CHI È FASTWEB Efficienza Energetica nel Settore Telecomunicazioni Case Study - Revamping Condizionamento di un Data Center - Fire
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CHI È FASTWEB Efficienza Energetica nel Settore Telecomunicazioni Case Study Revamping Condizionamento di un Data Center Rocco Cirillo Energy Manager Fastweb S.p.A. FASTWEB C2 – INTERNAL USE 1
CHI È FASTWEB 2,6 milioni di clienti 50.500 km rete in fibra ottica Servizi voce, connettività e ICT avanzati Mobile Full MVNO su rete TIM, con servizi 4G e 4G Plus Lancio della rete 5G entro il 2020 FASTWEB C2 – INTERNAL USE 2
L’OPERATORE ALTERNATIVO CON LA MIGLIORE INFRASTRUTTURA A 360°IN ITALIA Fastweb ha costruito un evidente vantaggio competitivo sviluppando quattro elementi distintivi… FIBER NETWORK DATA CENTER MOBILE FIXED 5G WIRELESS ACCESS FIBER NETWORK …attraverso i quali è diventata una Infrastructure Company a 360° FASTWEB C2 – INTERNAL USE 3
FASTWEB È SEMPRE PIÙ 5G READY! INFRASTRUTTURA IN FIBRA PUNTI DI ACCESSO SPETTRO 5G 40 MHz 50.500 km > 22.000 a 3.4 GHz cabinets FTTS 200 MHz a 26 GHz FASTWEB C2 – INTERNAL USE 4
IL SETTORE TELECOMUNICAZIONI( TELCO): NUMERI E PECULIARITA’ Il settore TELCO esprime un fabbisogno complessivo intorno ai 4 TWh annui: • Per esercizio delle reti • Per esercizio dei servizi cloud – data center Il consumo delle TELCO è caratterizzato da una fortissima stabilità: variazione significativa solo nel periodo estivo nell’ordine del +10/20% per le maggiori esigenze di condizionamento degli apparati che hanno un consumo stabile nell’arco delle 8.760 ore annue. Da un punto di vista impiantistico i siti TELCO possono essere classificati in: Tipologia di Sito Numerosità Potenza Media Data Center Bassa Altissima Centrali TLC (POP IP) Alta Alta Stazioni Radio Molto Alta Bassa Armadi Stradali Molto Alta Trascurabile Il gruppo di lavoro dell’associazione di categoria ASSTEL ha redatto, coordinandosi con ENEA le linee guida settoriali per le diagnosi. Al seguente link si possono trovare le linee guida le diagnosi nel settore TELCO. http://www.efficienzaenergetica.enea.it/allegati/DLGS-102_LINEE_GUIDA_MISURE_ASSTEL.pdf FASTWEB C2 – INTERNAL USE 5
STRUTTURA DI UNA RETE TLC FASTWEB C2 – INTERNAL USE 6
PRESTAZIONE ENERGETICA La prestazione energetica tende a misurare la quantità di energia che un determinato processo produttivo utilizza per produrre un’unità di prodotto. Uso dell’energia Intensità Energetica Consumo Energetica Prestazione Energetica Efficienza Energetica Altro Tale concetto si applica con difficoltà al modo TELCO in quanto non è disponibile un indicatore globale per quantificarne il servizio. Un indicatore usato nel contesto internazionale è la quantità di dati che la rete scambia con I suoi clienti. Con riferimento alla slide precedente è la sommatoria del traffico dati da e verso i clienti e si misura in petabyte ( ). FASTWEB C2 – INTERNAL USE 7
INDICATORI DI PRESTAZIONE ENERGETICA Per valutare la prestazione energetica nel settore TELCO si propone di seguire il seguente approccio che vede la prestazione globale del sito come risultato della formula: = ∗ Dove : • è la prestazione complessiva (Apparati ICT + Impiantistica) espressa in • è la prestazione complessiva degli apparati ICT espressa ad esempio in • è l’efficienza complessiva d’impianto ovvero l’indicatore DCIE( numero puro) minore di uno. DCIE= Come indicatore prestazionale globale per un Data Center Data invece del DCIE si usa il suo inverso ovvero il PUE( Power Usage Effectiveness) così definito: = FASTWEB C2 – INTERNAL USE 8
Struttura Energetica/ Impiantistica di una centrale Tipo Centrale Sistemi Conversione Apparati ICT Impianto Continuità Elettrica Condizionamento Cabina Apparati SE ICT in CA BT/MT UPS ICT in CC Trafo 1 CDZ Trafo .. UPS1 SE1 CDZ1 Trafo N IPS .. SE .. CDZ … CDZN UPS N SE N Sankey Diagram: vettori energetici -> usi energetici X Sito Tipo FASTWEB C2 – INTERNAL USE 9
Modello energetico TLC : SCHEMATICO FASTWEB C2 – INTERNAL USE 10
Modello energetico TLC : Principali KPI Impiantistici + + + ≅ FASTWEB C2 – INTERNAL USE 11
Case Study: Revamping Cooling Data Center Milano FASTWEB C2 – INTERNAL USE 12
Case Study: Revamping Cooling Data Center Milano : Ex Ante vs Ex Post IMPIANTO EX ANTE IMPIANTO EX POST ✓ Condizionatori non modulanti ✓ Condizionatori modulanti ✓ Ventilatori a portata costante ✓ Ventilatori a portata variabile ✓ Motori non efficienti ✓ Motori ad alta efficienza ✓ Condizionatori in Stand Alone ✓ Condizionatori in rete (team work) ✓ Portata d’aria in eccesso rispetto al ✓ Portata d’aria relativamente coerente con fabbisogno il fabbisogno ✓ Consumo dei Condizionatori ✓ Consumo dei Condizionatori eccessivamente alto drasticamente ridotto FASTWEB C2 – INTERNAL USE 13
CASE STUDY: REVAMPING COOLING DATA CENTER PROCESSO DIAGNOSI VALUTAZIONE IMPLEMENTAZIONE MISURA ENERGETICA PROGETTO PROGETTO RISULTATI Redazione Installazione Raccolta dati Raccolta Dati Sistema di ex Ante Progetto Misura (Baseline) Modellazione Valutazione Sito Tecnico/ Installazione Raccolta dati Economica Nuovi CDZ ex Post Calcolo KPY Sistema di Revamping Misura Calcolo dei Ventilatori Proposte Saving Intervento Approvazione Tuning Impianto FASTWEB C2 – INTERNAL USE 14
CASE STUDY: DIAGNOSI ENERGETICA – PROPOSTE DI INTERVENTO Nel 2015 è stata redata per il Data Center Fastweb di Milano Bernina la Diagnosi Energetica, ai sensi del D. Lgs. 102/2014. Sono stati raccolti i profili di consumo dei POD, del carico IT e sono stati calcolati gli indicatori quali: PUE ed . Come output della Diagnosi Energetica sono stati proposti i seguenti interventi: Nome Intervento Tipo di Intervento Rischio sul servizio Creazione di un circuito secondario a portata variabile Capital Intensive ALTO Installazione di motori brushless negli armadi condizionatori Capital Intensive BASSO Mappatura termica delle sale IT ed ottimizzazione della portata d’aria Capital Intensive MEDIO ALTO Sostituzione degli UPS con modelli di nuova generazione Capital Intensive MEDIO Gli interventi proposti sono stati quasi tutti implementati eccetto il primo in quanto intervenire sul circuito idronico di una ‘Facility live’ è molto rischioso. L’intervento più interessante dal punto di vista del ritorno dell’investimento è stato l’intervento sui Condizionatori di Sala o più precisamente CRAH( Computer Room Air Handler). FASTWEB C2 – INTERNAL USE 15
CASE STUDY: PROGETTAZIONE INTERVENTO I Siti TELCO, e in particolare i Data Center, sono Facilty ad altissima disponibilità e appartengono alle cosiddette infrastrutture critiche che devono assicurare la Business Continuity. L’altissima disponibilità, anche in presenza di guasti plurimi, si ottiene tramite un’adeguata ridondanza dell’impianto. Come sappiamo la ridondanza, che porta l’impianto a lavorare in un punto di lavoro non ottimale, normalmente degrada la prestazione energetica e quindi l’efficienza. Obiettivo della progettazione diventa coniugare la ridondanza con efficienza. Ridondanza Efficienza Attualmente la tecnologia, grazie a UPS modulari e a Condizionatori modulanti, è in grado di salvaguardare l’efficienza energetica a fronte di un elevato livello di ridondanza impiantistica. FASTWEB C2 – INTERNAL USE 16
CASE STUDY: PROGETTAZIONE INTERVENTO Poiché il condizionamento della sale era assicurato da Condizionatori (CRAH) a portata costante con motori a bassa efficienza, il progetto ha previsto: 1. La sostituzione dei vecchi CRAH con nuovi CRAH modulanti e con motori brushless. 2. La sostituzione dei soli ventilatori per i CRAH con vita residua significativa. A rendere molto interessante tale progetto è stata la possibilità di assicurare la ridondanza del condizionamento dimezzando la portata d’aria generata dai condizionatori. I nuovi CRAH, lavorando in modo coordinato, sarebbero stati in grado di modulare la portata d’aria in funzione dello scostamento tra la temperatura presente in sala e la temperatura di riferimento. Con l’implementazione di tale progetto saremmo stati grado di ottenere dei saving energetici significativi grazie a: 1. Maggior efficienza dei ventilatori; 2. Riduzione della portata complessiva dell’aria. FASTWEB C2 – INTERNAL USE 17
CASE STUDY: PROGETTAZIONE INTERVENTO Approfondendo il tema della possibilità di intervenire sulla portata è emersa in modo decisamente interessante la relazione tra portata di un ventilatore e potenza elettrica assorbita. Il ventilatore a bordo del CRAH può essere modellato come un dispositivo in grado di trasferire energia meccanica su un fluido gassoso nel caso specifico l’aria. La quantità di energia E trasferita è prettamente di tipo cinetico e quindi vale la relazione = dove sia la massa m che la velocità V sono direttamente proporzionali alla portata Q (espressa in mc/h). Pertanto la formula può essere vista come = dove si evince una relazione cubica tra portata Q ed energia E trasferita al fluido dal ventilatore. Riepilogando avremo teoricamente due tipi di saving: 1. Saving sul dimezzamento delle portate di circa stimato potenzialmente intorno al 70% 2. Saving sull’efficienza dei motori stimato potenzialmente intorno 25% Contestualmente al progetto di Revamping dell’impianto di condizionamento è stata prevista l’installazione di un sistema di monitoring dei consumi energetici che oltre alla rilevazione dei consumi fosse in grado anche di misurare la distribuzione delle temperature all’interno della sala. FASTWEB C2 – INTERNAL USE 18
CASE STUDY: SISTEMA MONITORING È stato installato un sistema BMS/EMS che: 1. Tramite una maglia di 26 sensori di temperatura 68 posti a circa 2,5 mt dal pavimento è in grado di mappare dinamicamente la temperatura all’interno della sala; 2. Tramite un set di power meter distribuito nei vari quadri è in grado di fare un monitoring disaggregato dei consumi e calcolarne i relativi KPI impiantistici. FASTWEB C2 – INTERNAL USE
CASE STUDY: RISULTATI RENDICONTO DI PROGETTO Voce u.m. EX ANTE EX POST DELTA Note Portata aria totale CRAH mc/h 1.878.160 993.877 884.283 Dato di progetto Potenza media totale CRAH kW 572 192,00 380 Energia MWh/anno 5.011 1.682 3.329 Costo K€/anno 726.554 243.878 482.676 Valorizzato 145€/MWH L’investimento complessivo è stato superiore al milione di euro. Gli indicatori economici sono stati tutti decisamente interessanti. Il Pay Back Period è stato di poco superiore ai due anni. Riduzione Riduzione Portata Assorbimento CRAH CRAH Riduzione Consumi Migliore Riduzione Totali Efficienza Assorbimento CRAH CRAH FASTWEB C2 – INTERNAL USE 20
Grazie per l’attenzione! Rocco Cirillo Energy Manager Fastweb S.p.A. Mail: rocco.cirillo@fastweb.it FASTWEB C2 – INTERNAL USE
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