Sono in corso a Ferrera Erbognone

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1 risparmio energetico Zephyr: il nuovo Green Data Center Unico in Italia nel suo genere, il centro Eni prevede l unificazione di tutti i sistemi IT Eni di elaborazione dati e High Performance Computing con l obiettivo di migliorare l efficienza energetica, ottimizzare i costi e contribuire a ridurre le emissioni di CO 2 Sono in corso a Ferrera Erbognone (Pavia), nei pressi della Raffineria di Sannazzaro de Burgundi, i lavori per la realizzazione di Zephir, il nuovo Green Data Center, progettato per ospitare i sistemi informatici centrali di elaborazione, attualmente dislocati in diversi siti in Italia. Adeguarsi ai principi dello sviluppo sostenibile è entrato ormai tra le mission principali dell informatica. Il 2% della CO 2 emessa nel mondo proviene, infatti, dai consumi dell industria informatica e delle telecomunicazioni: una quantità paragonabile a quella prodotta dall intera industria dei trasporti aerei. Solo nel 2007, sono stati spesi in energia elettrica 7 miliardi di dollari per far funzionare e raffreddare i server nei Data Center di tutto il mondo. Nei prossimi dieci anni l alimentazione e la climatizzazione delle infrastrutture informatiche diventeranno uno dei fattori critici dello sviluppo economico. Eni, con il Progetto Zephyr, ha ripensato ex novo ogni singolo componente del sistema Data Center nell ottica del risparmio energetico, considerando ogni componente come parte organica di una più ampia e complessa macchina, un sistema industriale da progettare come un tutt uno. Destinato sia all informatica gestionale, sia all elaborazione di simulazione computazionale (High Performance Computing), questo centro - interamente italiano - utilizzerà le più innovative infrastrutture improntate al risparmio energetico consentendo di ridurre notevolmente anche i costi operativi. Il Green Data Center risponde a caratteristiche di innovazione e sostenibilità, a partire dal luogo per la sua realizzazione. La scelta di Ferrera Erbognone è stata determinata dall immediata prossimità della centrale di Enipower, la centrale di Eni che meglio risponde ai requisiti per l alimentazione elettrica per il data center. La potenza richiesta è già disponibile e la produzione di energia avviene mediante turbogas a metano che, per sua natura, è green. Un secondo obiettivo che Eni si pone con la costruzione del data center è superare il record del mondo in termini di efficienza energetica per questi megacenter (attualmente a 1.27). Il livello di efficienza che raggiungerà il Green Data Center avrà un PUE (Power Usage Effectiveness - rapporto tra consumi totali del data center e i soli consumi propri dei macchinari dedicati ai processi informatici) medio annuo di 1.2, rispetto 50 09/ ENERGIA & AMBIENTE

2 alla media annua italiana che presenta ancora valori tra 2 e 3. Per la realizzazione del Centro sono state messe a punto soluzioni totalmente innovative, come i gruppi di continuità UPS realizzati su commissione diretta di Eni con tecnologia Ecomod che, a differenza di quelli già esistenti, intervengono solo quando necessario. L efficienza energetica deriva anche dal particolare sistema di raffreddamento scelto: per smaltire il calore generato dall elaborazione dei dati, di solito i Data Center utilizzano ininterrottamente durante tutto l anno condizionatori e ventilatori per refrigerare. Il Green Data Center, invece, unico in Italia per tipologia e dimensione, utilizzerà per almeno il 75% delle ore dell anno l aria esterna per raffreddare i calcolatori con un sistema di free-cooling diretto, limitando l utilizzo dei condizionatori al 25%. Una vera sfida, se si considera che i Data Center con caratteristiche simili sorgono geograficamente molto più a Nord e in ambienti che presentano peculiarità meteorologiche molto differenti. In più l aria, proveniente dall esterno, prima di essere immessa nel sistema sarà filtrata dalle polveri, eliminate nella misura di circa kg all anno. In questo modo, una volta restituita all esterno, l aria risulta più pulita. La maggiore efficienza del nuovo Data Center si tradurrà in una riduzione di emissione di CO 2, pari a 335 mila tonnellate annue. Il Progetto Nel 2009 è stato sviluppato un concept per la costruzione di un nuovo Data Center di proprietà per ospitare tutti i propri sistemi centrali di elaborazione, destinati sia all informatica gestionale che alle elaborazioni di simulazione computazionale di HPC (High Performance Computing) con gli oltre 7000 sistemi e più di core CPU. Le caratteristiche distintive del progetto sono: -miglior risultato di efficienza energetica per Data Center -dimensioni (in MW di energia) uniche in Italia e tra i top a livello europeo e mondiale - realizzazione completamente italiana: luogo, progetto e costruzione Partendo dal cuore dell impianto (dai requisiti degli apparati IT e sulla base delle loro caratteristiche) si è sviluppato tutto il progetto sia per la parte architettonica (con il posizionamento ottimale degli spazi, per minimizzare ad es. i percorsi elettrici e dell aria) che per le soluzioni impiantistiche. Il tutto preservando la miglior flessibilità ENERGIA & AMBIENTE 09/

3 per adeguarsi a ospitare i futuri sviluppi della tecnologia, e non dimenticando la garanzia del massimo livello di ridondanza impiantistica e nel rispetto dei parametri operativi per i Data Center stabiliti dalle normative internazionali, anche se la ridondanza dei sistemi e degli apparati rappresenta una scelta penalizzante rispetto al perseguimento dell efficienza energetica, cioè ad un miglior PUE. Il parametro P.U.E. (Power Usage Effectiveness) indica il rapporto tra il consumo elettrico complessivo di un Data Center (apparati IT, condizionatori, ventilatori, UPS, ecc.) e il consumo dei soli apparati IT. I Data Center standard non efficienti superano in genere il valore 3.0; un valore di PUE di 2.0 è un risultato considerato buono; un valore inferiore al 1.5 è molto aggressivo. In un Data Center le principali voci di consumo di energia, oltre ovviamente agli apparati informatici, sono riconducibili ai sistemi di raffreddamento, ventilazione e distribuzione elettrica. Nel Progetto Eni, per ciascuna categoria di consumo, si è proceduto cercando di individuare le soluzioni più ottimizzanti e innovative, a volte un po fuori dal coro, per ridurne il peso al fine di migliorare il PUE complessivo: l ambizione è di scendere al di sotto del limite di 1,2. I principi di sostenibilità con la quale il nuovo Data Center è stato progettato sono rintracciabili sin dalla scelta del luogo in cui è posizionato, l area di Ferrera Ergognone nei pressi della centrale elettrica Enipower di Sannazzaro de Burgundi che consente di cogliere un primo risultato di efficienza energetica, in quanto elimina le dispersioni derivanti dalla rete elettrica di trasporto, che secondo i dati forniti dall Autorità per l energia sono pari al 5 6%. La struttura è costituita da due corpi perfettamente simmetrici, detti trifogli, completamente indipendenti e ridondati tra loro, al fine di garantire la continuità d esercizio dal punto di vista strutturale e impiantistico. Tutto l edificio, tranne la zona centrale che separa i due trifogli, è interrato fino alla quota di copertura per realizzare una collina artificiale, arredata a verde, migliorando così anche l impatto visivo. Il sistema di condizionamento è la componente più innovativa. Si utilizzerà il metodo del Free-Cooling diretto, grazie al quale i sistemi IT verranno raffreddati direttamente dall aria esterna, mante / ENERGIA & AMBIENTE

4 I dati di efficienza nendo spenti il più possibile i sistemi di condizionamento forzato. Questa idea nasce dall assunzione di far funzionare i sistemi IT intorno ai C, una temperatura più elevata (ma sempre controllata e stabile) rispetto a quella utilizzata dai Data Center tradizionali che si aggira intorno ai C. In questo modo, anche alla latitudine del 45 parallelo, in Pianura Padana, sulla base dell analisi storica dei dati ambientali di temperatura/umidità, si rileva che per gran parte delle ore dell anno (oltre il 75%) un opportuna quantità di aria esterna ha le caratteristiche adeguate per raffreddare anche 30MW di sistemi IT. Il sistema di condizionamento dell aria interverrà quindi al massimo nel restante 25% del tempo dell anno, invece del tradizionale funzionamento center continuativo per il 100% del tempo. L intero sistema di trattamento dell aria costituisce una soluzione integrata fortemente innovativa, per logica e dimensioni. è evidente poi che la posizione geografica costituisce un ulteriore fattore di sfida rispetto a Data Center ubicati più a Nord (Irlanda, Scozia e Montagne Rocciose negli Stati Uniti) in aree con situazioni climatiche più vantaggiose. A tal proposito anche il sistema di filtraggio dell aria in ingresso è stato oggetto di uno specifico studio e di simulazioni approfondite: ciò discende da un lato dalla localizzazione del Data Center in Pianura Padana (area ad altissima concentrazione di polveri sottili, soggetta ad inversione termica), dall altro dal posizionamento in un area completamente agricola e quindi ad alta densità di polveri. Per garantire la corretta distribuzione dei flussi di aria fredda/calda nelle sale IT in modo da portare l aria fredda necessaria ai sistemi IT senza dispersioni, il Data Center avrà un sistema di compartimentazione rigorosa dell aria mediante strutture di CAGE, che mantengono chiuso e separato il corridoio dell aria fredda (su cui si affacciano allineati tutti i sistemi server, con la presa di aspirazione aria), mentre di fatto l intera sala IT costituisce il corridoio caldo, dove l aria espulsa dai server IT viene veicolata, per spinta e per effetto camino, verso la presa di espulsione del camino di uscita. Un idea innovativa è stata applicata anche per limitare i rischi di incendio che, statisticamente, nei Data Center Recentemente sono stati completati i test dei primi esemplari degli innovativi sistemi UPS in tecnologia off-line costruiti su specifiche del progetto Eni, e il TUV (l ente certificatore elettrico tedesco, con il supporto metodologico e di analisi del Dipartimento di Ingegneria Elettrica dell Università di Bologna) ha certificato il superamento del target di progetto di efficienza di rendimento del 99,4%, raggiungendo i valori record di 99,46% al 50% del carico e 99,43% al 100%. Il dato di efficienza raggiunto, record assoluto per UPS, va confrontato con i valori standard della stessa categoria in uso nei data center, nella maggior parte dei casi funzionanti in modalità on-line (o doppia conversione), i cui migliori valori dichiarati, in condizioni operative ottimali, non superano il 96-98% o il 99% dell unico prodotto disponibile di tipologia offline. Utilizzando questa soluzione in un singolo data center con una potenza IT assorbita di 10 MW, sostituendo gli UPS tradizionali (nell ipotesi di un valor medio effettivo di efficienza dei sistemi UPS del 93%) con questi innovativi sistemi, si avrebbe un risparmio annuo superiore a MWh/anno (corrispondenti ai consumi annui per uso domestico di oltre persone), pari a oltre euro all anno di risparmio economico e corrispondente a un risparmio per l ambiente di tonnellate annue di anidride carbonica (considerando una produzione termoelettrica). Nell ipotesi di proiettare questi dati sull intero parco data center italiano, i valori diventano rilevanti. Questa tipologia di sistemi è assolutamente innovativa: UPS di taglia media (200kW), operano normalmente in modalità off-line, o ECO-mode, cioè sono sempre spenti, in stato di stand-by, e intervengono solo quando avviene una rilevante discontinuità di alimentazione elettrica. Poiché le macchine sono costruite secondo una logica più semplice rispetto ai tradizionali UPS i sistemi risultano quindi più affidabili, sicuri ed economici. Significativo anche che i primi UPS certificati siano di produzione italiana, a conferma della ricaduta nazionale del progetto Eni sia sul fronte dello sviluppo di competenze innovative che sul tessuto economico. ENERGIA & AMBIENTE 09/

5 si verificano nell area dei Generatori diesel di emergenza e soprattutto nei locali batterie degli UPS, che in genere si trovano nella stessa stanza e in grandi quantità. Gli apparati che concorrono alla ridondanza sono sempre installati in locali distinti e le batterie, fonte di maggior pericolo, sono ulteriormente frazionale in piccoli locali totalmente isolati in caso di incendio e/o di uscita di acidi. Nelle stanze destinate alle batterie non è previsto free-cooling ma raffreddamento tradizionale, controllato, con specifici camini a ventilazione naturale che potranno, alla bisogna, servire allo sfogo di eventuali fumi di surriscaldamento/ combustione. Al fine dell ottimizzazione dei percorsi elettrici, i Power Center di distribuzione sono stati progettati per lavorare con la media tensione (20.000V) fino a pochissimi metri dal sistema distributivo finale verso i server IT, posizionandoli in locali in corrispondenza verticale rispetto a quelli dei sistemi di distribuzione finale (UPS). Questo posizionamento degli apparati fa si che ciascun server IT si trovi ad essere alimentato sempre da 2 linee distinte, che provengono da 2 lati contrapposti della sala, e quindi da 2 diversi UPS (ciascuno con le proprie specifiche batterie di emergenza), a loro volta collegati a due linee di alimentazione generale diverse. Ogni sistema è poi ridondato a livello di quadri elettrici per garantire l alimentazione di ciascun sotto-ramo dell impianto anche in caso di fault di una delle linee principali di distribuzione. Un guasto su un lato di una sala può quindi mettere in fault sempre e solo un sottoinsieme di apparati, al massimo metà dell alimentazione: l altra metà è in grado di continuare a tenere accesi i sistemi. Si è pensato, inoltre, di utilizzare UPS assolutamente innovativi, di taglia media (200kW), che operano in tecnologia off-line (cioè sono sempre spenti, in stato di stand-by, e intervengono solo quando avviene una discontinuità di alimentazione elettrica rilevante), ad altissima efficienza (99,4% già al 50% del carico). La dimensione e la rilevanza del progetto ha convinto i principali produttori mondiali di apparati UPS ad avviare lo sviluppo e quindi la commercializzazione a listino di questa tipologia di prodotti, prima non disponibili. Tutti i sistemi di illuminazione e tutti i consumi accessori sono stati analizzati per ottimizzarne i consumi: l illuminazione interna è prevista con lampade fluorescenti e sensori di accensione in base a rilevatori del movimento di persone; l illuminazione esterna di sicurezza verrà realizzata con lampade LED; anche i colori degli ambienti e delle pareti sono stati considerati, selezionando tinte ad alta luminosità. n 54 09/ ENERGIA & AMBIENTE

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