IT数据中心电源与能源的管理方案

力，在电力公司电力或主用电力转换为备用电力时，UPS保证设备不会中断运行，同时为断电、电压降低、浪涌和瞬时功率波动现象的发生提供了保护。交互式的UPS提供电源的调节与过滤，在转换的过程中存在短暂(儿毫秒之内)的中断。通常对于供电设备，短期中断是可以忍受的。离线的UPS通过无过滤的保护设备，将电力在几毫秒内转换到电池供电。各种小规模独立使用电池供电的UPS系统，适用于设备敏感的SOHO用户和数字家庭。

在大型数据中心里，放置一排排电池组的大房间可以作为临时的桥接电源使用，以维持电力需要，直到发电机准备好供电。使用UPS系统需要注意的是，电池的维护与最终的处理均要采用环保的方式并遵从各项法规。电池的维护包括定期加蒸馏水、清洁和充电，同时需要安全的存储与维护空间，并远离其他设备。表6.1给出了各种规模的数据中心和企业所用的各用替代电源的选择方案。

可替换能源与直流电源

虽然大多数IT设备使用交流电源，但网络交换机或在恶劣的环境和电信服务中所用的特殊服务器与存储器都需要直流电源。在电信交换设备中对直流电源的需求源自对电池供电的需要。电信设备通常遵从网络设备构建系统(NEBS)的准则，在准则中有不同的要求和等级，其中一个特点是有关-48V直流电源的使用。

为了努力优化电力的使用情况，一些制造商和数据中心都在探索如何在减少所需AC-DC转换器的前提下，在大型和密集的服务器中大量使用直流电源供电。需要说明的是，根据当前数据的电力配置，仅安装一个直流供电的大型服务器或IT设备也不是一件容易的事。但是，进一步考虑，在改建成扩建的新的数据中心计划中，如果能考虑直流电源的分配，也是值得的。

目前，电力公司使用来自不同的方式的能源和燃料进行发电，其中包括煤炭、核能、天然气、石油、风能、水能、太阳能、沼气和燃料电池。在某些地区，例如哥伦比亚河流域、拉斯维加斯、胡佛水坝地区、田纳西河流域、挪威和中国的三峡大坝，流动的水资源非常丰富，所以在这些地方，通常采用水力发电。而在一些开阔、刮风频繁的地方，便可以采用风力发电。太阳能电池板是另一种用在设备或场所里的替代电源，可以作为辅助电源或主电源的一部分。太阳能电池板在太阳照射时，除了能提供一些基本的能源需求，还可以用来补充传统发电中为UPS电池充电带来的损耗。

燃料电池作为一种新兴的能源发电技术，广泛地用于大量固定和移动的应用程序中。燃料电池有两个电极，分别是阳极和阴极，它通过带电粒子将电子从一极搬向另一极的化学反应来发电，并使用催化剂来加快反应速度。氢气和氧气常作为基本燃料，水是反应的副产物。一个燃料电池的发电量较少，因此，常将多个燃料电池连在一起使用。对于一些尝试采取给全部或部分设备配置直流龟源供电的数据中心来说，使用当地燃料电池的好处就是消除了DC到AC再到DC的电源转换。

燃料电池作为能源的优点是有效地利用燃料，事实上，相比传统的化石燃料发电，也没有排放类似温室气体的污染气体，例如二氧化氮、二氧化硫和二氧化碳等。这种能源发电的工作模式相对安静，因为有效地使用燃料，从而使能源的利用更加经济节约。使用燃料电池发电的数据中心可以获得能源效率的证书、退款和其他奖励。燃料电池的种类很多，有的可以作为小型便携设备放在汽车或其他移动设备中，有的可以用在固定的发电厂中。固定电厂或发电设备还可以从各种燃料(像甲烷、丙烷或氢气)的燃烧中，同时获得热力和电力。

不同于要分别依赖有效风力的风能和明媚阳光的太阳能发电方式，燃料电池作为主要或备用的能源，将具有更高的可用性。例如从长远来看，数据中心可以先利用主要电力，在适当的时候，切换到燃料电池的自发电或联合供电状态。燃料电池同太阳能和其他替代能源一样，也可以为UPS系统的备用电池充电，从而替代对主要电力的需求。虽然燃料电池仍然需要不断地发展，但随着技术的不断成熟，费用更加便宜，它应当可以作为数据中心主用或备用电力的提供者。