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数据中心未来供电技术发展浅析 380V直流无前途

2014-09-02 02:10来源:中国存储网
导读:数据中心内的全部设备都要定制,那么带来的成本增加及开展难度就足以抵消了其节能利好,不管是在数据中心租赁方难以推广,在用户侧也无法接受,因此截至目前业界开展的380V高压直流项目规模都很小,示范意义大于实际节能收益。

随着数据中心技术的大规模建设,以及更为关注能源利用效率,数据中心供电技术未来的发展方向一定是市电直供技术,在降低前提投资成本的同时,还通过高效率供电减少后期运营成本。这里所说的高效率不仅仅是指电网侧到IT设备的供电路径高效率,而是一次能源侧到CPU等的整个能源路径上的高效率和绿色环保,虽然传统概念的PUE可能升高,但单位总能耗是降低的。未来的总体发展趋势是高压/集中式/交流大UPS向低压/分布式/直流小UPS方向发展,由机房外集中式铅酸电池向IT机柜内分布式小(锂)电池等方向发展,从化石能源向绿色能源方向发展。

数据中心未来供电技术发展浅析 380V直流无前途

数据中心数据中心供电不间断的核心在于不间断电源及其电池技术,因此电池连接的位置也决定了不同的供电架构。目前业界主流的备用电池电压从高到低分别有UPS的四百多伏,到直流电源的380V、240、及48V,甚至电池内嵌到IT设备内的12V等。下图是目前业界在数据中心供电方面的主要技术方案,首先从集中式四百多伏铅酸电池的传统UPS,其次到标准服务器不用定制、240V电池直挂输出母线的240V高压直流技术,接着还有服务器采用定制48V或者380V输入电源的48V直流或者380V高压直流电池直挂技术,最后再到google等的12V电池直挂服务器主板输入方案。电池越靠近末端服务器主板或者CPU,供电系统越为分散,相应的IT系统也更为分布式;电池越靠近末端,供电系统的定制化程度越高,普通用户规模开展的难度也越大;电池越靠近末端,对IT电源及电池的控制管理水平要求也越高。最后,电池越靠近末端,从电网到CPU供电路径上的转换级数也相应减少,带来更高的转换效率,但可能在低压侧传输损耗又会增加。因此,对比集中式和分布式、高压还是低压,选择不同的供电架构,会很大程度上影响供电系统可靠性、供电效率、造价成本等,还有技术、生态的成熟性以及应用灵活性等。

此外,随着电池技术的发展,以及风能、太阳能、燃料电池等绿色能源在数据中心内的引入,给数据中心带来更多的机遇和挑战。从某种意义上说,数据中心不间断供电技术取决于电池技术的发展,电池的革新也会带来数据中心供电架构的变化,比如从传统的低密度铅酸电池到高能量密度锂电池技术的发展,就很可能把备份电池从电池室改放到IT机柜内。同样的电池技术的发展,使得风能、太阳能等波动性绿色能源实现储能的可能,也将改变传统数据中心来自单一电网供电模式等。这些更进一步的讨论这里不再展开,本文暂以业界用到的主流技术为主,通过梳理粗浅分析,抛砖引玉,以便大家可以更为深入的探讨未来数据中心供电技术的发展方向。

数据中心未来供电技术发展浅析 380V直流无前途

380V的高压直流系统

传统的380V直流暂时没有市场

380V高压直流技术在国内外已经开展了很多年了,也有很多研究和标准等,虽然较传统的UPS及48V通信电源系统有很多优势,但涉及IT设备电源的定制以及直流供配电等配套的跟进,截至目前开展的应用规模都很小,基本停留在实验室试点阶段。数据中心内部的设备复杂多样,从主要的服务器设备到相对少量的网络设备,以及消防、弱电、照明等等,涉及很多行业及不同供应商,如果仅仅为了适应380V直流供电,数据中心内的全部设备都要定制,那么带来的成本增加及开展难度就足以抵消了其节能利好,不管是在数据中心租赁方难以推广,在用户侧也无法接受,因此截至目前业界开展的380V高压直流项目规模都很小,示范意义大于实际节能收益。

数据中心未来供电技术发展浅析 380V直流无前途

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