Strömbrist kan tvinga Loudoun Countys datacenter att förlita sig på sina reservgeneratorer för fossila bränslen i sommar. Det kan bli mer utmanande än vad många i branschen tror.
Virginias miljötillsynsmyndighet tror att datacenter i Loudoun County med jämna mellanrum måste koppla från elnätet och sätta igång sina till stor del dieseldrivna reservgeneratorer i sommar för att lätta på belastningen som industrin lägger på lokal överföringsinfrastruktur.
I ett län som är hem för den så kallade Data Center Alley och som rymmer världens i särklass största koncentration av dessa anläggningar, har tanken på att mer än 4 000 dieselgeneratorer i lokstorlek körs samtidigt – kanske under längre perioder – väckt hackles av invånare och samhällsgrupper som är oroliga för miljöpåverkan från bullerföroreningar till luftkvalitet.
Men Loudoun Countys datacenteroperatörer borde också vara oroliga, säger experter. I ett värsta scenario där datacenter tvingas förlita sig mycket på egengenererad kraft, kan många operatörer få svårare än väntat att hålla dessa byggnader igång på grund av utsläpp från sina egna generatorer, bränslelogistik och en rad olika andra faktorer. Och vissa branschinsiders säger att många operatörer inte är helt medvetna om risken.
“Det finns en verklig risk att de inte kommer att ha den kylkapacitet eller kraft som de behöver för att hålla datacentret igång under den typen av situation”, säger Brad Cochran, chef för luftkvalitetstjänster på CPP Wind Engineering Consultants , som har studerat effekten av långvarig generatoranvändning på datacenterdrift.
Potentialen för ökad generatoranvändning i Loudoun County dök upp i februari när Virginias Department of Environmental Quality först föreslog en åtgärd som tillfälligt lättar på restriktionerna för elproduktion på plats för datacenter i norra Virginia.
DEQ-tjänstemän varnade för att, till stor del på grund av den växande efterfrågan från datacenterindustrin, kanske det lokala bolaget Dominion Energy inte kan tillhandahålla tillräckligt med ström för att möta efterfrågan under händelser som får strömanvändningen att öka, såsom stormar eller värmeböljor. När den lokala nätoperatören förutser denna typ av efterfrågeökning, skulle DEQ:s föreslagna avvikelse få datacenter att producera sin egen kraft.
Åtgärden upphör att gälla i juli, när Dominion är planerad att slutföra uppgraderingar av överföringsinfrastrukturen som gör att den kan leverera mer kraft till viktiga datacenterhubbar.
Även om det inte är oundvikligt att Loudoun Countys datacenter kommer att slå på sina generatorer en masse i sommar, har möjligheten orsakat oro i en region där branschens snabbt växande fotavtryck har lett till en växande våg av politiskt och juridiskt motstånd mot datacenter utveckling.
I offentliga utfrågningar om DEQ:s föreslagna regeländring uttryckte invånare och miljöförespråkare oro över konsekvenserna för luftkvaliteten om de hundratals megawatt kraft som behövs av lokala datacenter produceras av generatorer på plats. Faktum är att även veteraner från datacenterutveckling är överens om att generatorutsläppen i en sådan händelse skulle vara dramatiska.
“Vänta tills Dominion har ett strömavbrott – den dieselplymen du kommer att se från rymden,” sa Compass Datacenters tekniska chef Adil Attlassy, som talade kl. Bisnows National DICE Data Center Management, Operations and Cooling Series tidigare denna månad.
Även om invånarnas rädsla har gripit rubriker, säger vissa branschexperter att generatorutsläpp också kan utgöra betydande risker för datacenter själva, vilket många operatörer inte är medvetna om. Oron är dock mindre kring partiklar och andra föroreningar i dieselavgaser (även om det kan vara ett problem i vissa datacenter). Snarare är det de enorma mängderna värmegeneratorer som skapar som kan göra att datacenter saknar ström och inte kan kyla sig själva.
Enligt CPP:s Cochran är förbränningsavgaserna från dieselgeneratorer vanligtvis runt 900 grader, medan kylarens avgaser kan vara nära 300 grader. När ett datacenter kör flera generatorer under en betydande tidsperiod, säger Cochran att avgaserna skapar vad ingenjörer kallar en termisk plym av varm luft som under vissa omständigheter kan skada eller inaktivera ett datacenters kritiska system och potentiellt få anläggningen offline.
Ett av de största problemområdena är kylaggregaten som används för att kyla datacenter, enligt Cochran. Under varma dagar – exakt den sortens dag där elbehovet ökar och möjligheten till generatoranvändning är störst – är dessa kylare, vanligtvis placerade på datacentrets tak, ofta redan i drift nära gränsen för sina möjligheter. Om en kombination av byggnadsdesign och väderfaktorer får en termisk plym från generatoravgaserna att höja den temperaturen avsevärt, kan det innebära en katastrof för det datacentret.
Under de rätta förhållandena säger Cochran att värmeemissioner kan skapa problem för generatorerna själva, vilket gör att de producerar mindre ström än förväntat eller till och med stänger av, vilket gör att datacentret får brist på ström.
“När du har en linje med 50 eller 60 generatorer på tre megawatt och vinden råkar blåsa längs den linjen, blir några av dem nerför raden bara sprängda av all den heta luften,” sa Cochran. “Det slutar med att du får temperaturer som är långt över vad de är designade för.”
Även om det finns designändringar som datacenteroperatörer kan göra för att mildra dessa problem, tror Cochran att de flesta är omedvetna om risken för deras anläggningar.
Datormodellering av termiska plymer är vanligtvis en del av designprocessen för datacenter, men Cochran sa att dessa modeller i allmänhet är alltför förenklade. Han sa att eftersom oddsen för långvarig generatoranvändning ansågs avlägsna tills nyligen, ansågs inte mer detaljerade riskbedömningar med hänsyn till olika väder- och klimatförhållanden nödvändiga. Men det håller på att förändras.
“När du börjar prata om att köra dem i potentiellt hundratals timmar per år, särskilt under de varmaste dagarna på året när nätet påverkas mest, är det en total gamechanger eftersom det inte är vad dessa system är designade för, sa Cochran.
“När de har utvärderat dessa system har de många gånger inte använt de mest exakta modellerna för det eftersom risken var så låg att det egentligen inte spelade någon roll hur exakta dessa bedömningar var,” tillade han. “Men nu när det risken har blivit skyhög och de kan till och med få mandat att göra detta, så de behöver en mycket bättre indikation på hur det kommer att påverka driften av deras datacenter. De kan inte dra den under mattan längre.”
Att säkerställa att de enorma mängderna dieselbränsle som behövs för att driva generatorer kan återförsörjas på ett tillförlitligt sätt är också ett hotande problem för Loudouns datacenteroperatörer i händelse av en utbredd omfattande förlust av nätenergi. Experter säger att bränsletankar vanligtvis behöver fyllas på var 48:e timme om en generator är i konstant drift.
Tillgång till diesel har varit ett växande problem för datacenterindustrin under de senaste två åren eftersom strömbegränsningar och nätsårbarhet har ökat i Europa och på vissa amerikanska marknader. Datacenterjättarna Equinix och Digital Realty tillkännagav i somras planer på att lagra diesel, medan operatörer i utsatta områden har prioriterat att bygga mer robusta fältförsörjningskedjor i händelse av en nödsituation.
Men att få bränsle till datacenter blir betydligt mer komplicerat i områden där anläggningarna är samlade – och ingenstans mer än Loudoun County. Experter berättar Bisnow det finns allvarliga frågor om huruvida områdets bränslelagring utgör en betydande klämpunkt i försörjningskedjan. Och frågan om regionens infrastruktur för lagring och leverans av bränsle har kapacitet att leverera den volym bränsle som behövs vid ett utdraget förlust av nätkraft förblir oprövad.
“Du kommer att få en trafikstockning vid ingången till datacentercampus med bara bränslebilarna som kommer in”, säger Anke Byer, biträdande rektor på CPP som är specialiserad på datacenter
Även om allvarlig strömbrist och utbredd generatoranvändning kanske inte blir verklighet i Virginia i sommar, är förberedelserna från statliga tillsynsmyndigheter bara det senaste tecknet på ett växande problem för en datacenterindustri som på vissa platser växer snabbare än den kraftinfrastruktur som behövs för att stödja den. . Det finns en bred enighet om att sannolikheten för långvariga nätavbrott på stora marknader är allt mer sannolikt.
Problemet hade varit mest akut i Europa, där energitillsynsmyndigheter i Storbritannien varnade för möjlig energibrist som kräver att operatörer regelbundet kopplar bort nätet, och i Irland där tjänstemän redan har uppmuntrat hyperskalare som Microsoft att regelbundet köra av sina generatorer för att ta avstånd rutnätet. I USA har operatörer redan tvingats köra på nödgeneratorer för att ta bort påfrestningarna från nätet under Texas nätfel 2021 och Kaliforniens strömavbrott kort därefter.
Nu växer datacenterbranschens energianvändning snabbare än någonsin, och det är inte bara de nya campusen med hundratals megawatts kapacitet. I en trend som till stor del drivs av kraftfullare chips som behövs för att stödja framväxande teknologier som artificiell intelligens, använder operatörer mycket mer kraft per kvadratfot än för bara två år sedan och använder fler av de energiföretag som tilldelats en given anläggning mycket snabbare än förr.
Detta har gjort det mycket svårare att förutsäga efterfrågan från datacenter för verktyg, även sådana som Dominion med en lång historia av att samarbeta med branschen. Eftersom framväxande teknologier och faktorer som efterfrågan på grön energi ytterligare komplicerar efterfrågeekvationen, säger experter att den nuvarande situationen i Virginia är ett tecken på vad som kommer att komma.
“Vi frågar mer av [utilities] — vi ber om större skala, vi ber om kortare tidslinjer, vi gör större investeringar och vi förväntar oss att elektronerna som kommer över dessa linjer är gröna, säger Lindsey Bruner, operativ chef på CleanArc Datacenter. “Det är en förändring i dynamiken där.”
