Adottare un approccio olistico è il primo passo per progettare data center in grado di affrontare le sfide di oggi e di domani. È questa la premessa alla base del concetto di “Power of Six“: sei principi fondamentali che dovrebbero costituire un approccio sistematico alla progettazione dei data center (e non solo).
Indice degli argomenti
Data center: i vantaggi di un approccio omnicomprensivo
Seguire un metodo realmente omnicomprensivo è infatti il primo passo per sviluppare soluzioni allineate agli attuali requisiti d’infrastruttura energetica, facilitando la realizzazione di data center intelligenti, moderni e perfettamente ottimizzati.
L’applicazione di una serie di principi di ingegneria dei sistemi consente di ridurre i rischi progettuali, semplificare le complessità e ottimizzare le prestazioni dei data center. Nella nostra visione, grazie a un approccio metodico e multidisciplinare, che si basa sull’analisi dei componenti del sistema di alimentazione e le loro interdipendenze lungo l’intero il ciclo di vita, è possibile realizzare soluzioni ingegneristiche end-to-end che offrano vantaggi concreti, sia commerciali che tecnici.
I sei principi per sviluppare data center intelligenti e ottimizzati
Un elemento chiave di questo approccio è l’integrazione di un layer o “strato” digitale, ovvero un portafoglio di soluzioni software che facilita la gestione efficiente di ecosistemi complessi di tecnologia informatica (IT) e operativa (OT), così da ottenere una visibilità completa.
Analizziamo ognuno dei sei principi, per comprenderne il significato:
Progettazione dei componenti critici del sistema di alimentazione
È necessario porre la massima attenzione sull’analisi delle caratteristiche, dei comportamenti e degli impatti dei componenti critici all’interno dei sistemi di alimentazione: una comprensione approfondita di questi aspetti consente infatti di migliorare prestazioni ed efficienza energetica, soddisfando adeguatamente le esigenze IT. Utilizzando piattaforme software avanzate, è inoltre possibile ottimizzare il posizionamento, la gestione e l’integrazione dei dispositivi, con l’obiettivo di migliorare performance e facilità d’uso, oltre che prevedere i guasti attraverso una progettazione accurata di ogni componente e una profonda comprensione delle loro interazioni, dalla rete elettrica ai circuiti integrati. Inoltre, è cruciale valutare le caratteristiche dei componenti e il loro impatto sulle proprietà elettriche, come tensione, capacità di corrente e impedenza. I sistemi dovrebbero essere progettati per garantire ridondanza e affidabilità, attraverso l’inclusione di componenti critici con ridondanza incorporata e l’implementazione di strategie di manutenzione predittiva a livello di componente.
Gestione degli asset e monitoraggio basato sulle condizioni
Integrare un digital layer nel sistema di gestione dell’energia consente il monitoraggio e la gestione avanzata degli asset, facilitando misure proattive, estendendo la durata operativa e ottimizzando le prestazioni. Il monitoraggio continuo e la manutenzione garantiscono che tutti i componenti funzionino al massimo dell’efficienza, permettendo di individuare per tempo i potenziali rischi. Grazie a questo approccio, è possibile elaborare piani per massimizzare le performance, prolungare la vita utile, prevedere guasti e aggiornare l’hardware prima che insorgano problemi significativi. L’implementazione di un digital layer con capacità di digital twin, associato a intelligenza artificiale (AI) e machine learning, consente di ottimizzare le prestazioni già nella fase di progettazione, identificando le aree in cui l’attrezzatura potrebbe non funzionare come previsto. È inoltre possibile monitorare l’efficienza energetica, i consumi e le prestazioni complessive del sistema. Ad esempio, nella distribuzione dell’energia, è fondamentale controllare il carico e la temperatura, in particolare quella delle bobine di calore dei trasformatori, e verificare l’usura dei contatti sugli interruttori.
- Progettazione del sistema
È fondamentale considerare le interdipendenze al di fuori del sistema di trasmissione della potenza. Questo principio promuove un approccio alla progettazione basato su un’integrazione sistemica anziché su una separazione in blocchi funzionali distinti. Componenti opportunamente integrati riducono le perdite energetiche e migliorano l’efficienza dei carichi ad alta potenza, come i sistemi di raffreddamento, riducendo così l’impatto sul sistema di trasmissione. Una progettazione ben coordinata e integrata può diminuire la probabilità di guasti dei componenti, ottimizzare il loro funzionamento e prolungarne la vita utile, contribuendo così al raggiungimento degli obiettivi operativi e di sostenibilità. Migliorare la comunicazione e l’interfacciamento tra i componenti del sistema aiuta a ridurre la latenza dei dati e a ottimizzare le prestazioni.
Efficienza energetica
Durante la fase di progettazione, è importante analizzare le opzioni disponibili per ridurre le perdite di potenza e migliorare l’efficienza del sistema, al fine di raggiungere gli obiettivi di sostenibilità e contenere i costi operativi. La scelta e l’adozione dei giusti componenti può contribuire significativamente all’efficienza complessiva. Ad esempio, nei sistemi a bassa tensione, l’uso di busbar in rame può ridurre le perdite di potenza di circa il 25% rispetto a optare per quelle in alluminio. Inoltre, l’implementazione di una piattaforma software avanzata, che utilizza algoritmi di machine learning e intelligenza artificiale, consente un monitoraggio e una gestione dinamica dell’efficienza energetica, identificando i punti critici nella distribuzione dell’energia e ottimizzando la prevenzione delle perdite. Combinato con altre strategie, come l’ottimizzazione delle lunghezze dei cavi e l’adozione di trasformatori con basse perdite, questo approccio contribuisce significativamente al risparmio energetico.
Integrazione con fonti rinnovabili
Le alternative sostenibili stanno acquisendo importanza crescente nell’ecosistema energetico. È quindi essenziale valutare l’impatto dell’integrazione di fonti rinnovabili sulle prestazioni del sistema e sulla qualità dell’energia: una gestione efficace consente, infatti, di garantire una fornitura di energia resiliente e affidabile, riducendo il rischio di interruzioni. Per esempio, è cruciale considerare l’effetto della minore massa rotante e dell’inerzia ridotta delle fonti rinnovabili, che possono influire negativamente sulla qualità del flusso di energia a causa di un controllo della frequenza meno efficace e di una maggiore variabilità. Inoltre, è necessario analizzare gli effetti sulle armoniche e sulle fluttuazioni di tensione derivanti dall’introduzione di fonti di energia con inverter. Una piattaforma digitale consente di analizzare il mix di generazione rinnovabile sia on-site che off-site, monitorando il consumo energetico e la sua provenienza.
Design flessibile e dinamico
Ultimo, ma non per importanza, è consigliabile adottare un approccio progettuale agile per affrontare le esigenze in evoluzione e integrare le tecnologie emergenti, come ad esempio i continui progressi dell’intelligenza artificiale. L’adattabilità consente infatti di mantenere le soluzioni aggiornate ed efficaci in ambienti in rapida trasformazione. Vanno inoltre preferiti componenti progettati per gestire le sfide legate ai carichi variabili dovuti a fluttuazioni nella domanda e nella generazione, mirando a ottimizzare il funzionamento del sistema, i livelli di tensione e le perdite di energia. Integrando una piattaforma software digitale, è infine possibile identificare le modifiche necessarie e il modo migliore per implementarle, valutando il loro impatto e migliorando la flessibilità.
Conclusioni
In conclusione, per sviluppare un data center intelligente, moderno e perfettamente ottimizzato, è essenziale adottare una progettazione basata sui sistemi. L’approccio sistemico, seguendo quello che a noi piace definire il concetto di ‘Power of Six’, rappresenta infatti uno strumento chiave per raggiungere questo obiettivo. È quindi cruciale impiegare piattaforme software digitali integrate non solo durante le operazioni, ma anche nelle fasi iniziali della progettazione e per tutta la durata del ciclo di vita del data center. Questo approccio facilita la generazione di valore operativo e consente di sfruttare gli insight avanzati derivanti dai dati. Insomma, in un contesto di crescente incertezza e con le sempre più elevate richieste energetiche e ambientali, è necessario adottare un nuovo paradigma di pensiero.
