Оптимизировать CAPEX и OPEX дата-центра поможет партнер

4 Сентября 2016

Центр обработки данных — сложный инженерный объект, требующий серьезных капитальных и операционных затрат. Можно ли их оптимизировать? Конечно, утверждают Денис МАРКИН, руководитель направления электромеханических систем компании КРОК, и Петр ВАШКЕВИЧ, ее главный инженер.

Правильно определить мощность...

Цель, к которой должны стремиться заказчики крупного инфраструктурного объекта, — свести к минимуму капитальные и операционные затраты при безусловном обеспечении заданного уровня надежности. Поскольку на всех этапах жизненного цикла ЦОДа основным драйвером экономии является инженерное оборудование, его выбор определяет и объем необходимых инвестиций, и объем средств, которые удастся сберечь, в том числе и на оборудовании. Как показывает опыт компании КРОК, приобретенный при проектировании, строительстве и эксплуатации собственного ЦОДа класса Tier III, а также в ходе реализации множества проектов в интересах заказчиков, задумываться об оптимизации CAPEX и OPEX нужно как можно раньше, еще на этапе проектирования.

Для дата-центров мощностью более 1 МВт одним из основных способов оптимизации затрат является мощность, запрашиваемая у энергетиков для подключения объекта к электросети. Для компаний, не имеющих за плечами большого количества спроектированных и построенных объектов, определение этого важнейшего параметра представляет сложность. Процесс этот многоступенчатый: сначала высчитывается мощность, которая требуется для электропитания ИТ-оборудования, затем — количество электроэнергии, необходимой для обеспечения работоспособности климатических систем и источников бесперебойного питания. При проектировании дата-центра эти параметры, как правило, определяют разные специалисты, и каждый из них закладывает в проект мощность с некоторым запасом. Эти переразмеривания мощностей потом умножаются, именно поэтому важно работать командой, а не последовательно.

В ситуации, когда сначала ИТ-специалисты устанавливают мощность, например, машзала, а потом инженеры вынуждены под их выбор подгонять машины, выбирая из линейки имеющегося оборудования, заметной экономии получить не удастся. Скорее всего, будут выбраны агрегаты либо чуть большей мощности, либо чуть меньшей, либо требуемой мощности, но не по оптимальной цене за киловатт.

Экономия достигается тогда, когда все, кто задействован в процессе проектирования и строительства высокотехнологичного объекта, — представители ИТ-службы, инженеры-механики и инженеры-электрики — на самых разных стадиях проекта работают в одной связке, как единая проектная команда. Тогда инженер сможет заблаговременно посоветовать ИТ-спе­циа­листу самое эффективное с точки зрения затрат оборудование, которое и требуемый диапазон мощности обеспечивает, и наименьшую цену за киловатт в час.

Мы рекомендуем еще на этапе эскизного проектирования дата-центра, еще до подачи заявки в сетевую компанию, определиться с мощностными показателями объекта — рассчитать пиковый коэффициент PUE (Power Usage Effectiveness). В отличие от среднегодового PUE, характеризующего эффективность использования поставляемой на объект электроэнергии в процессе его эксплуатации, пиковый PUE показывает, какое количество электроэнергии будет потреблять ЦОД при полной нагрузке и максимальной температуре окружающей среды. Иными словами, он отражает все необходимые для обеспечения заданного уровня надежности объекта капитальные затраты.

Понимание хотя бы приблизительного значения пикового PUE позволяет избежать «перезакладок» при подключении к энергосети и тем самым уже на начальном этапе сэкономить значительные средства. По нашим оценкам, в зависимости от региона, в котором запланировано строительство дата-центра, экономия в случае большого ЦОДа может составлять до нескольких десятков миллионов рублей.

Важно также еще на этапе проектирования выработать бизнес-модель, в соответствии с которой будет работать дата-центр. Если ее проработать заранее и учесть при проектировании и строительстве, то все параметры объекта, включая стоимостные, получатся оптимальными. И это неудивительно, ведь в части капитальных затрат на возведение ЦОДа бизнес-модель для инженеров-проектировщиков служит своего рода ориентиром при разработке технического решения объекта, определяет рамки, в которые должно вписываться искомое техническое решение.

Тут можно провести аналогию с тем, как проектируют самолеты. В основе проекта любого воздушного судна — весовая характеристика. Если ее превысить — машина просто не взлетит. Чтобы дата-центры были эффективными, их нужно строить так же, как самолеты.

...и эффективные технические решения

В центральной части России самая капиталоемкая часть такого объекта, как ЦОД, — это система энерго­снабжения: по своей стоимости она сопоставима со строительством с нулевого цикла. Поэтому, проектируя такой объект, имеет смысл начинать с оптимизации энергоснабжения.

Сегодня в нашей стране все больше вводится в эксплуатацию объектов, в основе системы энергоснабжения которых лежит дизель-динамический ИБП. Поставщик этих агрегатов, с которым мы работаем, — компания Hitec, объявила о том, что уже завезла в Россию около сотни таких машин, и около 25% из них функционирует в наших проектах.

Преимущества использования ДДИБП в дата-центрах известны: это электромеханическое оборудование полностью заменяет статические источники бесперебойного питания и дизель-генераторные установки и не требует использования аккумуляторных батарей. Так что дизель-динамические ИБП позволяют снижать капитальные затраты. Есть заказчики, которые ценят в таких технологических решениях возможность оптимизировать и эксплуатационные расходы за счет менее строгих требований к обслуживающему персоналу. Поддерживать бесперебойную работу ДДИБП любой мощности можно силами механика и электрика, в то время как классические системы должны обслуживать несколько инженеров, в задачи которых входит наблюдение за аккумуляторными массивами, за системами бесперебойного электропитания и т.д.

Справедливости ради надо признать, что установка и использование ДДИБП в дата-центрах, которые расположены, к примеру, в уже построенных зданиях в центре Москвы, затруднены, в том числе по массогабаритным характеристикам.

По нашему опыту, для получения максимальной экономии от применения таких агрегатов дата-центр нужно проектировать и строить под заранее выбранные машины. И это объяснимо. В линейке каждого производителя дизель-динамических ИБП есть одна-две модели, у которых цена за 1 кВт минимальна. И если ЦОД сразу проектировать под такой агрегат, т.е. кратно его мощности подбирать мощности и ИТ-, и холодильного оборудования, то объект получится дешевле, чем обычные классические системы.

Задействовать нетрадиционные источники экономии

Не допустить «перебора» запрашиваемой мощности у сетевой компании и при этом сразу подключаться на максимальную плановую мощность независимо от того, когда мы ее достигнем — через пять, семь или через 10 лет, позволяет применение на объекте собственной генерации. Мы апробировали такой подход в одном из наших проектов ЦОДа мощностью 3 МВт, заменив ввод от внешней сети на мини-ТЭЦ. Ее газовые машины, основные источники электроэнергии, работают в режиме утилизации тепла: все тепло, которое производится, подается на абсорбционные холодильные машины, которые его перерабатывают в промышленный холод для использования в системе охлаждения объекта.

Такое технологическое решение не требует присоединения к внешним электросетям и позволяет строить ЦОД в «чистом поле» при условии наличия там возможности подключения к магистральному газу. Стоимость этого решения с учетом всех резервных компонентов будет соизмерима со стоимостью присоединения к электросетям, так что основной экономический эффект достигается при эксплуатации. Себестоимость электроэнергии, получаемой при газовой генерации (к слову, это один из самых экологичных в России видов генерации электричества), в два с лишним раза ниже, чем покупной. В зависимости от мощности она составляет около 2 руб. за 1 кВт•ч. Это существенно влияет на экономику ЦОДа. При наличии газа на месте строительства объекта или в непосредственной близости от него использование собственного энергоцентра может существенно повысить его эффективность.

Есть у нас и другие решения, позволяющие экономить на эксплуатации ЦОДа. Так, в нашем иркутском проекте ЦОД мощностью 15 МВт размещается на территории ТЭЦ, расположенной на берегу Ангары, температура воды в которой от +2 до +18°С. Для эффективного охлаждения дата-центра мы договорились с главным инженером ТЭЦ о том, что врежем теплообменник в их систему водоводов, которую они используют в качестве подпитки. Таким образом мы, потратившись только на насос, получили возможность охлаждать 10 МВт ИТ-нагрузки ЦОДа.

Также, по нашему опыту, экономии на системе охлаждения способствует выбор оптимальных режимов для фанкойлов, обеспечивающих расход воздуха. На одном из наших уже действовавших объектов инженеры службы эксплуатации добились снижения энергопотребления фанкойлов в 2 раза, просто перенастроив оборудование.

Вариантов для оптимизации капитальных и операционных затрат в ЦОДах множество, нужно только найти партнера, который, основываясь на опыте реализации проектов разной сложности, поможет сделать правильный выбор.

Источник:
IKSMEDIA.RU

Все публикации

Видео


Интеллектуальное здание: от строительства до эксплуатации

Калькулятор по мини-ТЭС
Своя энергия —
— свои тарифы!
Рассчитать