Eficiencia Energética en centros de datos rentable y ambientalmente responsable

En la actualidad, la industria de las empresas TIC y de Centros de Datos presentan un nivel de crecimiento de consumo de energía mucho mayor que la mayoría  de las demás industrias. Con la llegada de tecnologías tales como la computación en la nube, el “video streaming”  y el internet de las cosas, cada vez se va a requerir de mayor energía en esta industria.

Las fuentes de energía que tradicionalmente se han venido utilizando, en su gran mayoría son generadoras de grandes cantidades de CO2,  polución química, consumo de agua y utilización de grandes áreas de terreno. El porcentaje de uso de  fuentes de energía renovables, aunque va en aumento sigue teniendo un peso muy bajo sobre el total de la demanda mundial. Ver figura 1.

 Adicionalmente, los costos de la energía eléctrica tienden a ser más altos, causando un impacto en los costos de operación de los centros de datos.

 Por lo tanto, la energía más limpia y económica, es la que no se consume innecesariamente.

En este documento se presentan de manera muy resumida las mejores prácticas de eficiencia energética, tanto para centros de datos existentes como nuevos. Se basa en las recomendaciones de los organismos internacionales más reconocidos, en las enseñanzas recogidas durante los cursos de eficiencia energética EEBP de DCPRO y en las listas de chequeo que se utilizan para obtener la certificación de eficiencia energética de centros de datos CEEDA.

JUSTIFICACIÓN

En la figura 1 se observa la distribución de plantas de generación eléctrica nivel mundial en el año 2015, según el Global Energy Observatory.

Tomando el caso de  Colombia, el precio del kilovatio hora en promedio  para centros de datos está del orden de los 10 centavos de dólar y el prorrateo de las emisiones de CO2 está en cerca de 0.5 kilogramos por Kilovatio-hora generado (Fuente: www. razonpublica.com)

Si hacemos un pequeño ejercicio con los datos anteriores, vemos que si un centro de datos mediano en Latinoamérica, que consuma 500 Kilovatios en promedio, tendrá anualmente costos de energía de US$438.000 y emisiones de CO2 de 2190 toneladas. Si implementáramos un plan de eficiencia energética  que redujera un 15% el consumo total (Lo cual es muy posible en la mayoría de centros de datos de más de 5 años de construcción) se tendrían ahorros anuales de US$65.700 y reducción de emisiones de 328,5 toneladas de CO2. Con estos ahorros en dinero se pueden tener fácilmente retornos de inversión menores a dos años. 

RESUMEN DE RECOMENDACIONES PARA UN PLAN DE EFICIENCIA ENERGÉTICA

La premisa básica de eficiencia energética para cualquier centro de datos es  tener la mayor capacidad posible de procesamiento, almacenamiento y velocidad de transmisión de datos por kilovatio hora consumido en el total de la instalación y utilizando el menor espacio posible. De esta manera, lo primero que se debe tener en cuenta es que el hardware y software de TI sean muy eficientes. Después de eso si nos debemos dedicar a buscar que las infraestructuras arquitectónica, eléctrica y mecánica optimicen su eficiencia energética.

Para los centros de datos existentes las principales recomendaciones dadas por los organismos involucrados y por la experiencia de los usuarios finales se pueden resumir en los siguientes  puntos:

1. Capacitación del personal de operaciones de infraestructura de los centros de datos para reforzar su conocimiento en los temas de eficiencia energética.
2. Recurrir a consultores experimentados y reconocidos para la implementación segura de los proyectos de eficiencia.
3. Mejorar la eficiencia de TI mediante el retiro de los equipos que no están en uso; la implantación de virtualización  y la compra de nuevos equipos de TI con certificación Energy Star.
4. Donde se tiene mayor potencial de ahorro con una excelente  relación costo-beneficio en centros de datos existentes es en el adecuado manejo del flujo de aire acondicionado. Y el objetivo fundamental es que el aire frío llegue donde se requiere y que no se mezcle con el aire caliente. Las principales acciones son el uso de paneles ciegos en los racks y luego el confinamiento de pasillos.
5. Aplicar las últimas guías de ASHRAE, en cuanto a los rangos de temperatura y humedad permitidos dentro en los pasillos fríos del centro de datos, los cuales por ejemplo en temperatura permiten hasta de 27°C en los pasillos fríos. Adicionalmente el control de temperatura y humedad se debe hacer sobre las condiciones de los pasillos fríos y no sobre el retorno de las unidades manejadoras de aire.
6. Determinar con exactitud e implementar los puntos de medida de energía para obtener la métrica del PUE (Power Usage Efectiviness), según las recomendaciones de “The  Green Grid”.

Para los nuevos centros de datos, ampliaciones o cambios mayores las principales tendencias actuales son:

1. La modularidad de espacios, equipos de infraestructura eléctrica, mecánica y de comunicaciones es un requisito importante para llegar a obtener un PUE bajo durante toda la vida del centro de datos.
2. El uso de economizadores de aire o agua, técnicas más conocidas como “free cooling” directo o indirecto, para utilizar la menor cantidad de tiempo los compresores que son los elementos que más energía consumen en los procesos de refrigeración.
3. Uso intensivo de sistemas de monitoreo de energía y de sistemas de DCIM (Datacenter Infrastructure Management) en todo el sistema eléctrico tanto de cargas de TI como de soporte para una  óptima gestión de la energía.
4. Niveles de tensión más altos que permitan los equipos para minimizar las  pérdidas eléctricas de las diferentes cargas tanto de TI como de infraestructura.
5. Uso de UPS con certificación Energy Star o similar.
6. Considerar dentro de los diseños la posibilidad de implementar en un futuro salas de TI refrigeración líquida hasta los propios procesadores.
7. La reutilización del calor residual para generar calefacción o refrigeración  (mediante chillers por absorción) es otra de las tendencias de los nuevos diseños.

 

 

CONCLUSIONES

1. La energía más limpia y económica es la que no se consume innecesariamente.
2. Las inversiones en eficiencia energética además de reducir daños ambientales tiene un tiempo muy corto de recuperación de la inversión. 
3. La capacitación del personal de operación de infraestructura es básica para implementar planes de eficiencia con seguridad y sin afectar la disponibilidad.
4. El contar con asesores externos y auditorías de eficiencia energética dan más seguridad y credibilidad en el mercado.
5. Los planes de eficiencia energética deben iniciar con el hardware y software de TI y luego con la infraestructura física, eléctrica y mecánica para buscar un PUE lo más cercano a 1.0 que sea posible. Ver figura 2.

DCPro

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