Fornecendo Economia de Energia na China - O Diretor de Informática da Delta, Yikuan Li, nos mostra o seu centro de dados em Xangai

O governo chinês tem orientado os centros de dados a aumentar sua Eficiência de Uso de Energia Elétrica (diminuir o PUE, "Power Usage Efficiency"). A Datacenter Dynamics falou com um especialista em gestão de energia, que usou várias tecnologias de refrigeração e fontes de alimentação de corrente contínua para trazer sua fábrica de Xangai até zero.

Com um número cada vez maiores de consumidores chineses usando smartphones, tablets e outros dispositivos inteligentes, mais e mais centros de dados estão sendo construídos para atender sua crescente demanda por armazenamento, processamento e transmissão de dados.

No entanto, os centros de dados consomem muita energia. Estima-se que os centros de dados atualmente sejam responsáveis por cerca de 3 por cento do consumo global de energia.

Centros de dados no plano quinquenal 
Para aliviar a dupla pressão do fornecimento de energia e da degradação ambiental, o Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação (MIIT) da China está exigindo mais eficiência. O décimo segundo Plano Quinquenal do país inclui um aspecto de economia de energia que exige que os centros de dados na China devam diminuir a sua eficiência de uso de energia (PUE) em 8 por cento em 2015.

O MIIT também emitiu orientações para a localização dos centros de dados, juntamente com outros quatro Ministérios, e há incentivos para melhorar. Centros de dados recém-construídos com um PUE inferior a 1,5, bem como instalações renovadas alcançando um PUE menor que 2,0 são elegíveis para políticas preferenciais em termos de construção de infraestrutura de energia, fornecimento de energia e outros serviços suportados.

A eficiência energética dos centros de dados afeta diretamente os custos de proprietários de centros de dados, operadores e usuários na China, e também é uma das prioridades-chave a nível de governo no país. Em resposta, os fornecedores de centros de dados implantaram soluções energeticamente eficientes para resolver este problema.

A empresa de gestão de energia Delta lançou uma linha de produtos para centro de dados em 2008, e desde então, a empresa tem construído centros de dados eficientes em termos de energia para os clientes de centros de dados. Mas o quanto ela confia em seus próprios produtos? Será que ela mesma está usando-os - e obtendo os benefícios que promete aos seus clientes?

A Datacenter Dynamics visitou o centro de dados da própria Delta, hospedado na instalação da empresa em Xangai, e entrevistou Yikuan Li, o diretor de informática ("Chief Information Officer", CIO) da Delta GreenTech China para explorar a abordagem da Delta para construir centros de dados altamente eficientes em termos energéticos.

Planejamento e seleção 
O Sr. Li acredita que os centros de dados altamente eficientes em termos energéticos envolvem planejamento sofisticado para escolha do local, construção, operação, manutenção, entre outros.

Ela começa com a escolha de um local: "Quando famosos gigantes de TI, tais como Google e Microsoft buscam locais para grandes centros de dados, eles vão em primeiro lugar, avaliar se eles podem obter bons retornos de investimento do ponto de vista de eficiência energética a partir desses locais. Se optarem por centros de dados em lugares que são muito quentes e não podem garantir fontes de recursos de energia e água confiáveis, que são importantes índices de eficiência energética, todos sofrerão ", disse ele à Datacenter Dynamics.

O superdimensionamento é outra causa comum de alto consumo de energia dos centros de dados. "Por exemplo, ao projetar um centro de dados de 20 racks, a equipe de planejamento pode reservar espaço para mais seis ou sete racks para acomodar o desenvolvimento futuro do negócio. No entanto, com a constante melhoria de desempenho do servidor, e a crescente aplicação de novas tecnologias, tais como a virtualização e computação em nuvem, a maioria dos centros de dados ainda são superdimensionados, o que pode levar à exigência de áreas de resfriamento sem equipamentos de TI, causando mais consumo de energia", explicou o Sr. Li.

Aumentar a temperatura operacional é também um tema quente discutido por profissionais de centros de dados para melhorar a eficiência energética. Desde que o Comitê Técnico da ASHRAE 9.9 lançou novas diretrizes térmicas para centros de dados operarem, muitos operadores de centros de dados começaram a elevar a temperatura de funcionamento para economizar energia. O Sr. Li disse que este é também um dos principais fatores a serem levados em conta para melhorar a eficiência energética.

Os servidores em centros de dados tradicionais operam a 18-22 oC. Isso é muito baixo a partir da perspectiva de desenvolvimento de tecnologia. É como ligar um aparelho de ar condicionado no verão, se a temperatura é de 18 oC, os compressores continuarão a funcionar com as cargas de trabalho elevadas, o que resulta em alto consumo de energia. A experiência prática nos diz que os centros de dados altamente eficientes, incluindo os centros de dados implementados em alta densidade, podem operar a 25-27 oC, sem comprometer a segurança. Aumentar a temperatura de funcionamento pode ajudar a reduzir o consumo de energia para resfriamento em particular ".

Corrente direta de alta voltagem 
Ele também observa que a fonte de alimentação e sistema de distribuição têm impacto notável sobre a eficiência energética do centro de dados: "Apesar de alguns centros de dados terem investido tempo e dinheiro para implantar unidades de ar condicionado de precisão e compressores de frequência variável, eles ainda estão usando sistemas de UPS tradicionais com baixa eficiência; se tais UPSs ineficientes forem substituídas por outras de alta eficiência (94-95 por cento), o consumo desnecessário de energia, no fornecimento de energia e distribuição, pode ser evitado ".

O Sr. Li está otimista sobre os benefícios de eficiência trazidos pela tecnologia de corrente direta de alta voltagem ("High Voltage Direct Current", HVDC). Como os servidores são substituídos mais rapidamente do que antes, eles podem ter uma boa compatibilidade com a tecnologia HVDC. "Atualmente, os três principais operadores de telecomunicações nacionais implantaram a HVDC em seus grandes centros de dados em nuvem, o que ajudou a aumentar a eficiência energética no fornecimento de energia e sistemas de distribuição", acrescentou.

Como fornecedor de soluções ambientalmente sustentáveis para centro de dados, a Delta tem se comprometido com a construção de datacenters eficientes em termos de energia, para apoiar o desenvolvimento de seu próprio negócio.

A Delta tem centros de Pesquisa & Desenvolvimento e fábricas na China continental, Taiwan, Estados Unidos, Tailândia, Japão, Cingapura, México, Índia, Brasil e Europa. Para apoiar o desenvolvimento de seus negócios globais, o grupo construiu centros de dados em todo o mundo, utilizando suas próprias soluções para datacenters.

Aprendizado interno da Delta 
Na região da Grande China, a Delta opera centros de dados em Xangai no leste da China, Dongguan no sul da China, e Taipei, em Taiwan. Essas instalações são utilizadas principalmente para apoiar o funcionamento dos sistemas integrados de gestão empresarial internos, sistemas de correio, sistemas de rede, sistemas de arquivos, entre outros.

Dentro de seus centros de dados, a Delta utiliza muitas medidas para poupar energia, incluindo UPS modular eficiente, contenção de corredor quente e frio, racks com alta taxa de perfuração, sistema de controle de velocidade variável de ventilador, sistemas de refrigeração. Além disso, o “free cooling” pode ser introduzido de acordo com as condições meteorológicas locais.

O datacenter hospedado dentro do Centro de Operações da Delta, em Xangai, é uma instalação de médio porte, nela operam 132 servidores e hospedam-se 250 tipos de aplicações, incluindo automação comercial, sistemas integrados de gestão empresarial, sistemas de correio, serviços de documentos, sistemas de conferência e sistemas de telefonia para apoiar as operações de negócios internas.

Em 2012, o Grupo Delta renovou a instalação de Xangai, implantando a sua solução de datacenter InfraSuite, que integra gabinetes, ar condicionado “In row”, software de monitoramento e sistemas de fornecimento de energia e de distribuição.

O Sr. Li disse que o maior destaque da instalação renovada é a sua capacidade em alternar automaticamente entre os três sistemas de resfriamento: trocadores de calor (free cooling), sistemas arrefecidos a ar, e sistemas de água gelada, de acordo com as condições ambientais, um mecanismo que torna a instalação mais eficiente.

Escolha o melhor sistema de resfriamento
"Quando a temperatura exterior for inferior a 18 oC, os trocadores de calor serão ativados automaticamente; quando a temperatura ficar em 18-30 oC, os sistemas de resfriamento a ar serão usados; e quando a temperatura chegar a 30 oC, o sistema de resfriamento a água assumirá todas as cargas de trabalho. Os três sistemas de resfriamento oferecem redundância um ao outro: os sistemas de resfriamento a ar oferecem redundância aos trocadores de calor, e os sistemas de resfriamento a água oferecem redundância aos sistemas de resfriamento a ar ".

O centro de dados da Delta em Xangai usa principalmente trocadores de calor para resfriamento no inverno, que dura cerca de 4,5 a 5 meses. Sistemas de resfriamento a água são usados por cerca de 2-3,5 meses a cada ano, e para o resto do ano, sistemas de resfriamento a ar assumem o controle.

"A duração de cada sistema usado para o resfriamento depende das condições climáticas daquele ano. Por exemplo, em 2013, quando Xangai teve um verão quente e longo, o sistema de resfriamento a água foi utilizado por um tempo mais longo. No entanto, no verão de 2014, que não foi tão quente e não durou tanto tempo, os sistemas de resfriamento a água não foram utilizados por tanto tempo. "

O Sr. Li disse-nos que através desta renovação, o centro de dados da Delta em Xangai alcançou o controle múltiplo de frequência variável para o volume de resfriamento. "O nosso centro de dados de Xangai implantou um mecanismo de resfriamento automático que combina controladores lógicos programáveis (PLCs), variadores de frequência (VFDs), e sensores de temperatura interior e exterior."

Um dos três sistemas de refrigeração será iniciado automaticamente (de acordo com as condições ambientais) como pré-definido. Refrigeradores e bombas também variarão suas freqüências automaticamente de acordo com as condições ambientais, e funcionarão em 100%, 2/3, 1/3 da capacidade de energia ou até mesmo ficarão ociosos para garantir a máxima eficiência energética.

A Delta também tem implantado soluções de energia combinando HVDC e UPSs. altamente eficientes. "Este centro de dados opera tanto com HVDC quanto com UPSs altamente eficientes em um Modo Ativo-Ativo, com 10 por cento dos servidores alimentados por HVDC e 90 por cento por UPS. Isso também ajuda a economizar energia", disse ele à Datacenter Dynamics.

Ao combinar os três sistemas de resfriamento, tecnologia de contenção de corredor quente e frio, UPSs altamente eficientes, software de gerenciamento de infraestrutura de datacenter (DCIM), e sistemas de iluminação LED de baixo consumo de energia, o centro de dados de Xangai alcança um PUE de cerca de 1,43 ao longo do ano, de acordo com o Sr. Li.

"Com esta renovação, o consumo de energia do centro de dados no Centro de Operações da Delta em Xangai diminuiu de 17% para 11% do total de energia consumida pelo edifício todo. Este é um feito notável uma vez que este edifício já foi certificado pela 'Liderança em Energia e Projeto Ambiental' nível Ouro (LEED Gold)", disse ele.