De dreigende stroomuitdaging en de microgridoplossing
De technologie evolueert onophoudelijk en brengt het tijdperk van big data, analytics en AI met zich mee, samen met opkomende toepassingen zoals IoT, autonome voertuigen en de op handen zijnde 5G/6G communicatierevolutie. Als gevolg hiervan zullen datacenters - het kloppende hart van ons digitale ecosysteem - naar verwachting tegen 2030 een aanzienlijke stijging van het elektriciteitsverbruik ondergaan, zoals blijkt uit onze recente prognoses.
Traditionele infrastructuur onder druk
Microgrids: Een baken van innovatie
Het upgraden en versterken van onze bestaande energiestructuren is niet haalbaar in een tempo dat aan deze ongekende vraag kan voldoen. Bovendien is het stoppen van de uitbreiding en operationele mogelijkheden van datacenters geen optie. De vraag rijst dan: Hoe kunnen we op een duurzame manier aan deze groeiende energiebehoefte voldoen?
Microgrids springen eruit als een baken van innovatie in dit scenario. Deze gelokaliseerde energienetwerken, die autonoom kunnen functioneren ten opzichte van traditionele stadsnetwerken, zouden de sleutel kunnen zijn tot een duurzame, betrouwbare energieoplossing voor datacenters. Het concept van microgrids beperkt zich niet alleen tot het opwekken van elektriciteit, maar strekt zich ook uit tot koeloplossingen, waarmee twee cruciale uitdagingen voor datacenters worden aangepakt.
Bouwen aan een duurzame toekomst
Ontwikkelaars overwegen nu om hun eigen microgrids te bouwen, waarmee ze hun energieverbruik onafhankelijk kunnen opwekken en beheren. Microgrids bieden een uitstekende mogelijkheid om een mix van hernieuwbare energiebronnen te integreren, zoals groene waterstof, groene ammoniak, biobrandstoffen, e-brandstoffen en brandstofcellen. Deze integratie kan vanaf het begin plaatsvinden of geleidelijk tijdens een overgangsfase die gericht is op het bereiken van koolstofvrije emissies. Deze flexibiliteit maakt het ook mogelijk om nieuwe energietrends snel in te voeren, zonder de vertragingen die vaak gepaard gaan met het upgraden en decarboniseren van nationale netwerken. Deze inherente flexibiliteit bevordert duurzame energieoplossingen. Infrastructuurontwikkelaars en investeerders hebben ook de mogelijkheid om te pionieren met de ontwikkeling van speciale microgrids voor digitale parken - gecentraliseerde energiehubs voor meerdere datacenters. Deze aanpak verlicht niet alleen de belasting van stadsnetwerken, maar maakt ook gebruik van diversiteitsfactoren en maximaliseert de efficiëntie zonder directe aansluiting op de energie-infrastructuur van de stad.
Verbeterde betrouwbaarheid en beschikbaarheid
De inzet van microgrids kan de betrouwbaarheid en beschikbaarheid van energie voor datacenters aanzienlijk verbeteren. Met zorgvuldige planning en ontwerp kan worden voldaan aan de unieke eisen van datacenters, zodat de activiteiten ongehinderd doorgang kunnen vinden zonder andere industrieën of de woon- en commerciële sector extra te belasten.
Afstemmen op Smart City-visies
Bovendien sluit de integratie van microgrids naadloos aan op de visie van slimme steden en slimme stadsinfrastructuur. Gecentraliseerde opwekking van hernieuwbare energie en geavanceerde koelsystemen op één locatie bieden meer efficiëntie en gemak bij de integratie met veranderende technologieën, vergeleken met afzonderlijke oplossingen voor elk datacenter. De synergie tussen energieopwekking en koeling in microgrids kan ook de algehele systeemefficiëntie verhogen tot voorbij de huidige beperkingen.
Een wereldwijde uitdaging en lokale oplossingen
De schaal van de uitdaging is monumentaal, vergelijkbaar met het meerdere malen schalen van de huidige elektrische infrastructuur van Frankrijk, op wereldschaal. In regio's waar de opkomst en uitbreiding van datacenters groter is dan de groei van de onderliggende energie-infrastructuur, is de urgentie voor innovatieve oplossingen zoals microgrids nog groter.
Conclusie: Microgrids voor een duurzame toekomst
FAQ over energieverbruik datacenters
Datacenters krijgen hun elektriciteit van het algemene elektriciteitsnet, net als huizen en bedrijven. Datacenters maken echter steeds vaker gebruik van hernieuwbare energiebronnen zoals wind- en zonne-energie. Stroomopwekking op locatie en een microgrid zijn andere oplossingen om datacenters onafhankelijk van het elektriciteitsnet van stroom te voorzien.
TA-microgrid voor een datacenter is een gelokaliseerd energiesysteem dat onafhankelijk of in combinatie met het traditionele elektriciteitsnet kan werken. Het voorziet het datacenter effectief van een eigen, autonoom energienetwerk. Dit systeem integreert meestal verschillende bronnen van energieopwekking, zoals zonnepanelen en windturbines, wat vooral gunstig is voor datacenters vanwege hun hoge energiebehoefte. Microgrids verbeteren de betrouwbaarheid en duurzaamheid van energie, bieden meer controle over energiekosten en kunnen de ecologische voetafdruk van een datacenter aanzienlijk verkleinen.
Er zijn twee grote boosdoeners voor het hoge energieverbruik in een datacenter:
- Servers: Voor de verwerking van enorme hoeveelheden gegevens is een aanzienlijke hoeveelheid elektriciteit nodig.
- Koelsystemen: Om te voorkomen dat al die apparatuur oververhit raakt, is veel energie nodig.
De twee belangrijkste bronnen van stroomverbruik in datacenters zijn:
- IT-servers: Hun constante werking voor gegevensverwerking vraagt veel energie.
- Koelsystemen: Het handhaven van koele temperaturen om oververhitting van apparatuur te voorkomen is een andere grote energieverbruiker.
Schattingen geven aan dat koelsystemen in een typisch datacenter een aanzienlijk deel van het totale energieverbruik voor hun rekening kunnen nemen, variërend van 15% tot meer dan 50%. Dit percentage kan variëren afhankelijk van verschillende factoren, waaronder klimatologische omstandigheden, de toepassing van passieve koeltechnieken en de efficiëntie van de koelinfrastructuur. In sommige gevallen kan het zelfs oplopen tot 70% van het totale elektriciteitsverbruik.
De exacte hoeveelheid energie die een datacenter gebruikt, hangt af van verschillende factoren, waaronder:
- Grootte van de faciliteit
- Type en hoeveelheid apparatuur die het huisvest
- Locatie en klimaat (invloed op koelbehoeften)
- Grote datacenters kunnen meer dan 100 megawatt (MW) aan stroom verbruiken, wat genoeg is om tienduizenden huishoudens van stroom te voorzien! Op wereldwijde schaal verbruiken datacenters naar schatting ongeveer 1-1,3% van alle elektriciteit ter wereld.
Er zijn verschillende strategieën om datacenters energiezuiniger te maken:
- Apparatuur upgraden: Nieuwere servers en opslagapparaten zijn over het algemeen energiezuiniger.
- Slimmer koelen: De implementatie van geavanceerde koeltechnologieën kan het energieverbruik aanzienlijk verlagen.
- Hernieuwbare energiebronnen: Door over te schakelen op hernieuwbare energiebronnen zoals wind- en zonne-energie kan de afhankelijkheid van het traditionele elektriciteitsnet worden geminimaliseerd.
Omdat het energieverbruik het hele jaar door fluctueert, wordt de efficiëntie van datacenters vaak gemeten aan de hand van de Power Usage Effectiveness (PUE). Een lagere PUE wijst op een efficiëntere faciliteit. PUE houdt rekening met het totale energieverbruik van het datacenter en deelt dit door de energie die specifiek wordt gebruikt voor de IT-apparatuur (servers, opslag, enz.).
De hoeveelheid energie die nodig is om een datacenter van stroom te voorzien, varieert afhankelijk van de grootte en de operationele behoeften. Het antwoord kan variëren van tientallen kilowatts (kW) voor een kleine faciliteit tot meer dan 100 megawatt (MW) voor een hyperscale datacenter.
