Ta del av allt innehåll på Aktuell Hållbarhet
Starta din prenumeration

Prenumerera

Fredag25.09.2020

Kontakt

Annonsera

Meny

Starta din prenumeration

Prenumerera

Sök

Klimat

Servrar på likström – här är det verklighet

Publicerad: 15 September 2010, 04:38

Att köra servrar i en serverhall på likström kan spara väldiga mängder energi. Den löpande driften är snart igång i Sätterstrand. Häng med Jörgen Städje på djupdykning.


Ämnen i artikeln:

CleantechTeknikMiljöteknikGreentechForskningIngenjör

Tidigare har miljöarbetet i datorhallen mest inriktat sig på att minska effektåtgången i kylanordningarna, men nackaföretaget Netpower har angripit en helt annan del av energikedjan, och är först i världen med sitt nytänkande. Den här gången är det elnätet som den gröna handen greppar och klämmer åt.

Hittills har man tänkt att det inte gått att göra så mycket åt servrarnas verkningsgrad. Men switchaggregaten har inte varit Guds bästa barn. Verkningsgrader på 65–75 % har varit legio i datoraggregat, även om nya normer fått upp den i 90 %. Det visar sig att det finns mycket mer att göra bara man tittar efter och det handlar om något så enkelt som att ta bort onödiga mellansteg i kraftöverföringen. Man kan vinna 30 % av en anläggnings strömförbrukning på detta. När man i en framtid börjar likströmsmata själva kylapparaterna kan man vinna ännu mer. Tankesättet är radikalt och nästan lite svårt att ta till sig, men resultaten är mätbara.

Första kunderna inne

Likströms-UPS – en radikal idé.

Compare i Sätterstrand är på många sätt en pionjäranläggning när det gäller energieffektiv drift av datorhallar. Väldigt lite av den värme som maskinerna i hallen åstadkommer, slösas bort i någon kylanläggning. Den blir till fjärrvärme istället. Men UPS:erna och servrarna har hittills ingen vågat röra. Tills Netpower kom med skruvmejseln och i princip rev bort det mesta av elektroniken i strömförsörjningen.

Till för någon vecka sedan var det bara lösa skott, men nu är det skarpt läge: Den första kunden, Karlstads kommun, har skrivit på kontraktet för plats i fem av de tio likspänningsmatade rackskåpen i hallen. I oktober ska alla servrar vara inne och igång. Det är en ny trend som många säkert kommer att vilja följa.

Ja, eller egentligen är det en urgammal trend som nu fiffats upp för att klara moderna servrar. Telekombranschen har länge kört all sin utrustning på 48 volt likspänning, eftersom 48 volt också används i batterierna i reservkraften (och ännu längre tillbaka som centralbatterispänning för att driva kolkornsmikrofonerna i abonnenternas telefoner). Telefonstationer har traditionellt haft helt andra upptidskrav än datorhallar. Batterireserven i en typisk telefonväxel av AXE-typ kan räcka flera timmar. Nu är det dags för den vanliga serverhellen att få del av detta goda.

30 procents energibesparing jämfört med växelströmsmatade datorer ligger inom det möjligas gräns. Då gäller det att optimera hela kedjan, från högspänningstrafon på 10-kilovoltsnätet och ända fram till nätkontakten som pluggas i servern. Det har Netpower gjort.

Så var det förr

I en standardanläggning börjar man med att transformera ned inkommande 10 kilovolt trefas till 400 volt i en jättetransformator nere i källaren. Strömmen tas därifrån till ett ställverk där den fördelas över anläggningen. Ställverket blir ganska varmt av de interna förlusterna. På tämligen heta kablar (35-40 grader är inte ovanligt) går strömmen upp till datorhallen där den matar en eller flera UPS:er.

Traditionellt, hett kablage i traditionella, heta ställverk.

I UPS:en likriktas spänningen och får ladda ackumulatorer. Från ackumulatorerna växelriktas spänningen tillbaka till 230 volt och går ut till servrarna. Inne i serverns nätaggregat likriktas den igen och switchas ned till fem och tolv volt, en sk AC/DC-server. Det är många steg, där vart och ett innebär en förlust.

En nyckel till hög effektivitet är att man inte ska ha omvandlare som arbetar vid låga effektivitetsnivåer. Man är tvungen att köpa minst en UPS, som ska täcka behoven nu och i framtiden. Dessutom behöver man en till för redundansens skull. En växelströms-UPS håller normalt väldigt hög effektivitet, ungefär 89 procent. Men det gäller bara om den belastas hårt, till nästan full last. Vid lägre belastningar ligger den på betydligt lägre verkningsgrad på grund av att tomgångsförlusterna börjar bli av betydelse. Kopplar man två UPS-er i parallell kommer man normalt att ligga runt ett ”knä” på verkningsgradskurvan där tomgångsförlusterna blir en betydande del av effektförbrukningen.

Så är det numera i Sätterstrand

En av landets första test- och demo-anläggningar för drift av datorhallar med likström installerades av Netpower på Compare Testlab för ungefär ett år sedan och den har gått i testdrift fram till nu.

Netpowers UPS-er har som alla andra en switchande likriktardel, men den levereras i moduler och man kan sätta in så många man har behov av. Likriktarmodulerna är små, inte mer än 1500 watt och man kan alltid sätta in precis så många att man säkert arbetar vid effektivitetsmaximum.

Den största besparingen kommer emellertid att göras om verkningsgraden i servrarnas nätaggregat kan höjas. Nätaggregat i form av DC/DC-omvandlare kan göras med högre verkningsgrad än AC/DC, eftersom de förra kan konstrueras med färre omvandlingssteg och färre komponenter. IBM och HP har i sådana servrar i sin höstkollektion, så det är inte osannolikt att vi får se flera likströmssatsningar i framtiden. Framför allt som DC/DC-servrar rimligen borde bli billigare än AC/DC-varianten (fast det är en prispolitisk fråga).

Fler apparater än man tror i en modern serverhall kan köras på likström, helt bortsett från servrar och switchar. Modern kylutrustning har varvtalsreglerade pumpar och fläktmotorer som visserligen drivs med växelspänning, vilken i slutänden ändå likriktas och switchas i en växelriktare. Det mesta i en hall kan idag alltså köras på likström och ta del av energivinsterna.

Sänker man energiförlusterna i servrarna och den likströmsdrivna UPS:en skapar mindre spillvärme, krävs det dessutom mindre energi för att forsla bort värmen och kylsystemet kan arbeta svalare. Den värme som kylsystemet självt skapar, måste också kylas bort. Nu blir det mindre av den varan också.

Jörgen Städje

Dela artikeln:


Håll dig uppdaterad med vårt nyhetsbrev

Genom att skicka in mina uppgifter godkänner jag Bonnier Business Media AB:s (BBM) allmänna villkor. Jag har även tagit del av BBM:s personuppgiftspolicy.