Alternating Current Direct Current 380V HVDC 交流電源 直流電源 AC DC

高壓直流HVDC 機房供電革命

2013-12-24
HDVC高壓直流供電除了減少能源消耗之外,設備佔地面積、UPS檢修成本以及纜線成本都能顯著降低,另外,由於轉換的節點變少,架構更為簡單後,反而讓UPS的可靠度提升1倍。
近年來,機房的部署建設幾乎都以能源改善為目標。除提升單一元件的效率外,也從各個設計層面來降低電力需求。例如,空調技術中的自然冷卻法,就是利用大氣中自然的資源來冷卻IT設備本身運轉所製造出的熱氣,以減少電力耗損。而在電力系統中,近期也有業者積極倡導從AC(Alternating Current,交流電源)轉向DC(Direct Current,直流電源)。

奕富達總經理林宏泉指出,在現今的UPS設計架構中最被詬病的地方,便是存在很多無謂的能耗節點。現階段,絕大部分的資料中心與IDC機房均使用交流電源,供應電力給直流運算的資通訊設備,而這中間經過數次的交…直流轉換,就是導致能源效率低下的元兇。

他引用Intel Data Center Energy Efficiency Research資料解釋,傳統的UPS設計架構,從市電通過UPS設備,經變壓器後至精密配電櫃(Power Distribution Cabinet,PDC)分配電力,最後輸送給IT設備的過程,至少需要經過三次交…直流轉換。「包括AC UPS的兩次AC/DC轉換、伺服器中電源供應單元(Power Supply Unit)的AC/DC轉換以及PDU的降壓變壓器所產生的能源效率損失,都讓整個交流供電機房的效率低落。採用高效率的UPS設備雖然有助於改善,但成效仍不讓人滿意。」


▲根據Intel Data Center Energy Efficiency Research資料顯示,傳統的UPS設計架構,能源轉換耗損過多,因而效率不彰。 (圖片來源:奕富達)

奕富達引進NetPower直流UPS及供電設備,除了看好380V HVDC(Higher Voltage Direct Current,高壓直流供電)的發展趨勢之外,重點還是在於實際落實於機房中可實現的效益。「在Intel報告中同時也驗證了成效,光是把AC伺服器汰換成支援HVDC的伺服器,效率落差高達24.4%,以每機櫃10台350W的伺服器來計算,每年可節省的用電支出就高達3.3萬台幣。而這還不包括省卻AC轉換元件所帶來的效益,除了減少能源消耗之外,設備佔地面積、UPS檢修成本以及纜線成本都能顯著降低,另外,由於轉換的節點變少,架構更為簡單後,反而讓UPS的可靠度提升1倍。」

根據瞭解,目前已有不少國家都在積極探討直流UPS架構的可行性。包括鄰近的日本韓國與中國大陸,歐洲的瑞典、德、法、荷,以及北美的美國,紛紛建置實驗性質或實際運轉的直流供電機房。而中國電信、阿里巴巴、騰訊等業者,現階段也都開始採用HVDC供電技術,並對其穩定性、節能效果進行廣泛的試營運。

當然,要確實施行達到直流供電,除了架構面之外,設備的支援也不可少。目前像是HP已設計出可支援380V HVDC的1200W Power Supply、融合式基礎架構以及ProLiant Gen8 。而Juniper也有支援直流供電的網路設備,另外普安也在EonStor DS系列儲存解決方案新增支援直流電源(DC Power)儲存系統,這些都會促進直流供電發展的前進腳步。

林宏泉特別提到,不少企業會擔心,直流電力供電會不會讓IT設備『燒壞』,其實只要架構設計得好,就算直接把380V的直流電力拿來接上AC設備,還是能運轉無虞。


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