o Trova il mio prodotto
  • Home
  • Strumentazione ed efficienza energetica per i data center

Strumentazione ed efficienza energetica per i data center

La rapida crescita dei data center, trainata dal cloud computing, dall'intelligenza artificiale (IA) e dai servizi digitali critici, comporta notevoli sfide in termini di continuità del servizio, consumo energetico e gestione termica. Le infrastrutture devono garantire un funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7, contenendo al contempo i costi operativi, l'impatto ambientale e l'aumento della potenza delle apparecchiature informatiche (IT).

In questo contesto, Fuji Electric affianca i gestori e gli ingegneri dei data center con soluzioni industriali collaudate che combinano alimentazione elettrica critica, strumentazione di misura, sistemi di supervisione e gestione energetica. Queste soluzioni consentono di garantire la sicurezza dei processi, ottimizzare il consumo energetico e garantire l'affidabilità a lungo termine delle infrastrutture.

Strumentazione e ottimizzazione del consumo energetico dei data center

Corridoio centrale di un data center con rack di server allineati e spie blu in un ambiente protetto

In un data center, anche il minimo guasto elettrico o termico può causare gravi perdite. È quindi fondamentale avvalersi di apparecchiature robuste e di sistemi di misurazione affidabili per gestire l'intero impianto.

La ripartizione del consumo energetico di un data center mostra che i server rappresentano circa il 50% del consumo totale, mentre il raffreddamento incide per circa il 30% e l'illuminazione e altri usi rappresentano circa il 7%. Il consumo energetico dei data center è dovuto principalmente al funzionamento continuo dei server, al raffreddamento delle apparecchiature e ai sistemi di sicurezza .

Le soluzioni Fuji Electric consentono di:

  • Monitorare i consumi energetici
  • Migliorare l'efficienza energetica complessiva
  • Garantire la tracciabilità e la conformità degli impianti

Introduzione ai data center

Tecnico addetto al monitoraggio degli schermi di controllo in un centro dati dotato di server e visualizzazioni in tempo reale

I data center sono il cuore dell'ecosistema digitale globale. Garantiscono l'archiviazione, l'elaborazione e la trasmissione di enormi volumi di dati per aziende, istituzioni e privati. Veri e propri pilastri dell'economia digitale, queste infrastrutture consentono l'accesso alle risorse informatiche tramite Internet, sostenendo così lo sviluppo dell'intelligenza artificiale, del cloud computing e delle applicazioni critiche.

La sicurezza dei dati e la disponibilità dei servizi sono priorità assolute per i data center, che devono garantire una continuità operativa impeccabile. Tuttavia, il consumo energetico di questi centri rappresenta una sfida fondamentale, sia dal punto di vista economico che ambientale. Di fronte alla crescita esponenziale delle esigenze di archiviazione ed elaborazione dei dati, diventa indispensabileottimizzare la gestione energetica delle infrastrutture per limitarne l'impatto sulle risorse e sull'ambiente, garantendo al contempo la sicurezza e l'affidabilità dei servizi digitali.

Fasci di cavi di rete blu disposti in un armadio di permutazione all'interno di un data center

L'accesso a volumi di energia elettrica adeguati e affidabili rappresenta una sfida fondamentale per i gestori dei data center, che devono inoltre far fronte a una crescente dipendenza dall'energia elettrica. Ridurre tale dipendenza, in particolare dai combustibili fossili, è essenziale per garantire le prestazioni e la sostenibilità delle infrastrutture. Gli Stati Uniti svolgono un ruolo chiave nella modernizzazione delle reti elettriche al fine di sostenere la crescente domanda dei data center e di altre infrastrutture critiche sul loro territorio.

Il data center è un anello fondamentale dell’ecosistema digitale, che supporta il cloud, lo streaming video, i giochi online e l’intelligenza artificiale. L'intelligenza artificiale (IA) è oggi il motore della crescita della domanda di potenza di calcolo, il che accentua il consumo energetico e l'impatto ambientale dei data center. È quindi fondamentale tenere conto della sostenibilità eadottare soluzioni innovative per ottimizzare la gestione energetica.

Vista aerea di un complesso industriale con turbine eoliche ed edifici tecnici nei pressi di una zona costiera
Sito industriale alimentato da energie rinnovabili che illustra l'ottimizzazione della gestione energetica su larga scala.

Il consumo energetico dei data center in cifre

Illustrazione di un cloud collegato a dei server con flussi di dati rappresentati da linee luminose in un ambiente di data center

Secondo dati recenti, i data center consumano tra il 2 e il 3% dell'energia elettrica mondiale, e questa percentuale potrebbe arrivare fino al 13% entro il 2030. Si prevede inoltre un aumento annuo dell'8% della capacità dei data center, il che comporterà un consumo di energia elettrica da 2 a 4 volte superiore a quello attuale.

I data center hyperscale, veri e propri motori dell’economia digitale, vedranno il loro consumo crescere del 35% all’anno fino al 2040. In Francia, i data center rappresentano il 2,5% dell'impronta di carbonio nazionale e sono responsabili dell'1% delle emissioni globali di gas serra legate all'energia. Questi dati sottolineano l'importanza di tenere conto dell'impatto ambientale dei data center e la necessità di ottimizzarne l'efficienza energetica per realizzare risparmi e rispettare i vincoli ESG.

Ottimizzate e rendete più affidabili le vostre infrastrutture di data center grazie a strumenti di monitoraggio efficienti

Il controllo dell'energia, della refrigerazione e delle condizioni operative si basa su una strumentazione industriale affidabile, abbinata a sistemi di supervisione in grado di centralizzare e analizzare i dati in tempo reale.

Fuji Electric offre soluzioni su misura per ogni fase del funzionamento di un data center.

Vista aerea di un data center con unità tecniche esterne allineate sui tetti e aree di manutenzione
Infrastruttura di data center ottimizzata con attrezzature esterne che dimostrano la gestione e l'affidabilità degli impianti tecnici

Alimentazione elettrica e consumo energetico dei data center

Linee elettriche ad alta tensione che trasportano energia, con scie luminose sopra un paesaggio notturno

L'alimentazione elettrica rappresenta la principale voce di consumo di un data center e costituisce una sfida strategica dal punto di vista economico, tecnico e ambientale. Un data center converte l'elettricità ricevuta dalla rete in potenza di calcolo ed energia termica. È fondamentale tenere conto delle questioni relative alla sostenibilità e alla conformità normativa nella gestione dell'alimentazione elettrica. Il consumo energetico di un data center dipende innanzitutto dalle dimensioni della struttura. Si stima comunque che i server informatici e i sistemi di raffreddamento rappresentino circa l'80% del consumo energetico di un data center.

Il processo di alimentazione elettrica si basa su una catena strutturata che va dalla rete pubblica o dalle fonti locali fino ai carichi IT. In un data center, per carichi IT si intende l'insieme delle apparecchiature informatiche direttamente responsabili dell'elaborazione, dell'archiviazione e della trasmissione dei dati: server, sistemi di archiviazione e apparecchiature di rete. Questi concentrano la maggior parte del consumo elettrico effettivo, direttamente legato all'attività digitale della struttura.

Quadri elettrici industriali con pannelli di comando e segnaletica di sicurezza in un locale tecnico

Questa catena comprende, in successione, la trasformazione, la distribuzione, la protezione e la misurazione dell'energia. Ogni fase di questa catena contribuisce alle perdite complessive e incide direttamente sugli indicatori di rendimento energetico.

Le principali sfide legate al consumo energetico dei data center sono:

  • Avere una visione chiara dei consumi per ogni postazione
  • Individuare e ridurre le perdite elettriche legate alla distribuzione e alle apparecchiature intermedie
  • Adattare la capacità elettrica al progressivo aumento del carico delle infrastrutture
  • Garantire la continuità dell'alimentazione controllando al contempo l'impatto energetico delle architetture ridondanti

La qualità dell'energia e la capacità di misurare con precisione i flussi elettrici in ogni fase sono fondamentali per raggiungere i livelli di disponibilità richiesti dagli SLA, migliorando al contempo in modo sostenibile l'efficienza energetica dei data center.

Strumentazione adatta al consumo energetico dei data center

Sistemi di raffreddamento e gestione termica dei data center

Impianti di raffreddamento su tetto con tubazioni e unità HVAC in un moderno data center

La crescente densità delle apparecchiature IT comporta un aumento significativo dei flussi termici. Infatti, i sistemi di raffreddamento consumano tra il 30% e il 40% dell'energia di un data center.

I sistemi di raffreddamento nei data center sono fondamentali per evitare il surriscaldamento dei server e mantenere condizioni termiche stabili nelle sale IT.

Una cattiva gestione termica può causare:

  • Un consumo energetico eccessivo dovuto al funzionamento inefficiente degli impianti
  • Una riduzione della durata di vita delle apparecchiature informatiche ed elettriche
  • Rischi di interruzione, limitazione o riduzione delle prestazioni

A seconda dell'architettura del data center, il raffreddamento può avvalersi di due principali modalità complementari: il raffreddamento per ventilazione (aria) e il raffreddamento a liquido.

Inoltre, i centri di elaborazione dati producono una notevole quantità di calore residuo. Questo calore può essere valorizzato, in particolare attraverso interventi ammissibili ai Certificati di risparmio energetico. Il recupero e il riciclaggio del calore generato dai data center possono quindi essere utilizzati per riscaldare uffici o abitazioni nelle vicinanze, contribuendo a migliorare l'efficienza energetica complessiva.

Tecnico munito di cuffie e giubbotto di sicurezza mentre utilizza un computer portatile in una sala server

Raffreddamento dei data center tramite ventilazione e controllo dei flussi d'aria

Nelle architetture con raffreddamento ad aria (CRAC, CRAH, free cooling), il principio si basa sulla circolazione controllata di volumi d’aria fredda dalle unità di trattamento dell’aria verso i rack IT, seguita dal ritorno dell’aria calda verso i sistemi di raffreddamento. Questo flusso d’aria consente di estrarre il calore dissipato dai server e di mantenere una temperatura di funzionamento conforme alle raccomandazioni.

Il controllo dei flussi d'aria è fondamentale per garantire una distribuzione omogenea del freddo, evitare il ricircolo dell'aria calda e prevenire la formazione di zone di surriscaldamento. I ventilatori costituiscono un elemento centrale di questo processo e rappresentano una parte significativa del consumo energetico legato al raffreddamento.

La sfida consiste nell'adattare costantemente le portate d'aria ai carichi termici effettivi, in base all'occupazione delle sale, alla densità dei rack IT e alle variazioni del carico informatico. La regolazione dinamica dei ventilatori consente così di adeguare la potenza assorbita al fabbisogno effettivo di raffreddamento.

Una gestione accurata e dinamica della ventilazione rappresenta quindi uno strumento fondamentale per ridurre il consumo energetico dei sistemi di raffreddamento, garantendo al contempo condizioni termiche ottimali per le apparecchiature informatiche.

Strumentazione adatta al raffreddamento tramite ventilatori

Rete di tubi e raccordi con liquido verde fluorescente che circola in un sistema di raffreddamento industriale

Raffreddamento a liquido dei data center: gestione dei circuiti idraulici

Il raffreddamento a liquido (acqua ghiacciata, acqua temperata, raffreddamento diretto a rack o per immersione) sta registrando una forte crescita nei data center per far fronte alle elevate densità di potenza e ai crescenti carichi termici legati in particolare alle applicazioni di IA e HPC. A differenza del raffreddamento ad aria, questo processo si basa sulla capacità del fluido di trasportare efficacemente il calore il più vicino possibile alle fonti di dissipazione.

Il principio di funzionamento si basa su circuiti idraulici chiusi. Il fluido di raffreddamento circola da un'unità di produzione di freddo o di scambio termico verso le apparecchiature da raffreddare (scambiatori, porte posteriori, piastre di raffreddamento o vasche di immersione), dove assorbe il calore prodotto dai server. Il fluido riscaldato viene quindi reimmesso nell'unità di raffreddamento per essere raffreddato prima di un nuovo ciclo.

L'efficienza energetica e l'affidabilità di questi sistemi dipendono direttamente dal controllo delle portate, dal bilanciamento idraulico e dalla qualità degli scambi termici. Una portata insufficiente può causare un aumento delle temperature e mettere a rischio le apparecchiature, mentre una portata eccessiva comporta un inutile consumo di energia elettrica da parte delle pompe.

Le prestazioni e l'affidabilità del raffreddamento a liquidodipendono quindi da una misurazione continua e precisa delle portate, delle temperature di mandata e di ritorno, delle pressioni e della qualità del fluido, al fine di garantire uno scambio termico ottimale, un bilanciamento idraulico controllato e la durata degli impianti.

Strumentazione adatta al raffreddamento a liquido

Monitoraggio energetico dei data center: strumentazione, controllo e ottimizzazione dei consumi

Due tecnici che analizzano gli schermi di monitoraggio in un data center, con i server sullo sfondo

Il monitoraggio energetico centralizzato costituisce la base della gestione operativa di un data center. Consente di raccogliere, aggregare e correlare i dati provenienti dai sistemi elettrici, termici e ambientali al fine di fornire una visione d'insieme completa, affidabile e utilizzabile dell'impianto.

Grazie alla strumentazione sul campo e ai sistemi di controllo, la supervisione energetica consente di trasformare i dati grezzi in indicatori operativi utili per la gestione.

In particolare, consente di:

  • Una visualizzazione in tempo reale delle prestazioni energetiche e operative del data center
  • Il monitoraggio dei principali indicatori chiave di prestazione (KPI) energetici
  • L'individuazione tempestiva di anomalie, irregolarità e incidenti che potrebbero influire sulla disponibilità o sull'efficienza energetica

L'integrazione coerente dei dati provenienti dai sensori, dai sistemi di misurazione e dalle apparecchiature sul campo è fondamentale per ottimizzare il funzionamento, garantire l'affidabilità delle decisioni tecniche e migliorare in modo sostenibile l'efficienza energetica del data center.

Strumentazione adatta al monitoraggio dei data center

Domande frequenti – Data center

Come migliorare l'efficienza energetica di un data center?

Il miglioramento dell'efficienza energetica si basa su un approccio globale che combina l'ottimizzazione dell'alimentazione elettrica, del raffreddamento e della gestione operativa. Infatti, l’energia rappresenta il 54% delle spese di un data center. Di conseguenza, il monitoraggio accurato dei consumi energetici (carichi IT, raffreddamento, ausiliari) tramite sistemi di misurazione e supervisione consente di identificare i punti di maggiore consumo energetico e di ridurre le perdite.

Quali parametri devono essere monitorati in un data center?

I parametri chiave da monitorare includono la temperatura e l'umidità delle sale IT, le portate e le pressioni dei circuiti di raffreddamento, la qualità dell'energia elettrica, i consumi per postazione e lo stato delle apparecchiature critiche. Il loro monitoraggio continuo è indispensabile per prevenire gli incidenti, ottimizzare il funzionamento e garantire l'efficienza energetica.

Perché integrare una soluzione di monitoraggio industriale in un data center?

Una soluzione di monitoraggio industriale consente di centralizzare tutti i dati provenienti dai sistemi elettrici, termici e ambientali, di individuare tempestivamente eventuali anomalie e di prevenire gli incidenti. Facilita la manutenzione, migliora la reattività dei team operativi e contribuisce all'ottimizzazione continua delle prestazioni energetiche e operative del data center.

Come gestire e ridurre il consumo idrico in un data center?

Il consumo idrico, legato principalmente ai sistemi di raffreddamento a liquido o alle torri di raffreddamento, rappresenta una sfida ambientale sempre più importante per i data center. La misurazione precisa delle portate d’acqua in ogni fase del processo consente di monitorare i volumi consumati, individuare eventuali scostamenti e ottimizzare il funzionamento dei circuiti idraulici. L'utilizzo di acqua riciclata per il raffreddamento dei sistemi è un metodo emergente per ridurre l'impatto ambientale dei data center. I misuratori di portata industriali contribuiscono così a una gestione più parsimoniosa e sostenibile delle risorse idriche, garantendo al contempo le prestazioni termiche degli impianti.

Ottimizzate i vostri data center e riducete la vostra impronta di carbonio grazie all'esperienza di Fuji Electric!

Richiedi un preventivo gratuito

I nostri articoli correlati