数据中心和分布式可再生能源：豆荚中的两个豌豆

上个月谷歌主持了活动“绿色是互联网的？”从工业，学术界，政府和非政府组织一起汇集了100名专家，探讨了信息和通信技术（ICT）部门的环境影响和益处的新出现问题。随着我们社会的不断增长的电气化和关联 - 包括智能手机，笔记本电脑，蜂窝电话和Wi-Fi网络 - 这是一个及时的话题。

它通常报告说1至3％的美国电力使用（PDF）仅来自数据中心。事实上，一旦接入网络的能量使用，这个数字实际上就会更大 - 考虑了将用户及其设备连接到数据中心的固定和无线基础架构。

没有人可以肯定地说（然而）接入网络消耗的能量是多少，但来自Lawrence Berkeley国家实验室的布鲁斯诺德曼估计美国网络能源在2008年使用（PDF）和最近节能电信中心估计移动接入网络的能源使用（PDF）。他们的研究结果表明，接入网络可以与数据中心相同的数量级，并且这种消耗迅速增长。

互联网和移动和宽带网络在这里留下来。我们如何确保ICT部门使用干净，绿色能源，并尽可能有效地使用它？

数据中心进行绿色

去年，纽约国家能源研究和发展管理局（NYSERDA）与Clarkson University合作，AMD，HP，GE等人进行了一个项目，该项目将展示可再生能源的数据中心的可行性。洛基山研究所（RMI）最近加入了这个项目的Clarkson研究人员，该项目设想了网络分布式绿色数据中心（DGDC）与可再生能源资源共处。想象很多小，地理上分布性能优化的数据中心（POD）这可以用电网作为互连资源或作为离网电气岛一起操作。

起初，这可能出现相当行人;偏远地区的人数已经运营几十年，对吧？但是，一个主要的范式转换在工作：豆荚旨在通过当本地，固有的可变可再生能源未能生产足够的电源时，通过光纤连接将服务器工作负载迁移到其他窗口，以便更有效地使用这些资源将服务器工作负载转移到其他窗口。PODS将完全自包含，其唯一的外部接口是电源输入，网络连接和可能是用于冷却和/或废热回收的连接。

DGDC概念以这些关键方式与RMI的能量愿景联系起来：

1.最佳使用分布式，可再生能源：分布式豆荚将允许在其源代码中使用可再生能源，减少或消除对昂贵的传输基础设施（以及相关的线路损失和其他效率低）的需求，最终可行的额外（以及其他不经济）可再生能源的发展。简而言之，这是小是有利可图的在ICT部门工作的逻辑。

2.管理可再生资源的可变性：PODS方法将提供灵活的负载，可以帮助管理某些可再生能源的可变性，如风和太阳能。这种管理和稳定风和太阳能变异性的能力是核心概念RMI为美国电力系统的2050年愿景。PODS方法提供了从给定站点的可再生电源将计算负载从一个POD转移到另一个POD的能力的灵活性波动，基本上为这些可再生能源提供了紧密的容量。

3.增加需求侧灵活性：如果POD与更广泛的电力系统相互连接，它们的灵活性也可以为网格提供辅助服务。例如，POD快速进入或离线的能力将允许电力系统操作员使用POD作为调度负载。这种能力的需求响应 - 可以通过改善发电和负载之间的平衡来帮助解决网格稳定性问题。如果在电力市场存在的区域中，POD可以使用它们的灵活性和可控性，以提供（并补偿）辅助服务，因为市场动态指示。

4.启用MicroGrids：在微电网中，可控性是王。为了运作，任何电网 - 是宏观或微型 - 必须始终平衡瞬时功耗和发电。微电网运营商的挑战采用比典型的电力系统更有限的能源资源，通常跨越巨大的地理区域。考虑到这一点，很容易看到豆荚和微电网之间的共生关系的可能性，豆荚通过超柔性，适应性负荷提供巨大的价值，同时也受益于该微电网提供的增加的可靠性。

5.清洁发展中国家的能源：分布式豆荚概念对发展中国家具有特别的承诺。有近47亿人没有电脑和互联网访问 - 但这不会持续长期，并且在未开发的区域，柴油发电机通常是具有不可靠电网的新接入网络的选择电源。和发展中国家已经考虑了清洁可再生能源作为细胞塔的替代能源，Pod概念出现非常有前途。

在一天结束时，RMI的主要重点是减少化石燃料能源使用，而明显的低悬垂的水果是系统效率低下的浪费。DGDC概念 - 通过豆荚实现 - 可以消除大量浪费的能量，主要是通过降低传输和分配损失，而且还通过最佳实践冷却方法和其他效率提升。在传统的情景下，在最终计算机处理中仅使用由燃煤发电厂燃烧的煤炭块中仅12％的能量。您需要860 W煤电驱动100 W计算。相比之下，您需要只需690 W，可再生电源与PODS执行相同的100W计算。

数据中心和ICT行业消费很多能量，能源使用迅速增加。该行业严重依赖于电网的电网，因为大规模的水力电力除外，分布式可再生能源的大型地理占地面积使得难以将这些来源集成在常规，大规模的现场数据中心。DGDC概念可以改变所有这些。通过用干净，可再生能源直接供电豆荚，该想法为我们越来越数字社会面临的数据中心能源使用问题提供了潜在的解决方案。虽然在试点项目中有很多问题来锻炼，但我们被DGDCS概念的潜力兴奋，并通过可能补充和放大我们现有努力的许多方式兴奋。

克拉克森大学洛克山研究所的分析师和克拉克森大学副教授詹姆斯·斯克伍德和码头Marzocca贡献给这篇文章。

太阳能电池板图像Jarnoslava V.通过Shutterstock.