We use our own and third-party cookies to improve browsing and provide content of interest.

In continuing we understand that you accept our Cookies Policy. You can modify the cookies storage options in your browser. Learn more

I understand

Articles

Com millorar l'eficiència en els Centres de Processament de Dades (CPDs)

on .

Cómo evitar penalizaciones por máxima demanda
 

La importància de conèixer el PUE

En qualsevol sistema productiu podem calcular l'eficiència energètica comparant l'energia realment útil respecte de tota la que necessita el sistema. Amb aquesta informació i sabent on es produeixen les ineficiències es poden aconseguir estalvis substancials, i una operativa més respectuosa amb el medi ambient.

Com exemple pràctic, un centre de processament de dades mitjà amb una potència instal·lada de 100 kW pot aconseguir un estalvi d'entre 8.000 € i 16.000 € l'any a la factura elèctrica gràcies a la millora en l'eficiència energètica. Per això, tant important és saber on es produeixen els consums, com valorar les mesures correctores.

Als Centres de Processament de dades el factor energètic és tan crític que té un indicador específic: el PUE o Eficiència en l'Ús de l'Energia (Power Ussage Effectiveness per les seves sigles en anglès), definit mitjançant la normativa emesa per The Green Grid, entitat d'àmbit mundial constituïda per més de 175 empreses de renom internacional. 

La Comissió Europea també disposa d'un codi de conducta per reduir l'impacte dels creixents consums energètics dels centres de dades.

Periòdicament publica les millors pràctiques pels centres de processament de dades, en aquest cas de 2013

  FA-CPD-code-conduct

Aquests tipus de Centres tenen un perfil peculiar, a causa dels horaris ininterromputs de treball. La gran importància de la continuïtat en el servei energètic a servidors, ordinadors i comunicacions obliga a disposar de tres grups d'equipaments principals per al seu ús exclusiu:

  • Equips destinats a l'aportació i control d'energia (tant elèctrica com d'altres fonts, com són gasoil, gas, etc.) necessàries per al funcionament d'aquestes unitats de continuïtat. En aquest grup hi trobem tant les connexions de servei i quadres de distribució, sistemes d'enllumenat i refrigeració, aire condicionat de les sales corresponents, etc.
  • Una o varies unitats per a alimentació en els equips informàtics (TI), constituïdes per les anomenades SAI (Servei d'Alimentació Ininterrompuda) o UPS ( sigles corresponents a Uninterruptible Power Siystem).
  • Els quadres i sistemes de distribució d'aquesta energia fins als equips informàtics específicament.

A grans trets, podem dir que del 100% de l'energia total consumida al CPD, un 60% correspondria a consums elèctrics de infraestructura i el 40% restant a refrigeració.

Veiem, sens dubte, la necessitat de disposar d'uns coeficients (PUE) que possibilitin la confecció d'estudis comparatius per a actuacions encaminades a l'optimització dels consums energètics a aquests centres.

Pautes de càlcul

Com ja veiem per al càlcul dels paràmetres corresponents a l'efectivitat del CPD, normalment s'utilitza la normativa emesa per The Green Grid. Distingirem dos indicadors clau per al seu coneixement:

1. PUE : Eficàcia en l'ús de l'energia, calculat mitjançant la fórmula:

2. DCE : Eficiència del Centre de Dades, calculada, en %, mitjançant la fórmula:

A més, l'Agència de Protecció Mediambiental de EEUU (EPA), ofereix els següents valors del PUE com a referència:

  • Històric 2.0
  • Tendència actual 1.9
  • Operacions optimitzades 1.7
  • Millores pràctiques 1.3
  • Novetats 1.2

Companyies com Google han aconseguit que el PUE de mitjana dels seus CPD, sigui de 1.22, arribant en alguns d'ells a valors de 1.15.

Dins de la referència històrica (PUE 2.0) el consum típic dels diferents elements del CPD és el següent:

Consumo típico CPD

Per tant, una de les claus de l'èxit en un projecte de millora energètica és mesurar els consums a cada tipus d'equipament, per reconèixer les àrees de millora més assequibles.

Hi ha tres nivells generals de mesura, detallats a la taula adjunta, els punts de mesura dels quals es corresponen amb els indicats a l'esquema també adjunt, on s'hi considera l'energia en kWh. Per a tots els nivells, es prendrà com a referència comparativa un cicle de 12 mesos.

Hi ha també un Nivell 0 on es consideren exclusivament les mesures de potència (kW), prenent els valors de les demandes generals de la instal·lació i de la sortida de UPS.

Niveles generales de medición

Escala cálculo Eficiencia PUE

CIRCUTOR amb dècades d'experiència en solucions d'eficiència energètica, ofereix una àmplia gamma de productes que us facilitaran la presa contínua de dades per al control del PUE i del DCE, rendiment d'equips UPS, gestió energètica i manteniment del CPD, des de comptadors d'energia, analitzadors de xarxes, proteccions diferencials ultraimmunitzades, sistemes de filtratge d'harmònics, software de gestió PowerStudio Scada i sistemes de compensació d'energia reactiva.

Solució CIRCUTOR mitjançant sistema SCADA

Per a l'estudi es necessiten dues fases de implantació i una tercera d'estudi:

  1. Medició: amb la incorporació d'equips analitzadors de xarxes, tipus CVM, amb els seus corresponents transformadors d'intensitat, proveïts de comunicacions sèrie RS485, per a coneixement de les energies circulants.
  2. Anàlisi: implantant l'aplicació PowerStudio Scada, calculant i visualitzant els valors resultants, i confecció dels informes corresponents.
  3. Millores: analitzant les dades recollides, es pot decidir quins equips estan consumint.

L'aplicació estaria formada per:

Una primera pantalla (Fig.1) del tipus esquema unifilar, amb les dades corresponents a les energies concurrents de tot tipus (traduïdes, d'acord al tipus d'energia a kWh).    Esquema unifilar
Una segona pantalla (Fig.2) resumeixen amb els càlculs de rendiments, (Fig.3) donant accés a la confecció i visualització dels informes amb resultats per a diferents períodes (diari, setmanal, mensual i anual).    Cálculos de rendimientos

A títol d'exemple demostratiu, acompanyem detall de les pantalles obtingudes a partir de la instal·lació d'analitzadors CVM i programació d'una Aplicació específica Scada.

A la primera es pot apreciar l'esquema d 'instal·lació i connexió d'equips, en la segona l'exposició de dades resultants on-line per a un mateix CPD, i a la tercera un informe setmanal corresponent a un Nivell 1 amb freqüència de mesura contínua.

   Informe PUE semanal
Solució CIRCUTOR mitjançant pantalla de visualització local

Per a l'estudi, es necessiten dues fases d'implantació:

  1. Incorporació d'equips analitzadors de xarxes, tipus CVM, amb els seus corresponents transformadors d'intensitat, proveïts de comunicacions sèrie RS485, per al coneixement de les energies circulants.
  2.  Incorporació d'un autòmat energètic, tipus EDS, amb funcions d'emmagatzemament i tractament de dades, amb la seva corresponent programació incorporada, afegint-s'hi, a més una pantalla de visualització local.

A títol d'exemple, acompanyem detall de la topologia de comunicacions a partir de la instal·lació d'analitzadors CVM, de l'autòmat energètic EDS, i pantalla per a visualització local.

Solución mediante pantalla local

Title goes here

Per a millorar l'eficiència d'un centre de processament de dades, després de les mesures i l'anàlisi, arriba l'execució d'accions de millora. Hi ha accions que no impliquen inversió, com ara un canvi de Potència contractada per tenir-ne una de menor i així estalviar en cost directe, i d'altres accions que sí requeriran una inversió com ara el canvi d'equips per d'altres més eficients.

Per ordenar aquestes accions de millora es pot utilitzar una prioritat, segons l'eficiència que podem aconseguir amb cadascuna d'aquestes accions. Aquesta prioritat es calcula comparant la millora aconseguida respecte de la inversió necessària per aconseguir aquesta millora.

Priorización acciones de mejora     

Pa: Prioritat de l'acció
 CEa: Consum Energètic amb la situació actual
 CEm: Consum Energètic amb la mesura a adoptar
 Inversió: Valor de la inversió per aconseguir l'estalvi

 

Amb aquesta valoració per a cada possible acció de millora, es pot confeccionar una llista d'accions i ordenar-les de major a menor prioritat.

Com a possibles mesures a adoptar a curt termini tenim les següents:

  • Analitzar els patrons d'ús dels entorns desplegats. 
    • Calcular les mesures mínimes dels grups de servidors que permetin mantenir els nivells de servei.
    • Apagat de la capacitat no utilitzada, sempre i quan es mantingui una disponibilitat correcta.
  • Virtualització i consolidació.
  • Substituir hardware. 
    • Virtualitzar els entorns de proves.
    • Substituir hardware obsolet.

Canvis en la gestió de la sala. 

  • Correcte control i ajust de la temperatura de la sala.
    Canvis en la infraestructura de refrigeració. 
    • Nova maquinària de refrigeració més eficient.
    • Passadissos calents-freds.
    • Eliminació de “forats” en els racks.
    • Futur: utilització d'aire extern.
  • Optimització de la il·luminació.

Per a una llista més exhaustiva de millores a Centres de Dades podeu consultar les "Millors Pràctiques 2013 recollides per la Unitat de Energies Renovables de la Comissió Europea"

Conclusions:

Els CPD (Centre de Processament de Dades) són importants consumidors d'energia elèctrica, podent dividir-ne el consum en l'energia útil per equips informàtics, i en l'energia addicional necessària per al seu bon funcionament. Aquest consum energètic és tan crític que té un indicador específic: el PUE o Eficiència en l'Ús de l'Energia (Power Ussage Effectivenes per les seves sigles en anglès).

En CPD amb PUE no optimitzats, aquesta energia addicional pot arribar a suposar el 50% de l'energia total, el que ens presenta un panorama molt adequat de millora. Segons els requeriments de disponibilitat mínima necessària i les possibilitats d'inversió de millora es pot arribar a estalvis del 20% de l'energia total consumida (que poden suposar de 8.000 a 16.000 € l'any en un CPD mitjà de 100 kW).

Com hem vist a l'article, és possible estudiar i mesurar les possibles millores en un centre de processament de dades. Les fases fonamentals són la instal·lació d'equips de mesura energètica, l'anàlisi de les dades recollides, i la presa de decisions en funció d'aquests anàlisis.

CIRCUTOR amb dècades d'experiència en solucions de eficiència energètica, ofereix una àmplia gamma de productes que us facilitaran la presa contínua de dades per al control, manteniment i gestió de l'eficiència energètica del CPD.

   

Premeu aquí per descarregar aquest document en format pdf PDF: es

 
 
   

Consulteu el nostre Cas d'èxit en un Centre de processament de dades.

 
 

 


 
Contacteu amb nosaltres:
 t. 93 745 29 00
 
     

circutor32x32

Contacte

CIRCUTOR, SA
Vial Sant Jordi s/n, 08232
Viladecavalls (Barcelona) Spain
Tel: (+34) 93 745 29 00
Fax (+34) 93 745 29 14

Servei d'Assistència Tècnica

(+34) 93 745 29 19

SAT