Uninterruptible power supply (UPS)-systemen zijn te vinden in alle datacenters, meestal in de vorm van batterijback-ups, om noodstroom te leveren voor workloads om te blijven draaien, zelfs in het geval van een onverwachte uitval.
Afbeelding: Shutterstock
Generatoren in datacenters kunnen een sleutelrol spelen bij het helpen van het lokale netwerk bij het beheren van enkele van de uitdagingen die gepaard gaan met de overgang naar hernieuwbare energie, volgens nieuw onderzoek gepubliceerd door Microsoft en energiebeheerbedrijf Eaton.
Uninterruptible power supply (UPS)-systemen zijn te vinden in alle datacenters, meestal in de vorm van batterijback-ups, om noodstroom te leveren zodat workloads blijven werken, zelfs in het geval van een onverwachte uitval.
Omdat dergelijke gebeurtenissen echter zeldzaam zijn, brengen UPS'en het grootste deel van hun leven onaangeroerd door. Datacenters bevinden zich daarom momenteel op de oevers van onderbenutte batterijbanken – daarom onderzoeken Microsoft en Eaton nu of de UPS'en van de gebouwen ook het lokale netwerk kunnen ondersteunen tegen anomalieën en storingen.
ZIE: Verouderde IT: geld besparen door vast te houden aan oude technologie kost ons allemaal miljarden
Het pompen van meer hernieuwbare energie in het net brengt extra complexiteit met zich mee, en een bijzonder punt van zorg is de instabiliteit die zonne- en windenergie genereren.
Conventionele energiebronnen zoals kolen en gas bieden het net wat bekend staat als inertie: wanneer het systeem een schok krijgt, kunnen hun turbines tijdelijk blijven draaien vanwege de kinetische energie van de het draaien van de turbine, zodat er ook in het geval van een storing gedurende een bepaalde periode nog wat stroom wordt opgewekt. Met andere woorden, de draaiende generatoren hebben een stabiliserend effect op het net.
Windturbines en zonnepanelen werken anders en kunnen geen inertie bieden. Overstappen op duurzame energie betekent dus ook het verlies van het schokabsorberende voordeel van traditionele energiebronnen, waardoor het elektriciteitsnet een stuk kwetsbaarder wordt voor onverwachte storingen.
In de praktijk kan een lage inertie enorm storende black-outs veroorzaken. Zo leidde in 2019 een blikseminslag in het VK die een windmolenpark en een gascentrale tot stilstand bracht, uiteindelijk tot stroomuitval en verstoring van meer dan een miljoen consumenten, met grote systeemstoringen op het spoorvervoersnetwerk forenzen in Londen.
“Als we activa hebben die de betrouwbaarheid van het net garanderen, zelfs met een lage inertie, betekent dit dat de netbeheerders een hogere penetratie van hernieuwbare energie kunnen toestaan”, Janne Paananen, technologiemanager bij Eaton, die mede- schreef de whitepaper, vertelde ZDNet.
Een oplossing bestaat erin te voorzien in een zogenaamde Fast Frequency Response (FFR), bijvoorbeeld door direct stroom aan het net te leveren terwijl langzamere reserves reageren op een storing. Met andere woorden, een kortetermijnoplossing die in wezen hetzelfde is als waarvoor UPS'en zijn ontworpen.
“UPS's zijn op maat gemaakt voor die behoefte”, zegt Paananen. “Ze kunnen kortstondige momenten van onbalans in het systeem aanpakken, en omdat die van korte duur zijn, zijn UPS'en met kleinere batterijen daar uitstekend voor.”
UPS'en zijn al aangesloten op het lokale net, maar alleen om er stroom uit te halen. Eaton heeft een op software gebaseerde technologie ontwikkeld die het bedrijf omschrijft als een “net-interactieve UPS”, EnergyAware genaamd, waarmee UPS'en in het datacenter een dubbele rol kunnen spelen: IT-apparatuur beschermen, maar ook dienen als energiebron voor netbeheerders.
De technologie is al getest en bewezen in verschillende proefprojecten, waaronder in het Microsoft Innovation Center in Boydton, Virginia, waar een lithium-ionbatterij-aangedreven UPS werd uitgerust met Eaton's software-algoritmen en bedieningselementen om te communiceren met het elektriciteitsnet.
De UPS heeft met succes de netsignalen gevolgd en reageerde snel door de batterij op te laden of te ontladen om het net in evenwicht te brengen, en voldeed aan de eisen van de operator voor nauwkeurigheid, responstijd en precisie.
Eaton voerde ook pilots uit met de nieuwe UPS-technologie in Ierland, waar het bedrijf is gevestigd, en in Finland en Noorwegen. “Maar Microsoft is de eerste echt grote speler die interesse toont”, zegt Paananen. “Als de grote bazen het eerst doen, zullen anderen volgen. Het zal een voorbeeld zijn voor de rest van de industrie.”
Met de whitepaper hopen Eaton en Microsoft een beter geïnformeerd beeld van de technologie te geven aan datacenterbeheerders die mogelijk geïnteresseerd zijn, bijvoorbeeld door vragen te beantwoorden over de economische aspecten van het concept.
Paananen stelt dat er geen nadelen zijn aan het openstellen van datacenter-UPS's voor het net. In Scandinavische landen hoeft het net bijvoorbeeld maar tot 30 seconden te worden ondersteund in het geval van een storing – een hoeveelheid energie die de meeste datacenters al in hun batterijen hebben, bovenop wat ze nodig hebben voor hun kritische belasting, wat betekent dat ze niet eens in meer capaciteit hoeven te investeren.
ZIE: Supercomputers worden een andere cloudservice. Dit is wat het betekent
Natuurlijk hebben verschillende netten andere eisen, maar bijdragen aan de stabiliteit van het net is ook een extra inkomstenstroom voor beheerders. Paananen schat dat de typische terugverdientijd zal variëren van één tot drie jaar. In het VK laten de schattingen van Eaton bijvoorbeeld een rendement zien van bijna £ 130.000 ($ 178.000) per megawatt toegewezen aan netondersteuning.
“Het leuke is dat als je een vergoeding krijgt, het je niets kost om groen te zijn”, zegt Paananen.
Dat wil niet zeggen dat alleen datacenter-UPS's de inertievergelijking voor hernieuwbare energie zullen oplossen. Paananen is eerder van mening dat de omschakeling naar wind- en zonne-energie een “alles-als-net”-perspectief vereist waarin alle activa die kunnen bijdragen aan het handhaven van de balans van het net, op het systeem moeten worden aangesloten.
Dit is logischer dan het bouwen van nieuwe systemen voor hetzelfde doel, maar vereist het doorbreken van silo's in de huidige infrastructuur. Datacenters, hoewel de sleutel tot het succes van de overstap, zijn daarom slechts een onderdeel van het proces.
Microsoft van zijn kant lijkt erop gebrand het idee te ontwikkelen en uit te voeren. “Datacenters vormen het hart van onze digitale economie en bieden de mogelijkheid om een direct beschikbare, betere manier te bieden om het net te ondersteunen. Deze ondersteuning helpt elektriciteitsnetten om hogere niveaus van hernieuwbare energie te bereiken”, zegt Ehsan Nasr, senior engineer van geavanceerde ontwikkeling van datacenters bij Microsoft.
“Zodra opgeslagen energie in datacentersystemen wordt benut om flexibiliteit en optimalisatiediensten te bieden, wordt het een aanwinst met een verhoogde waarde, dus het is een driedubbele winst, voor de netbeheerder, datacenterbeheerder en het milieu.”
Innovatie
Robots voor kinderen: STEM-kits en meer technische cadeaus voor hackers van alle leeftijden De beste VR- en AR-headsets voor zakelijk en persoonlijk gebruik De beste 3D-printers voor zakelijk en thuisgebruik Wat is AI? Alles wat u moet weten We leven in een duizelingwekkend tempo van technologische veranderingen. Is het goed voor ons? (ZDNet YouTube) Gratis PDF: Robotica in de onderneming (TechRepublic)
Verwante onderwerpen:
Microsoft Hardware Servers Netwerkopslag Cloud 