AcrelEMS-IDC - Soluzione completa per la gestione dell'efficienza energetica dei data center: caso di studio di un progetto nella Mongolia Interna, Cina.

Introduzione al data center

I data center sono una delle infrastrutture indispensabili della società moderna. Ospitano diverse attività e applicazioni chiave, come il cloud computing, i big data e l'intelligenza artificiale. Tuttavia, il consumo energetico dei data center è molto elevato. Si stima che il consumo energetico dei data center a livello globale rappresenti circa il 2% del consumo energetico totale mondiale. Per affrontare questo problema, i data center devono adottare misure complete di gestione dell'efficienza energetica per ridurre il consumo di energia, migliorare l'utilizzo delle risorse e ridurre i costi operativi. Acrel, la soluzione completa per la gestione dell'efficienza energetica dei data center, nasce proprio per questo scopo. Integra diversi strumenti tecnici, come la gestione delle apparecchiature fisiche, il monitoraggio ambientale, la gestione energetica e l'ottimizzazione intelligente, per aiutare i data center a raggiungere un funzionamento affidabile e sostenibile.

• Migliorare l'efficienza energetica: i data center sono ambienti ad alto consumo energetico e richiedono un utilizzo efficiente dell'energia. Gli utenti desiderano utilizzare questa soluzione per monitorare in tempo reale il consumo energetico dei data center, individuare gli sprechi di energia e adottare le misure appropriate per migliorare l'efficienza energetica, ridurre i consumi e contenere i costi operativi.

• Garantire la stabilità e l'affidabilità dell'alimentazione: i data center hanno elevati requisiti in termini di stabilità e affidabilità dell'alimentazione. Gli utenti desiderano utilizzare le funzioni di monitoraggio dell'alimentazione e della batteria dell'UPS per monitorare i parametri di alimentazione e lo stato della batteria dell'UPS in tempo reale, rilevare tempestivamente guasti e problemi alla batteria dell'UPS e gestirli di conseguenza, al fine di garantire un'alimentazione continua e stabile al data center ed evitare interruzioni del servizio e perdita di dati. • Garantire la qualità dell'alimentazione: la qualità dell'alimentazione ha un impatto diretto sulla stabilità operativa e sulla durata delle apparecchiature del data center. Gli utenti desiderano utilizzare le funzioni di monitoraggio e gestione della qualità dell'alimentazione per rilevare e risolvere tempestivamente i problemi di qualità dell'alimentazione, come fluttuazioni di tensione e armoniche di corrente, al fine di garantire il normale funzionamento delle apparecchiature del data center e una qualità dell'alimentazione stabile.

• Migliorare la sicurezza ambientale: la sicurezza ambientale dei data center è fondamentale per la protezione delle apparecchiature e dei dati. Gli utenti desiderano utilizzare le funzioni di monitoraggio ambientale per controllare in tempo reale parametri quali temperatura, umidità e allagamenti, rilevare tempestivamente anomalie ambientali e potenziali eventi di allagamento, e ricevere avvisi e adottare misure per prevenire rischi per la sicurezza.

• Gestione remota intelligente: i data center sono spesso distribuiti in diverse sedi e gli utenti necessitano di un metodo di gestione remota intelligente. La soluzione offre funzioni di monitoraggio e accesso remoto, consentendo agli utenti di visualizzare a distanza lo stato operativo del data center tramite dispositivi come telefoni cellulari, tablet o computer, di effettuare analisi dei dati e risoluzione dei problemi, migliorando la comodità e la flessibilità della gestione.

• Analisi e ottimizzazione dei dati: Gli utenti desiderano effettuare una valutazione e un'ottimizzazione dell'efficienza energetica attraverso la registrazione e l'analisi di dati quali il monitoraggio della potenza, il monitoraggio della qualità dell'energia, il monitoraggio della batteria dell'UPS e il monitoraggio ambientale, individuare i colli di bottiglia del consumo energetico, formulare un piano di miglioramento dell'efficienza energetica ragionevole e migliorare continuamente l'efficienza energetica e le prestazioni complessive di efficienza energetica del data center.

Introduzione al progetto

Il progetto del data center, situato nella Mongolia Interna, rappresenta una grande base per il cloud computing e l'archiviazione dati. L'investimento totale del progetto ammonta a circa 2 miliardi di yuan, su un'area di circa 500.000 metri quadrati, con una superficie edificata di circa 150.000 metri quadrati. La costruzione del progetto è suddivisa in due fasi. La prima fase è stata completata nel 2021, mentre la seconda è attualmente in fase di realizzazione. Il data center è dotato di apparecchiature a basso consumo energetico, sistemi intelligenti di monitoraggio ambientale e gestione energetica, nonché di una piattaforma di elaborazione dati flessibile e scalabile. L'obiettivo del progetto è fornire servizi di elaborazione e archiviazione dati sicuri e affidabili a governi, imprese e utenti privati, promuovendo al contempo lo sviluppo, la trasformazione e l'ammodernamento dell'economia digitale locale. Allo stesso tempo, il progetto genererà nuove opportunità e darà impulso allo sviluppo economico locale, favorendo l'informatizzazione e l'ammodernamento industriale del territorio.

Soluzione applicativa Basandosi sulla sua profonda conoscenza dei sistemi di distribuzione dell'energia e della gestione energetica dei data center, maturata nel corso degli anni, Acrel ha lanciato la soluzione AcrelEMS-IDC, un sistema completo per la gestione dell'efficienza energetica dei data center. Questa soluzione supporta i responsabili dei data center nella gestione operativa dei sistemi e delle apparecchiature di alimentazione, consentendo loro di monitorare in tempo reale il consumo energetico dei data center e fornendo una solida piattaforma tecnica e un supporto dati per la creazione di sistemi informativi sull'energia e la gestione del risparmio energetico. AcrelEMS-IDC offre funzionalità di monitoraggio e controllo per la gestione energetica dei data center, tra cui monitoraggio dell'alimentazione, monitoraggio e gestione della qualità dell'energia, analisi del consumo energetico, monitoraggio e gestione online delle batterie e altre funzioni. L'obiettivo è realizzare una gestione intelligente dei data center, migliorare l'efficienza energetica, garantire la stabilità e l'affidabilità dell'alimentazione, assicurare la qualità dell'energia e la sicurezza ambientale, e ottimizzare la gestione intelligente da remoto e l'analisi dei dati, riducendo così i costi operativi, migliorando le prestazioni complessive di efficienza energetica dei data center e promuovendo lo sviluppo sostenibile degli stessi.

• Monitoraggio dell'energia. Monitoraggio in tempo reale delle condizioni operative di sottostazioni, quadri elettrici di sottostazione, trasformatori, alimentatori di emergenza e apparecchiature ad alto consumo energetico, e raccolta di dati da dispositivi di protezione, misurazione e controllo a microcomputer, inclusi parametri elettrici, stato degli interruttori, controllo remoto, allarmi e registrazioni di incidenti, ecc.; b. Monitoraggio della qualità dell'energia di ciascun circuito di linea in ingresso, inclusa la registrazione della forma d'onda di cali di tensione, distorsione armonica, sfarfallio e altri dati, e quindi determinazione della direzione del disturbo del sistema di distribuzione e generazione di un rapporto di analisi della qualità dell'energia; c. Esecuzione di funzioni quali la registrazione dei guasti e la registrazione della sequenza degli eventi su circuiti di media e alta tensione per aiutare ad analizzare la causa del guasto e a migliorarlo; d. Installazione di dispositivi di protezione contro gli archi sulle sbarre collettrici dei quadri elettrici di media tensione e rilevamento di archi difettosi per un rapido intervento e allarme; e. Monitoraggio dei parametri elettrici e dello stato degli interruttori degli alimentatori da 0,4 kV e monitoraggio della temperatura dei giunti dei cavi, dei contatti degli interruttori, delle apparecchiature a bassa tensione e alta corrente nei quadri elettrici; f. Esecuzione della gestione della qualità dell'energia su 0,4 kV, inclusa la gestione delle armoniche e la compensazione della potenza reattiva.

• Monitoraggio e controllo della qualità dell'energia

a. Il monitoraggio online in tempo reale della qualità dell'energia del sistema di distribuzione del data center consente di rilevare e gestire tempestivamente picchi, cali e interruzioni di breve durata della tensione nel sistema di distribuzione. Analizzando scientificamente la tensione e la corrente del sistema di distribuzione, è possibile riflettere la qualità dell'energia attuale in modo più tempestivo, accurato e sensibile, riducendo le perdite causate dalle fluttuazioni della rete elettrica;

b. Controllo armonico della qualità dell'energia del sistema di distribuzione del data center per ridurre i danni e l'impatto delle armoniche;

c. Compensazione reattiva della qualità dell'energia del sistema di distribuzione del data center per migliorare l'efficienza complessiva di utilizzo dell'energia.

• Monitoraggio della batteria dell'UPS a. Monitorare la tensione del pacco batterie per garantire che la tensione del pacco batterie rientri nell'intervallo normale. Grazie al monitoraggio in tempo reale della tensione della batteria, è possibile rilevare tempestivamente tensioni anomale o attenuate del pacco batterie, in modo da poter adottare le misure appropriate; b. Monitorare la temperatura del pacco batterie per garantire che la temperatura del pacco batterie sia stabile e rientri in un intervallo di sicurezza. Una temperatura eccessiva può influire sulla durata e sulle prestazioni della batteria, quindi monitorando la temperatura della batteria è possibile individuare e risolvere tempestivamente potenziali problemi; c. Monitorare la capacità del pacco batterie per comprendere la capacità residua e l'attenuazione del pacco batterie. Monitorando la capacità della batteria in tempo reale, è possibile prevedere la durata e le prestazioni della batteria e stabilire se è necessaria la manutenzione o la sostituzione della batteria; Monitoraggio della resistenza interna della batteria: monitorare la resistenza interna del pacco batterie per valutare lo stato e le prestazioni del pacco batterie. La resistenza interna è un indicatore importante dell'attenuazione e del degrado delle prestazioni della batteria. Monitorando la resistenza interna della batteria, è possibile rilevare tempestivamente guasti o degrado della batteria; d. Monitorare la corrente di carica e scarica del pacco batterie per comprenderne lo stato e le prestazioni. Il monitoraggio della corrente di carica e scarica consente di valutare lo stato operativo del pacco batterie, garantendo la sicurezza e la stabilità del processo di carica e scarica.

• Monitoraggio ambientale

a. Monitoraggio in tempo reale delle variazioni di temperatura nella sala server del data center e acquisizione dei dati di temperatura ambientale tramite sensori di temperatura. Fornitura di curve di temperatura e dati storici per aiutare gli amministratori del data center a comprendere le tendenze e le variazioni periodiche della temperatura ambiente.

b. Monitoraggio in tempo reale delle variazioni di umidità nella sala server del data center e acquisizione di dati sull'umidità ambientale tramite sensori di umidità. Fornitura di curve di umidità e dati storici per aiutare gli amministratori del data center a comprendere le tendenze e le fluttuazioni dell'umidità nella sala server.

c. Installare sensori di immersione in acqua per monitorare in tempo reale eventuali allagamenti nella sala server. In caso di allagamento, il sistema invierà immediatamente un allarme per avvisare il personale competente, in modo che possano essere adottate tempestivamente le misure necessarie per evitare danni alle apparecchiature e rischi per la sicurezza.

d. Dotato di funzione di allarme in tempo reale, qualora i parametri ambientali come temperatura, umidità o allagamenti superino l'intervallo preimpostato, il sistema invierà automaticamente un allarme per notificare l'amministratore del data center.

e. Registrare i dati ambientali e fornire funzioni di archiviazione e analisi per i dati storici. Gli amministratori possono visualizzare i grafici storici dell'andamento delle variazioni di temperatura e umidità e analizzare la stabilità e le modifiche dell'ambiente della sala server al fine di ottimizzare le strategie di gestione ambientale.