Microsoft experimenteert met power capping en energieopslag

Brandstofcellen worden steeds vaker ingezet als energiebron voor datacenters. Verschillende bedrijven, waaronder Microsoft voeren proeven met deze energiebronnen. Microsoft experimenteert sinds eind 2013 met kleine brandstofcellen die direct in een rack worden geplaatst. Deze blijken tijdens piekbelasting van de servers echter altijd voldoende stroom op te kunnen leveren. In een whitepaper beschrijft Microsoft hoe het deze uitdaging met een combinatie van power capping en energieopslagsystemen te lijf gaat.

Veel bedrijven experimenteren met grootschalige brandstofcellen, die voldoende energie leveren om het volledige datacenter aan te drijven. Microsoft kiest voor een andere aanpak en wil ieder serverrack voorzien van een eigen brandstofcel. Een brandstofcel levert in dit model uitsluitend energie aan het rack waarin het geplaatst is.

Piekbelasting

De brandstofcellen die in dit experiment in racks worden geplaatst zijn relatief klein en kunnen hierdoor een beperkte hoeveelheid vermogen leveren. Tijdens piekbelasting van de servers kan het energieverbruik van de racks echter fors omhoog schieten, waardoor de vraag naar energie in sommige gevallen het aanbod van de brandstofcel overschrijdt.

Om dit probleem op te lossen combineert Microsoft een tweetal oplossingen. De eerste oplossing is het instellen van een limiet op de hoeveelheid energie die een server maximaal kan vragen, wat ook wel power capping wordt genoemd. De prestaties van de servers worden hierbij beperkt zodat de vraag naar energie nooit de capaciteit van de brandstofcel overschrijdt. Microsoft heeft hiervoor het ‘SizeCap’ raamwerk gecreëerd. Dit raamwerk bepaalt de optimale capaciteit van de energieopslagsystemen en het optimale power capping beleid.

Energie opslaan

Daarnaast zet Microsoft energieopslagsystemen in. Bij een lage belasting verbruiken servers relatief weinig energie, waardoor op sommige momenten overtollige energie wordt geproduceerd door de brandstofcellen. Deze overtollige energie wordt opgeslagen in energieopslagsystemen, zodat deze tijdens piekmomenten kan worden aangesproken om de racks van voldoende energie te voorzien. Het bedrijf zet hierbij systemen met een gemiddelde capaciteit in om kleine pieken op te vangen. Deze units worden tijdens grote pieken bijgestaan door kleinere energieopslagsystemen.

Meer informatie is te vinden in de whitepaper ‘SizeCap: Coordinating Energy Storage Sizing and Power Capping for Fuel Cell Powered Data Centers’.