CHI È FASTWEB Efficienza Energetica nel Settore...

FASTWEB C2 – INTERNAL USE

CHI È FASTWEB

1

Rocco Cirillo

Energy Manager

Fastweb S.p.A.

Efficienza Energetica nel Settore Telecomunicazioni

Case Study

Revamping Condizionamento di un Data Center


Mobile Full MVNO su rete TIM, con servizi 4G e 4G Plus

Lancio della rete 5G entro il 2020

Servizi voce, connettività e ICT avanzati

50.500 km rete in fibra ottica 2,6 milioni di clienti

CHI È FASTWEB

2


FIBER

NETWORK

Fastweb ha costruito un evidente vantaggio

competitivo sviluppando quattro elementi distintivi…

…attraverso i quali è diventata una

Infrastructure Company a 360°

L’OPERATORE ALTERNATIVO CON LA MIGLIORE INFRASTRUTTURA A 360°IN ITALIA

FIXED

WIRELESS

ACCESS

DATA

CENTER

MOBILE

5G

FIBER

NETWORK

3


50.500 km > 22.000 cabinets FTTS

40 MHza 3.4 GHz

200 MHza 26 GHz

PUNTI DI ACCESSO SPETTRO 5GINFRASTRUTTURA IN FIBRA

FASTWEB È SEMPRE PIÙ 5G READY!

FASTWEB C2 – INTERNAL USE 4


IL SETTORE TELECOMUNICAZIONI( TELCO): NUMERI E PECULIARITA’

5

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:

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

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

http://www.efficienzaenergetica.enea.it/allegati/DLGS-102_LINEE_GUIDA_MISURE_ASSTEL.pdf


STRUTTURA DI UNA RETE TLC

6


PRESTAZIONE ENERGETICA

7

La prestazione energetica tende a misurare la quantità di energia che un determinato processo

produttivo utilizza per produrre un’unità di prodotto.

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 (𝟏𝟎𝟏𝟓𝒃𝒚𝒕𝒆).

Uso

dell’energia

Consumo

Energetica

Efficienza

Energetica Altro

Intensità

Energetica

Prestazione

Energetica


INDICATORI DI PRESTAZIONE ENERGETICA

8

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: 𝑷𝒈𝒍𝒐𝒃𝒂𝒍𝒆 = 𝑷𝑰𝑪𝑻 ∗ 𝜼𝑰𝒎𝒑𝒊𝒂𝒏𝒕𝒐

Dove :

• 𝑷𝒈𝒍𝒐𝒃𝒂𝒍𝒆 è la prestazione complessiva (Apparati ICT + Impiantistica) espressa in𝑷𝒆𝒕𝒂𝒃𝒚𝒕𝒆 𝒂𝒏𝒏𝒐

𝑴𝑾𝒉

• 𝑷𝑰𝑪𝑻 è la prestazione complessiva degli apparati ICT espressa ad esempio in𝑷𝒆𝒕𝒂𝒃𝒚𝒕𝒆 𝒂𝒏𝒏𝒐

𝑴𝑾𝒉

• 𝜼𝑰𝒎𝒑𝒊𝒂𝒏𝒕𝒐 è l’efficienza complessiva d’impianto ovvero l’indicatore DCIE( numero puro) minore di uno.

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:

𝑷𝑼𝑬 =𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍𝒆 𝑭𝒂𝒄𝒊𝒍𝒕𝒚 𝑬𝒏𝒆𝒓𝒈𝒚

𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 𝑬𝒒𝒖𝒊𝒑𝒎𝒆𝒏𝒕 𝑬𝒏𝒆𝒓𝒈𝒚

DCIE=𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍𝒆 𝑬𝒒𝒖𝒊𝒑𝒎𝒆𝒏𝒕 𝑬𝒏𝒆𝒓𝒈𝒚

𝑻𝒐𝒕𝒂𝒍 𝑭𝒂𝒄𝒊𝒍𝒕𝒚 𝑬𝒏𝒆𝒓𝒈𝒚


Struttura Energetica/ Impiantistica di una centrale Tipo

9

Sankey Diagram: vettori energetici -> usi energetici X Sito Tipo

Centrale

Sistemi Conversione

Continuità Elettrica

Cabina BT/MT

Trafo 1

Trafo ..

Trafo N

UPS

UPS1

IPS ..

UPS N

SE

SE1

SE ..

SE N

Apparati ICT

Apparati ICT in CC

ICT in CA

Impianto

Condizionamento

CDZ

CDZ1

CDZ …

CDZN


Modello energetico TLC : SCHEMATICO

10


Modello energetico TLC : Principali KPI Impiantistici

11

𝑷𝑼𝑬 ≅𝑬𝒏𝒆𝒓𝒈𝒊𝒂𝑰𝑪𝑻 + 𝑷𝒆𝒓𝒅𝒊𝒕𝒆𝑬𝒍𝒆𝒕𝒕𝒓𝒊𝒄𝒉𝒆 +

𝑬𝒏𝒆𝒓𝒈𝒊𝒂𝑰𝑪𝑻 + 𝑷𝒆𝒓𝒅𝒊𝒕𝒆𝑬𝒍𝒆𝒕𝒕𝒓𝒊𝒄𝒉𝒆𝑬𝑬𝑹𝒔𝒊𝒔𝒕𝒆𝒎𝒂

𝑬𝒏𝒆𝒓𝒈𝒊𝒂𝑰𝑪𝑻


Case Study: Revamping Cooling Data Center Milano

12


Case Study: Revamping Cooling Data Center Milano : Ex Ante vs Ex Post

13

✓Condizionatori non modulanti

✓Ventilatori a portata costante

✓Motori non efficienti

✓Condizionatori in Stand Alone

✓Portata d’aria in eccesso rispetto al

fabbisogno

✓Consumo dei Condizionatori

eccessivamente alto

IMPIANTO EX ANTE

✓Condizionatori modulanti

✓Ventilatori a portata variabile

✓Motori ad alta efficienza

✓Condizionatori in rete (team work)

✓Portata d’aria relativamente coerente con

il fabbisogno

✓Consumo dei Condizionatori

drasticamente ridotto

IMPIANTO EX POST


DIAGNOSI

ENERGETICA

VALUTAZIONE

PROGETTO

IMPLEMENTAZIONE

PROGETTO

MISURA

RISULTATI

CASE STUDY: REVAMPING COOLING DATA CENTER PROCESSO

14

Redazione

Progetto

Valutazione

Tecnico/

Economica

Sistema di

Misura

Approvazione

Raccolta dati

ex Ante

(Baseline)

Raccolta dati

ex Post

Calcolo dei

Saving

Raccolta Dati

Modellazione

Sito

Calcolo KPY

Proposte

Intervento

Installazione

Sistema di

Misura

Installazione

Nuovi CDZ

Revamping

Ventilatori

Tuning

Impianto


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 𝑬𝑬𝑹𝑺𝒊𝒔𝒕𝒆𝒎𝒂.

Come output della Diagnosi Energetica sono stati proposti i seguenti interventi:

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’interventosui Condizionatori di Sala o più precisamente CRAH( Computer Room Air Handler).

CASE STUDY: DIAGNOSI ENERGETICA – PROPOSTE DI INTERVENTO

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


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.

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.

CASE STUDY: PROGETTAZIONE INTERVENTO

Ridondanza

Efficienza


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.



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 𝐄 =𝟏

𝟐𝒎𝑽𝟐

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 𝑬 = 𝒌𝑸𝟑 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 deiconsumi fosse in grado anche di misurare la distribuzione delle temperature all’interno della sala.



CASE STUDY: SISTEMA MONITORING

È stato installato un sistema

BMS/EMS che:

1. Tramite una maglia di

sensori di temperatura

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.

26

68


CASE STUDY: RISULTATI

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

RENDICONTO DI PROGETTO

Riduzione

Portata

CRAH

Riduzione

Assorbimento

CRAH Riduzione

Consumi

TotaliMigliore

Efficienza

CRAH

Riduzione

Assorbimento

CRAH

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.


Grazie

per l’attenzione!

Rocco Cirillo

Energy Manager

Fastweb S.p.A.

Mail: [email protected]

CHI È FASTWEB Efficienza Energetica nel Settore...

Documents

Transcript of CHI È FASTWEB Efficienza Energetica nel Settore...