太陽能光伏發(fā)電，因其具備安全可靠、能源質(zhì)量高、無枯竭危險、無噪聲、無污染、無需消耗燃料等先天的優(yōu)勢，在國家的資金支持和產(chǎn)業(yè)扶持下，在民用領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。

 

但是此前由于產(chǎn)業(yè)的原因，這項(xiàng)新能源技術(shù)在國內(nèi)數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的正式商用卻進(jìn)展緩慢。直至最近，國內(nèi)數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域終于邁出了第一步，國內(nèi)首個采用光伏發(fā)電系統(tǒng)為數(shù)據(jù)中心供電的項(xiàng)目在百度云計算（陽泉）數(shù)據(jù)中心正式上線，與發(fā)電網(wǎng)接通并成功輸電。

 

 

 

光伏承啟“開源”之道

 

今年3月，工信部等三大部委聯(lián)合印發(fā)的《國家綠色數(shù)據(jù)中心試點(diǎn)工作方案的通知》顯示，我國數(shù)據(jù)中心總量年耗電量已經(jīng)超過全社會用電量的1.5%，電力生產(chǎn)消耗造成溫室氣體排放、數(shù)據(jù)中心散熱帶來的水資源消耗，給資源和環(huán)境帶來巨大挑戰(zhàn)。

 

事實(shí)上，在國外，Google、Facebook及Apple等公司已經(jīng)大規(guī)模采用太陽能發(fā)電技術(shù)為其數(shù)據(jù)中心供電，為國內(nèi)大型數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營和管理者提出新的課題：在挖掘數(shù)據(jù)中心節(jié)能潛力達(dá)到一定程度的同時，“開源”是不是才能更有效地加碼節(jié)能的效果？光伏發(fā)電技術(shù)逐漸被納入考慮。除了前文提到的天然優(yōu)勢，光伏發(fā)電技術(shù)同時還在建設(shè)與維護(hù)方面具備無需架輸電線路、可以方便地與建筑物相結(jié)合、維修保養(yǎng)簡單、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

 

據(jù)記者了解，從2014年初，百度開始著手全方位調(diào)研國內(nèi)太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的可能性，研究太陽能光伏發(fā)電技術(shù)直接入網(wǎng)的可靠性、控制策略，對潛在的應(yīng)用風(fēng)險及投資回報期進(jìn)行評估。在進(jìn)行了充分的調(diào)研及可行性論證的基礎(chǔ)上，百度最終選擇在百度云計算（陽泉）中心落地進(jìn)行試點(diǎn)。光伏項(xiàng)目是從2014年開始規(guī)劃和準(zhǔn)備，2015年4月中旬開始施工建設(shè)，于5月中旬成功并網(wǎng)進(jìn)行發(fā)電。就這樣，太陽能這重清潔的可再生能源正式被引入數(shù)據(jù)中心。

 

 

 

管理同步更新保障高效運(yùn)作

 

作為對原有供電系統(tǒng)的完善和補(bǔ)充，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)引入后，最直接的問題就是與原有系統(tǒng)的協(xié)同管理，實(shí)現(xiàn)高效的運(yùn)作。

 

為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、高效運(yùn)行，百度云計算陽泉數(shù)據(jù)中心太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)引入后，與供應(yīng)商共同開發(fā)智能監(jiān)控管理系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)測項(xiàng)目所在地氣象參數(shù)，檢測太陽能輻射量、光伏組件工作狀態(tài)和逆變器輸出電壓/電流等功能。

 

同時，作為數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)由本地數(shù)據(jù)中心監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一監(jiān)控，集中管理。并接入百度自主開發(fā)的數(shù)據(jù)中心智能監(jiān)控運(yùn)維平臺系統(tǒng)，通過大數(shù)據(jù)分析決策及人工智能技術(shù)，對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動化管理，進(jìn)一步提升自動運(yùn)行的效率與可靠性。

 

 

 

多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)國內(nèi)領(lǐng)先PUE

 

早在2013年，位于北京的百度M1數(shù)據(jù)中心就以低于1.36的PUE達(dá)到了國內(nèi)數(shù)據(jù)中心能效的領(lǐng)先水平。如今，百度數(shù)據(jù)中心不斷探索實(shí)踐，采用IDC從定制變成預(yù)制、冷卻系統(tǒng)從水側(cè)變成風(fēng)側(cè)、供電系統(tǒng)由在線變成離線等多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，數(shù)據(jù)中心變得更加綠色節(jié)能，PUE進(jìn)一步降低。

 

百度第一代整機(jī)柜服務(wù)器天蝎（北極）1.0版本2013年1月在南京機(jī)房上線，開啟了定制服務(wù)器的時代。記者了解到，目前百度已大規(guī)模上線天蝎（北極）2.0版本，自主整機(jī)柜服務(wù)器已投入使用數(shù)十萬臺。整機(jī)柜服務(wù)器所采用的共享架構(gòu)設(shè)計成為服務(wù)與節(jié)能能力的重要保障。整機(jī)柜交付與數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)快速部署，使得數(shù)據(jù)中心交付能力日峰值達(dá)到1萬臺，交付效率提高20倍。此外，通過采用集中供電模式，能夠比傳統(tǒng)分散電源的能效提升20%，而電源模塊成本只有原來的50%；集中散熱則比傳統(tǒng)分散散熱模式的能效提升60%，風(fēng)扇成本節(jié)省20%；同時，以機(jī)架為基本單元集中管理，提高管理效率，使整機(jī)柜能耗進(jìn)一步降低15%。

 

供電系統(tǒng)方面，由在線變成離線。百度實(shí)現(xiàn)100%市電主供、高壓直流電源備用的方式，在保障可用性超過99.999%的基礎(chǔ)上，提升電源能效10%，達(dá)到99.5%。整流模塊僅充電使得CAPEX節(jié)省80%。這意味著以10萬臺服務(wù)器為標(biāo)準(zhǔn)計算，能夠比現(xiàn)在主流的的供電方案年節(jié)電3000萬千瓦時，十年總體成本節(jié)省3.4億元。

 

冷卻系統(tǒng)方面，要實(shí)現(xiàn)從水側(cè)變成風(fēng)側(cè)在國內(nèi)并不容易實(shí)現(xiàn)。百度在原來優(yōu)化氣流實(shí)現(xiàn)無架空地板氣流組織方式的基礎(chǔ)上，一方面研究新型空調(diào)末端，把原來小空調(diào)變成更大的空調(diào)，另一個方面應(yīng)用百度自主設(shè)計的耐腐蝕、耐高溫服務(wù)器。

 

通過這些節(jié)能技術(shù)的綜合應(yīng)用，伴隨光伏項(xiàng)目的正式上線，百度數(shù)據(jù)中心的節(jié)能潛力再獲延伸。

 

 

 

更多實(shí)踐推進(jìn)綠色發(fā)展

 

太陽能光伏發(fā)電可以說是百度優(yōu)化數(shù)據(jù)中心能源結(jié)構(gòu)的初步探索。此外，采用數(shù)據(jù)中心風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)，基于高溫、耐腐蝕服務(wù)器的全新風(fēng)免費(fèi)冷卻技術(shù)、液體冷卻及熱回收技術(shù)、風(fēng)側(cè)及水側(cè)熱回收等技術(shù)都正在研究或應(yīng)用。百度在數(shù)據(jù)中心節(jié)能優(yōu)化及新能源領(lǐng)域的技術(shù)路線已然清晰。

 

作為互聯(lián)網(wǎng)搜索的入口，百度承載著數(shù)億網(wǎng)民檢索需求。同時，云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能已經(jīng)成為百度的三大技術(shù)火箭。作為承載發(fā)展背后的重要基礎(chǔ)資源，滿足海量計算的數(shù)據(jù)中心規(guī)模日益龐大。當(dāng)綠色已經(jīng)成為共識與潮流，百度在數(shù)據(jù)中心節(jié)能方面不遺余力。百度堅持其綠色數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新理念，即數(shù)據(jù)中心是一個整體，基礎(chǔ)設(shè)施與IT設(shè)備及軟件協(xié)同，節(jié)能從源頭開始，把每個環(huán)節(jié)能效做到極致。從軟件架構(gòu)、IT設(shè)備、數(shù)據(jù)管理效率等多方面入手，推動綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)。

 

百度云計算（陽泉）數(shù)據(jù)中心

概況：

一期建筑面積約12萬平方米。

服務(wù)能力：

可提供12萬臺服務(wù)器的裝機(jī)規(guī)模；CPU總量約70萬顆，CPU內(nèi)核總數(shù)超過30萬個。

節(jié)能亮點(diǎn)：

國內(nèi)首個光伏發(fā)電系統(tǒng)；定制化整機(jī)柜服務(wù)器；耐腐蝕、耐高溫服務(wù)器；供電系統(tǒng)離線。

 

 

本文已載于《通信產(chǎn)業(yè)報》第30期第21版