Il progetto HYCOOL-IT è orientato a migliorare l’efficienza e la gestione delle infrastrutture IT dei server, specialmente nelle piccole sale server all’interno di edifici del settore terziario, come scuole, ospedali e uffici. Questa iniziativa mira ad affrontare la crescente domanda energetica derivante dalla proliferazione dell’edge computing e delle applicazioni IT complesse.
Nell’ambito del progetto, R2M ha pubblicato un rapporto che presenta i risultati e l’analisi di alcuni studi e sondaggi che evidenziano l’attuale panorama delle piccole sale server: attrezzature, processi esistenti, problemi comuni di efficienza, stakeholder coinvolti, le loro esigenze e le sfide affrontate. Il rapporto mostra anche le soluzioni di HYCOOL IT, come l’uso di un Gemello Digitale BIM per pianificare facilmente ll costruzione delle sale server al fine di raggiungere obiettivi di efficienza energetica.
I data center e le sale server sono essenziali per l’economia globale, fungendo da scheletro per l’infrastruttura digitale che supporta tutto, dalle applicazioni mobili e web fino a quelle basate sull’IA, come ChatGPT di OpenAI. Queste strutture ospitano infrastrutture IT critiche per costruire, testare e fornire servizi digitali, inclusi server, sistemi di storage e apparecchiature di rete. Con la crescente domanda di digitalizzazione, aumenta anche la dipendenza dai data center, rendendoli indispensabili per le aziende moderne e le innovazioni.
Il mercato globale dei data center è stato valutato 194,81 miliardi di dollari nel 2022 e si prevede che cresca a un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 10,9% dal 2023 al 2030, con una domanda in aumento dovuta alla necessità di più server, soprattutto negli Stati Uniti, dove si stima che il consumo di energia raggiungerà i 35 gigawatt entro il 2030.
Tuttavia, nonostante la loro importanza, i data center sono noti per consumare enormi quantità di energia e acqua. Nel 2022, i data center globali hanno consumato circa 460 terawattora (TWh) di elettricità, un valore che si prevede supererà i 1.000 TWh entro il 2026, pari all’intero consumo elettrico del Giappone. I grandi data center, come gli hyperscalers, possono utilizzare tanta energia quanto 80.000 abitazioni, presentando significative sfide ambientali e di consumo energetico, oltre a elevati consumi idrici. Questo aumento del consumo energetico non solo solleva preoccupazioni sulla sostenibilità, ma pone anche minacce alla sicurezza dell’approvvigionamento energetico e alla stabilità economica.
Per affrontare queste problematiche, sono state introdotte diverse iniziative. Il Codice di Condotta Europeo per l’Efficienza Energetica nei Data Center (EU DC CoC), lanciato nel 2008, è un programma volontario che incoraggia i data center a ridurre il loro consumo energetico. Oltre 500 data center hanno aderito all’iniziativa, e quelli che dimostrano significativi miglioramenti in termini di efficienza energetica sono idonei a ricevere premi e riconoscimenti.
Raffreddamento Ibrido e Gestione per le Infrastrutture IT: Il Progetto HYCOOL-IT
Mentre i grandi data center di proprietà delle aziende hanno compiuto progressi verso l’efficienza energetica, le piccole sale server affrontano sfide uniche. Queste strutture più piccole, tipicamente situate in edifici commerciali, hanno una proprietà e una gestione decentralizzate, spesso prive di incentivi per migliorare l’efficienza. Nonostante la loro scala ridotta, contribuiscono in modo significativo alla domanda energetica, in particolare nel settore dei servizi, e storicamente hanno ricevuto poca attenzione per quanto riguarda gli sforzi di ottimizzazione.
Rappresentano circa il 4% della domanda di elettricità nel settore terziario dell’Unione Europea, e al momento rappresentano già l’1,4-1,6% del consumo totale di elettricità nell’UE. Si prevede che il consumo energetico di queste piccole sale server aumenterà da 55 TWh nel 2010 a circa 160 TWh entro il 2030, evidenziando l’urgenza di soluzioni energeticamente efficienti. Migliorare l’efficienza energetica delle piccole sale server è cruciale, poiché il loro ruolo nel supportare i servizi digitali continua a crescere.
Per ottimizzare la gestione termica e l’efficienza energetica delle piccole sale server, sono necessarie nuove competenze e strumenti. L’obiettivo principale del progetto HYCOOL-IT è sviluppare metodologie standardizzate e strumenti tecnologici per migliorare la gestione termica e l’ottimizzazione energetica negli ambienti IT. Implementando tecnologie avanzate come i Building Digital Twins (BDT) e i sistemi di recupero del calore di scarto, il progetto mira a creare soluzioni economicamente vantaggiose per il funzionamento energeticamente efficiente delle sale server, assicurandosi che possano gestire carichi crescenti riducendo al minimo l’impatto ambientale.
Con la giusta pianificazione, progettazione e strategie operative, inclusa l’adozione di tecnologie innovative e standard di sostenibilità, è possibile ridurre l’impronta ambientale delle sale server e garantire il loro contributo continuo all’infrastruttura digitale globale. Il rapporto redatto da R2M per il progetto HYCOOL-IT si propone di presentare la prima analisi basata su studi sul tema e il piano del progetto, nonché le soluzioni per raggiungere l’obiettivo di efficienza energetica per le sale server in Europa.
L'importanza delle piccole sale server
Una sala server è uno spazio dedicato all’interno di un edificio appositamente riservato per ospitare server e apparecchiature di elaborazione sul posto, utilizzate per gestire i carichi di lavoro e le applicazioni IT di un’organizzazione. Le apparecchiature IT e i componenti elettrici nelle sale server generano molto calore. Se non gestito correttamente, questo calore può avere effetti dannosi sulle prestazioni e sulla stabilità delle apparecchiature. Mantenere l’ambiente della sala server nelle migliori condizioni è essenziale per la stabilità e le prestazioni dell’infrastruttura IT dell’organizzazione, garantendo la sicurezza dei dati e prevenendo interruzioni.
Cruciale per questa manutenzione è il sistema di raffreddamento, che assicura un controllo ambientale preciso all’interno della sala server. Più precisamente, i sistemi di raffreddamento delle sale server hanno tre compiti principali:
- Controllo della temperatura: mantenimento di temperature stabili nella sala server.
- Controllo dell’umidità: i server non funzionano bene in ambienti umidi.
- Filtrazione dell’aria: polvere e altre particelle sospese nell’aria possono ridurre la durata e l’affidabilità delle apparecchiature informatiche.
Secondo uno studio che ha esaminato come le apparecchiature IT fossero distribuite, alimentate e raffreddate nelle piccole sale server, i sistemi di raffreddamento consumano circa il 25-50% dell’energia totale nelle sale server. In media, circa il 40% del consumo energetico dei data center e delle sale server è attribuibile al funzionamento dei sistemi di raffreddamento, con i sistemi più efficienti che utilizzano il 24% dell’energia totale e i meno efficienti il 61%. Pertanto, la progettazione del sistema di raffreddamento gioca un ruolo cruciale nell’efficienza complessiva dei data center e delle sale server. Ottimizzare un sistema di raffreddamento può far risparmiare energia, acqua e denaro all’operatore.
Integrazione del Building Digital Twin
Un pilastro centrale del progetto HYCOOL-IT è lo sviluppo di gemelli digitali basati sul Building Information Modeling (BIM) per le sale server IT. Il BIM, o Building Information Modeling, è uno strumento intelligente basato su modelli 3D che fornisce una rappresentazione digitale delle caratteristiche fisiche e funzionali di una struttura. Consente ai professionisti AEC di pianificare, progettare, costruire e gestire in modo efficiente i progetti di costruzione durante l’intero ciclo di vita.
L’obiettivo del progetto HYCOOL-IT è sviluppare digital twins basati su BIM per le sale server, che comprendano l’intera infrastruttura della sala server e supportino la gestione e l’ottimizzazione del ciclo di vita delle sale server IT. Questi modelli digitali facilitano il monitoraggio e la gestione dell’infrastruttura delle sale server, offrendo informazioni dettagliate sui modelli di consumo energetico e sull’efficienza del raffreddamento. Integrando dati in tempo reale provenienti dai sensori ambientali, questi digital twins consentono la manutenzione predittiva e regolazioni operative, ottimizzando così l’uso dell’energia.
Meccanismi di Recupero del Calore di Scarto
Le tecniche di recupero del calore di scarto mirano a sfruttare il calore generato dalle operazioni dei server, che viene tipicamente rilasciato nell’ambiente e contribuisce all’inefficienza dei sistemi di raffreddamento. Il calore di scarto, solitamente a basse temperature (20°C – 40°C), può essere difficile da riutilizzare direttamente nei sistemi di riscaldamento tradizionali.
Tuttavia, utilizzando tecnologie come pompe di calore o scambiatori di calore, questo calore a bassa temperatura può essere elevato a temperature più utili o applicato direttamente in sistemi che richiedono calore a temperature inferiori, come il riscaldamento dell’acqua domestica o il riscaldamento a pavimento. Questo processo aiuta a riutilizzare il calore per le esigenze di riscaldamento degli edifici, sostenendo gli obiettivi di sostenibilità.
Sviluppo Centrato sull'Utente e Casi Studio
Questo report presenta anche i risultati e l’analisi di alcuni studi e sondaggi che mettono in luce il panorama attuale delle piccole sale server, le attrezzature e i processi esistenti, i problemi comuni di efficienza, gli stakeholder coinvolti e le loro esigenze e sfide.
Il progetto enfatizza il coinvolgimento degli stakeholder, tra cui i gestori delle strutture, il personale IT e gli ingegneri di manutenzione, per ricavare storie degli utenti che evidenzino le loro necessità e aspettative. Questi racconti assicurano che le soluzioni sviluppate non siano solo tecnicamente valide, ma anche applicabili a scenari reali.
Di fronte ad un futuro sempre più dipendente dall’infrastruttura digitale, ottimizzare l’uso dell’energia negli ambienti IT non è mai stato così importante. Il progetto HYCOOL-IT propone un approccio innovativo per affrontare le richieste energetiche delle piccole sale server, allineandosi anche con gli sforzi globali per la sostenibilità. Sfruttando tecnologie innovative e coinvolgendo gli stakeholder principali nelle fasi di pianificazione e progettazione, mira a creare metodologie robuste che possono migliorare significativamente l’efficienza energetica delle infrastrutture IT nel settore terziario.
R2M è lieta di contribuire a questo progetto con la sua esperienza nel Digital Twin e nello sviluppo di modelli di sfruttamento e di business per garantire la transizione energetica dei pilastri della trasformazione digitale, come le sale server.
