De datacenters zijn de ruggengraat van de digitale wereld. Een storing in hun elektriciteitsvoorziening kan leiden tot significante economische verliezen, kritieke onderbrekingen en schade aan de reputatie. Daarom is energiereductantie een essentiële pijler om operationele continuïteit te waarborgen. Hieronder verkennen we dit concept in diepte, inclusief praktijkvoorbeelden van systemen en apparatuur die dit implementeren.
Wat is energiereductantie in datacenters?
Energiereductantie houdt in dat er back-upsystemen zijn die automatisch in werking treden als de hoofd elektriciteitsvoorziening uitvalt. Deze systemen zijn ontworpen om onderbrekingen te voorkomen, gegevens te beschermen en te voldoen aan de veeleisende industrienormen, zoals gedefinieerd door het Uptime Institute in hun Tier-classificaties.
Belangrijke componenten:
- UPS (Uninterruptible Power Supply):
Systemen zoals de Eaton 9PX of de APC Smart-UPS zijn voorbeelden van apparatuur die direct stroom levert via batterijen om stroomonderbrekingen te voorkomen tot de generatoren worden geactiveerd. - Backup-generatoren:
Dieselgeneratoren van Caterpillar of Cummins zijn populaire keuzes in datacenters, waarbij ze langdurige stroom bieden tijdens langdurige stroomuitvallen. - Redundante stroomlijnen:
Datacenters zoals die van Equinix hebben vaak meerdere elektriciteitslijnen van onafhankelijke substations, die zorgen voor een alternatieve stroombron. - Batterijbanken:
Tesla Powerpack en Schneider Electric zijn leiders in schaalbare batterijoplossingen voor het leveren van stroom bij kritieke gebeurtenissen.
Waarom is energiereductantie belangrijk
1. Minimaliseert downtime
Bedrijven zoals Amazon Web Services (AWS) of Microsoft Azure exploiteren Tier IV-datacenters, die garant staan voor minder dan 26 minuten downtime per jaar dankzij volledige redundantie. Elke seconde downtime op deze platforms kan zich vertalen in miljoenenverliezen.
2. Beschermt de integriteit van gegevens
Datacenters zoals die van Google Cloud implementeren UPS-systemen met automatische transfer om abrupte stroomonderbrekingen te voorkomen die databases kunnen corrumperen of hardware kunnen beschadigen.
3. Voldoet aan industrienormen
De meeste grote datacenters werken volgens Tier III of IV-normen, en voldoen aan hoge niveaus van redundantie om te voldoen aan de eisen van zakelijke klanten.
4. Wint het vertrouwen van klanten
Bedrijven zoals IBM hebben hun reputatie gebouwd op het aanbieden van datacenters met hoge beschikbaarheid dankzij de implementatie van N+1 en 2N+1 configuraties.
Redundantieniveaus en praktische voorbeelden
- N Redundantie (geen redundantie):
- Beschrijving: Een enkele stroombron zonder back-up.
- Voorbeeld: Een klein datacenter voor startups met een beperkt budget.
- Gebruik: Ideaal voor niet-kritieke toepassingen.
- N+1 Redundantie:
- Beschrijving: Een extra back-upcomponent wordt toegevoegd.
- Voorbeeld: Tier II-datacenters die een extra generator gebruiken naast de hoofdgeneratoren.
- Gebruik: Zakelijke toepassingen die een hoge betrouwbaarheid nodig hebben.
- 2N Redundantie:
- Beschrijving: Twee volledige onafhankelijke systemen.
- Voorbeeld: Datacenters zoals die van Facebook die twee volledig gescheiden stroombronnen onderhouden om de hele installatie van stroom te voorzien.
- Gebruik: Kritieke infrastructuren die zich geen storingen kunnen veroorloven.
- 2N+1 Redundantie:
- Beschrijving: Twee volledige systemen plus een extra component voor extra veiligheid.
- Voorbeeld: De datacenters van Equinix in Londen hebben twee hoofdstroombronnen en een extra systeem voor volledige redundantie.
- Gebruik: Bedrijven met bedrijfskritische diensten.
Het berekenen van de energiebehoeften: een stap-voor-stap voorbeeld
Stap 1: Lijst van apparatuur
Stel, een klein datacenter heeft de volgende componenten:
- 10 servers met een gemiddeld verbruik van 400 W elk.
- 5 netwerkswitches die elk 100 W verbruiken.
- 2 opslagsystemen van elk 500 W.
Stap 2: Bereken de energieconsumptie
Totale IT-verbruik:
(10 × 400 W) + (5 × 100 W) + (2 × 500 W) = 5.500 W
Stap 3: Voeg het verbruik van het koelsysteem toe
Als de koeling 40% van het IT-verbruik uitmaakt:
5.500 W × 0,4 = 2.200 W
Stap 4: Tel het totale verbruik op
Totaal verbruik = 5.500 W + 2.200 W = 7.700 W
Stap 5: Voeg een veiligheidsmarge toe
Voor redundantie en toekomstige groei, voeg 30% toe:
7.700 W × 1,3 = 10.010 W (of 10 kW)
Stap 6: Omzetten naar kVA
Met een vermogensfactor van 0,9:
10 kW ÷ 0,9 = 11,1 kVA
Selectie van back-upsystemen
UPS:
Voor een verbruik van 11,1 kVA, zou een APC Smart-UPS VT 15 kVA aanbevolen zijn, die voldoende capaciteit biedt en een autonomie van 15 minuten om de generatoren te starten.
Generator:
Een dieselgenerator Cummins 20 kVA zou aan de behoeften voldoen, en biedt een extra veiligheidsmarge.
Werkelijke implementatievoorbeelden
- Google Cloud: Hun datacenters implementeren 2N-redundantie systemen om incontournable beschikbaarheid te garanderen.
- Amazon Web Services: AWS heeft geografisch verspreide datacenters met 2N+1-configuraties om maximale veerkracht te verzekeren.
- Equinix: Hun datacenter in Ashburn, Virginia, werkt met Tier IV-redundantie, wat ervoor zorgt dat onderbrekingen praktisch niet-bestaand zijn.
Conclusie
Energiereductantie is essentieel om de continue werking van datacenters te garanderen. Van kleine startups tot reuzen zoals AWS of Google, adequate planning van energiebehoeften en de implementatie van betrouwbare back-upsystemen zijn cruciaal om gegevens te beschermen, aan normen te voldoen en het vertrouwen van klanten te behouden. Het ontwerpen van een robuuste infrastructuur met echte voorbeelden als referentie zorgt voor betrouwbare en schaalbare prestaties over tijd.