦОДах обсуждали производители систем бесперебойного энергоснабжения и операторы дата-центров в рамках организованной «ИКС-Медиа» конференции Data Center Design & Engineering.

Путь «ассимиляции» новых технологий труден и извилист, особенно если дело касается такой консервативной отрасли, как ЦОДы. Многие тренды и новшества, обсуждаемые сейчас, порой имеют историю не в один десяток лет, и тем не менее говорить о том, что та или иная инновация становится мейнстримом, преждевременно. И на это есть причины. 

Возникнув одновременно с АКБ на основе лития, натриевые батареи несколько десятилетий были в тени более успешной и оказавшейся более востребованной технологии. Однако в последние годы, на фоне высоких цен на литий и растущего понимания того, что его запасы в природе ограничены, технология натриевых АКБ получила второе рождение. Появились такие решения и на российском рынке. Сейчас они представлены в линейках двух компаний – Ippon и Hiden, причем обе компании уже в этом году планируют начать поставки и трехфазных ИБП с натриевыми батареями. Однако не все уверены в том, что решения на базе натрия будут востребованы в дата-центрах. Так, Александр Беспалов, директор департамента развития новых продуктов компании ENERGON считает, что технология пока «сырая» и дорогая. Кроме того, натриевые АКБ уступают литиевым в плане емкости и габаритов (у натриевых АКБ они больше). Такое сочетание при нынешнем стремлении к экономии места и одновременно к повышению мощности выглядит не очень перспективным. Скорее всего, полагает эксперт, натриевые ИБП будут востребованы в оборудовании, используемом при низких температурах, а в ЦОДах они будут задействованы в меньшей степени.

Тем не менее российские производители рассматривают возможность в будущем наладить выпуск АКБ на основе натрия. В частности, Андрей Греппов, директор по маркетингу «Парус электро», сообщил, что компания планирует начать производство натриевых АКБ, но для этого технология должна пройти обкатку на рынке, потребители должны четко понимать ее плюсы и минусы, на нее должен сформироваться спрос. Так что российский натрий, скорее всего, – дело не ближайших лет. Сегодня же наиболее популярны в ЦОДах любого уровня по-прежнему ИБП на базе свинца. Свою нишу занял и литий – ИБП на его основе, как правило, выбирают для тех ЦОДов, где сопоставимые по мощности свинцовые АКБ не подходят из-за большего размера или веса.

Суперконденсаторы (ионисторы, суперкапы, ультраконденсаторы) ведут свою историю с 60-х годов ХХ века. Практически сразу они вызвали огромный интерес благодаря малым размерам, отсутствию «химии», крайне быстрому перезаряду, огромному количеству циклов заряда-разряда. Однако их использование в ЦОДах долгое время рассматривалось исключительно в качестве «возможного будущего», что обусловлено малым временем разряда (секунды) – этого времени не хватало для запуска дизель-генераторов. Если же брать суперконденсаторы с большим (несколько минут) временем автономной работы, то решение получалось очень дорогим, отмечает А. Беспалов. 

Но системы локальной генерации тоже развиваются. Время запуска современной ДГУ с выходом на полную мощность, по словам Антона Гущина, директора по инфраструктуре и центрам обработки данных компании ПСМ, составляет 15 с, время между попытками запуска – примерно 6 с. Обеспечить такое время с помощью суперконденсаторов более чем возможно. Так что в будущем, полагает Сергей Лебедев, заместитель начальника управления сопровождения ЦОД Сбербанка, мы можем увидеть «дизель-конденсаторные установки». Сам Сбер в перспективе предполагает использовать в ЦОДах именно суперкапы. Тем более что в России разработаны отечественные суперконденсаторы и решения на их базе. Так, по словам А. Греппова, «Парус электро» уже получил запросы на системы накопления энергии с временем разряда, не превышающим 1 мин. В ответ на этот запрос компания ведет разработку модульных решений на суперкапах.

Однако, сокращая время автономной работы до минимально необходимого для запуска ДГУ, мы не отставляем пространства для маневра на случай любого «если». В первую очередь, на случай проблем с запуском ДГУ. Можно, конечно, рассуждать о том, что если ДГУ не запускается с первого раза, то стоит ли вообще иметь такую ДГУ, но факт остается фактом: принято выбирать время автономии, за которое можно выполнить несколько запусков ДГУ. Тем более что передовые ДГУ с малым временем запуска есть далеко не во всех ЦОДах. Так что если перейти в область реального, то, например, по данным ENERGON, медианное значение времени автономии для литиевых систем, которое указывают заказчики, – 7–12 мин. Запросы на время меньше 5 мин единичны, а на «микровремя» запросов практически нет. 

Еще одна перспективное направление, которое может существенно изменить системы энергоснабжения ЦОДа, – это питание стоек от постоянного тока. Это тоже не новость, тем более что питание именно от постоянного тока широко используется в телекоммуникациях. В российских дата-центрах таких проектов пока нет, но в мировом масштабе подобные технологии постепенно развиваются. Массовое же внедрение принципиальным образом изменит экономику проектов ЦОДов и повысит КПД оборудования, считает А. Беспалов. 

Впрочем, парирует Алексей Соловьев, технический директор подразделения «ИТ-решения» компании Systeme Electric, «не производителям ИБП диктовать условия для масштабного внедрения этой технологии». Если большинство серверов, размещенных в ЦОДах, будут работать от постоянного тока, то и производители ИБП будут создавать соответствующие решения. Пока же серверы работают в основном от переменного тока, так что никакой причины переходить на иную технологию в ИБП нет.

Возможности применения в ИБП отслуживших аккумуляторных батарей (в первую очередь – автомобильных) изучаются не один год. Еще в 2015 г. Nissan и Eaton реализовали в одном из ЦОДов Франции проект с повторным использованием АКБ от электромобилей. Электромобилей сейчас намного больше, нежели в 2015-м, аккумуляторов – тоже. Развитие этого направления, полагает А. Соловьев, интересно и перспективно, оно могло бы существенно изменить ситуацию на рынке ИБП, в том числе применительно к конечной стоимости электроэнергии.

Однако, по словам А. Беспалова, в практической реализации проектов такого рода есть большая сложность – ячейки батарей вырабатывают свой ресурс неравномерно (ENERGON столкнулся с этой проблемой, когда вел соответствующие проекты). Реально «взлететь» технология сможет только тогда, когда и если появится система отбора ячеек, полагает он.

В поисках новых эффективных технологий для систем энергоснабжения ЦОДа сегодня все чаще говорят об использовании водорода. Успешные испытания в этой области еще в 2020 г. провела Microsoft. Положительный опыт есть и у Equinix. Среди плюсов технологии обычно называют экологичность, а также то, что водородные топливные ячейки потенциально смогут заменить одновременно и ИБП, и ДГУ, полностью решив тем самым вопрос автономного энергообеспечения. Тем не менее о широкомасштабном внедрении водородного топлива в ЦОДы пока речи нет. В первую очередь, как отмечает А. Беспалов, проблема заключается в хранении водорода – это дорого и весьма опасно. Пока водородные топливные элементы выглядят решением, скорее, для автономных или мобильных систем, а для широкого их использования в ЦОДах нужна технология безопасного хранения водорода.

 

С тем, что водород – это дорого, согласен и С. Лебедев. По его словам, Сбер оценивал стоимость использования водорода в ЦОДе. Цена за 1 кВт получилась «совершенно неконкурентная», так что пока рассматривать водород как реальную альтернативу не стоит и с экономической точки зрения.

Помимо новых технологий и нового оборудования есть и «мировоззренческие» аспекты, новый подход к которым может существенно изменить отрасль ЦОДов. Так, сегодня считается, что остановка работы ЦОДа и простой в оказании услуг – это катастрофа, страшный сон как для служб эксплуатации ЦОДа, так и для бизнеса. «Но почему мы вообще считаем, что ЦОД не может “упасть”?», – задает провокационный вопрос С. Лебедев. Ведь ЦОД ЦОДу рознь. Есть дата-центры, остановка которых не повлечет за собой драматических последствий. Все зависит от той задачи, которую ЦОД выполняет. 

С таким мнением в целом согласен и А. Соловьев. Да, к крупным коммерческим и корпоративным ЦОДам тех игроков, которые у всех на слуху, требования действительно предъявляются очень жесткие. Но существует много ЦОДов, которые можно было бы как минимум регламентно, по согласованию с пользователями, выключать, если это допускают бизнес-процессы. Или даже и не регламентно – это будет не самая приятная, но не смертельная ситуация. Важно помнить, добавляет эксперт, что ЦОД идет за бизнес-процессами, а не наоборот. Так что вопрос «Может ли ЦОД “упасть”?» не лишен смысла, если задавать его в связке с той задачей, которую дата-центр призван выполнять.

Допущение того, что ЦОД может какое-то время не работать (планово или нет), и сделанные из этого выводы могут, по мнению С. Лебедева, стать одним из действительно новых подходов к организации работы ЦОДа в целом. В том числе в области энергоснабжения.

Технические институты, лаборатории, исследовательские подразделения вендоров ведут активную работу, создавая новые технологии и дорабатывая уже имеющиеся. На изобретение, апробацию, обкатку и доработку новой технологии или решения могут уйти десятилетия. И рынок в массе своей ждет, когда будет накоплен достаточный опыт, когда можно будет без опасения использовать то или иное новое решение на своем объекте. С. Лебедев сформулировал эту позицию лаконично: «ЦОД не экспериментальная площадка». Хотя Сбер изучает все технологии, в ЦОДах компания устанавливает только проверенные и зарекомендовавшие себя решения. Такой подход понятен: эксперимент – это риск. А рисковать готов не каждый владелец ЦОДа или провайдер услуг. Особенно если речь идет об объектах, поддерживающих критически важные сервисы.

 

Не готовы к небезопасным экспериментам и производители оборудования. По словам А. Соловьева, использование, например, «экстравагантных» накопителей энергии в ИБП – это большой риск. «Заказчик не скажет: “Батарея плохая”, заказчик скажет: “Ваш ИБП плохой”», – аргументирует он. Поэтому вендоры также придерживаются консервативных позиций и проверенных технологий, на которые есть гарантированный спрос и которые прошли проверку многолетней эксплуатацией.

Значит ли это, что на традиционной связке «ИБП на “свинце” + ДГУ» рынок будет держаться и впредь? Скорее всего, нет. Другое дело, что предпосылок для революции, как указывает А. Соловьев, нет. Все возникающие технологии эволюционируют, накладываются друг на друга, дополняют друг друга. И постепенно отрасль движется вперед. Скорее всего, такое плавное развитие ждет рынок систем энергоснабжения ЦОДов и в будущем. Революций ждать не стоит, а вот эволюция неизбежна.

Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!

<< Предыдущая статья   Вернуться к содержанию   Следующая статья >>