数据中心和分布式可再生能源：在一个豆荚里的两颗豌豆

上个月谷歌主办了“互联网有多环保?”会上，来自业界、学术界、政府及非政府组织的100名专家汇聚一堂，探讨资讯及通讯科技对环境的影响及益处。随着我们社会的电气化和互联——包括智能手机、笔记本电脑、蜂窝网络和Wi-Fi网络——这是一个及时的话题。

通常的报道是占美国用电总量的1%到3%（PDF）来自单独的数据中心。事实上，这个数字实际上是一次能源利用大得多的接入网络 - 固定和无线基础架构连接用户及其设备到数据中心 - 被认为是。

没有人可以肯定地说（但）到底有多少能量被接入网络所消耗，而是来自劳伦斯伯克利国家实验室布鲁斯Nordman了射击在估计在2008年美国网络能源的使用(PDF)及能源效益电讯中心最近的估计移动接入网络的能源使用(PDF)。他们的研究结果表明，接入网络可能会消耗与数据中心相同数量级的能量，而且这种消耗正在迅速增长。

互联网、移动和宽带网络将继续存在。我们如何确保信息和通信技术部门使用清洁、绿色能源，并尽可能有效地加以利用?

数据中心走向绿色

去年，纽约州能源研究和开发局(NYSERDA)与克拉克森大学、AMD、惠普、通用电气和其他公司合作开展了一个项目，该项目将展示以可再生能源为动力的数据中心的可行性。落基山研究所(RMI)最近加入了克拉克森研究人员的这个项目，设想一个网络分布式绿色数据中心（DGDCs）共同位于可再生能源资源。试想一下，许多小，地理分布性能优化的数据中心（POD中）它既可以与电网作为一个相互连接的资源运行，也可以作为一个离网的电力孤岛运行。

起初，这可能会出现，而行人;偏远地区的人们已经离网运行了几十年，对不对？但一个主要的模式转变为工作：荚被设计成通过经由光纤连接迁移服务器工作负载到其他的POD当地方，本质上是可变的可再生能源中不能产生足够的功率转移“负载”，更有效地使用这些资源。荚果将是完全自包含的，与他们的唯一的外部接口是电源输入，网络连接和潜在的用于冷却和/或废热回收的连接。

DGDC的概念在以下几个方面与RMI的能源愿景联系在一起:

1.优化使用分布式，可再生能源的资源：分布式PODs将允许可再生能源从源头上使用，减少或消除对昂贵的传输基础设施(以及相关的线路损耗和其他低效率)的需求，最终使开发额外的(否则不经济的)可再生能源成为可能。简而言之，这是小是有利可图在ICT部门的工作逻辑。

2.管理可再生资源的可变性:pod方法将提供灵活的负载，有助于管理某些可再生能源(如风能和太阳能)的可变性。这种管理和稳定风能和太阳能的可变性的能力是一个核心概念RMI 2050年的眼光，为美国电力系统。PODs方法提供了这种灵活性，当特定地点的可再生能源供应波动时，可以将计算负荷从一个POD转移到另一个POD，本质上为这些可再生能源提供了稳定的容量。

3.增加需求方面的灵活性:如果豆荚与更广泛的电力系统互连，他们的灵活性还可以使向电网提供的配套服务。例如，POD的能力，赶快来在线或离线将允许电力系统运营商使用POD作为调度负载。这种能力 - 称为需求响应 - 可通过提高发电和负荷之间的平衡有助于地址电网稳定性问题。如果在选址方面，其中电力市场的存在，因为市场动态决定荚可以利用自己的灵活性和可控性，以提供（和赔偿）配套服务设施。

4.使微型电网:在微电网中，可控性为王。为了运行，任何电网——无论是宏观的还是微观的——都必须时刻平衡瞬时电力消耗和发电。微电网运营商面临的挑战是，与通常跨越巨大地理区域的典型电力系统相比，要用更有限的能源来实现这一目标。考虑到这一点，很容易看出pod和微电网之间潜在的共生关系，pod通过超灵活、适应性强的负载提供巨大的价值，同时也受益于微电网提供的更高的可靠性。

5.发展中国家的清洁能源:分布式POD概念对发展中国家具有特殊的前景。全球约有47亿人没有电脑和互联网，但这不会持续太久。在不发达地区，在电网不可靠的国家，柴油发电机往往是新建接入网络的首选电源。与发展中国家已经在考虑清洁可再生能源作为信号发射塔的替代能源中，POD概念显得非常有前途的。

在一天结束的时候，RMI的主要重点是减少化石燃料的能源使用，并明显低挂水果是由系统低效浪费的kWhs。所述DGDC概念 - 经由POD中实现 - 可以消除浪费的能量的量显著，主要通过减少传输和配电损失，而且还通过最佳实践冷却方法和其他效率增益。下常规的情况下，只有12在煤的块的能量的百分比烧毁燃煤电厂在最终计算机处理被使用。你需要860 w ^煤电驱动100瓦计算。相比较而言，你只是需要690W¯¯可再生能源的做同样的100瓦，带豆荚计算的。

数据中心和ICT产业消耗很多能源的使用量正在迅速增加。该行业的电力需求严重依赖于电网，因为除了大规模的水力发电外，分布在各地的可再生能源使得很难在传统的大型数据中心整合这些资源。DGDCs的概念可以改变这一切。通过直接使用清洁的可再生能源为PODs供电，这个想法为我们日益数字化的社会所面临的数据中心能源使用问题提供了一个潜在的解决方案。虽然在今后的试点项目中还有许多问题需要解决，但我们为发展战略发展理事会概念的潜力以及它可能以多种方式补充和扩大我们现有的努力而感到兴奋。

詹姆斯·舍伍德，在落基山研究所的分析师和码头马尔佐卡，克拉克森大学副教授，促成了这一职位。

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