專利名稱：節(jié)能型數(shù)據(jù)中心及使能源使用效率值小于1的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)中心，尤其涉及一種可提供小于I的能源使用效率值的節(jié)能型數(shù)據(jù)中心，并提供小于I的能源使用效率值的方法。
背景技術：
隨著科技日新月異的步伐，近年來，網(wǎng)絡的普及化造就了許多用戶數(shù)高達百萬，甚至上千萬的網(wǎng)站,諸如 Google, Facebook, Yahoo, Youtube, Twitter, Myspace 等等，均為這波網(wǎng)絡風潮下所孕育而生的知名網(wǎng)站。這些網(wǎng)站每分每秒都有許多來自世界各地的用戶在 瀏覽或使用，因此，對于架設網(wǎng)站的服務器或是數(shù)據(jù)中心而言，無疑地將帶來很大的負擔。因此，這些數(shù)據(jù)中需要大量的電力，才能維持正常運作，以避免網(wǎng)站的故障。一般而言，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心包括基本設施(facility)以及信息科技(IT)的裝置，其中，基本設施是用以提供數(shù)據(jù)中心正常運作的設備，其可包括照明設施、不間斷電源供應系統(tǒng)(UPS)、空調(diào)設施、或是其它非信息科技的設施等等。而IT裝置則為數(shù)據(jù)中心的主要核心裝置，用以存儲、處理、運算、或傳送網(wǎng)站的所有數(shù)據(jù)、或程序等等，其可包括服務器、存儲裝置、網(wǎng)絡設備、或電信設備等等。圖I顯示了現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心及其電源供應系統(tǒng)，如圖所示，由電力公司所提供的公用設施電源(utility power) 101可將市電輸入至數(shù)據(jù)中心100中的基本設施103,并由基本設施103吸收部分電力，以利于運作，其中，基本設施103可包括照明設施103a、不間斷電源供應系統(tǒng)(UPS) 103b、空調(diào)設施103c、或其它非IT設施或上述的任意組合。此外，在市電進入基本設施103之前，可由市電電表102進行量測。接著，剩余的電力會被傳送至IT裝置105，以提供其所需電力，其中，此數(shù)據(jù)中心100還包括一 IT用電電表104，其是設置在IT裝置105前，借以量測輸入IT裝置105的電力。其中，IT裝置105也包括如上述的服務器105a、網(wǎng)絡設備105b、或存儲裝置105c等等。由上述可知，公用設施電源101所提供的市電A是等于基本設施103所獲得的電力B及IT裝置105所獲得的電力C的總和，也就是，A = B+C。為了有效監(jiān)控數(shù)據(jù)中心的能源消耗，現(xiàn)有技術也提供了一能源使用效率(power usage efficiency, PUE)系數(shù)，以做為評斷能源效率的指標，此能源使用效率等于市電A除以IT裝置105的電力C的結果，也就是，PUE = A/C0由于基本設施103會消耗電力B，故IT裝置105所獲得的電力C必小于公用設施電源101所提供的市電A。換句話說，能源使用效率值(PUE)必然大于1，若此數(shù)值越接近1，則表示其能源使用效率越高，損耗較少。根據(jù)統(tǒng)計，近年來美國提供數(shù)據(jù)中心的電力占了全國總消耗電力將近I. 5%，由此可知這些網(wǎng)站的數(shù)據(jù)中心消耗的電力實為龐大，對于網(wǎng)站企業(yè)主而言，每年的電費成本相當可觀，因此，各大網(wǎng)站企業(yè)主無不積極采取各種手段以提升能源使用效率，例如將數(shù)據(jù)中心建造于高緯度或高海拔地區(qū)，以利用天然的低溫環(huán)境降低空調(diào)所需電力，進而降低基本設施103所需電力B，使得能源使用效率值(PUE)更趨近于I。或者，也有部分企業(yè)利用特殊的風扇進行散熱，以降低空調(diào)的需求。借由上述方式，Google及Facebook等高使用量的龍頭網(wǎng)站均已有效將能源使用效率值(PUE)降低至I. I左右的水平，從而降低能源的耗損。縱然如此，在原油日益減少的二十一世紀，電力、能源越顯珍貴，因此，提高能源使用效率、降低能源的耗損仍為當務之急。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種可將能源使用效率值降低至I以下的節(jié)能型數(shù)據(jù)中心及使能源使用效率值小于I的方法。本發(fā)明的其中一個目的在于降低數(shù)據(jù)中心的能源使用效率值(PUE)，借以減少市電的使用率，降低能源的損耗，從而達到節(jié)能減碳的功效。本發(fā)明的另一目的在于提供一種能源使用效率值低于I的節(jié)能型數(shù)據(jù)中心，換句話說，在本發(fā)明所提供的數(shù)據(jù)中內(nèi)，IT裝置所得到的總電力可超過公用設施電源所提供的市電。 為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種節(jié)能型數(shù)據(jù)中心，其包括一公用設施電源，用以提供市電；一基本設施，電性連結至上述公共設施電源；一再生能源供應裝置，電性連結至上述基本設施，用以提供再生能源；一 IT裝置，電性連結至上述再生能源供應裝置；其中，上述IT裝置所接收的電力不低于上述公用設施電源所提供的市電，以使能源使用效率值小于I。在另一觀點中，本發(fā)明還揭露一種提供小于I的能源使用效率值的方法，其步驟包括借由一公用設施電源傳送市電至一基本設施，且部分的市電是被消耗于上述基本設施；利用上述基本設施傳送另一部分的市電至一 IT裝置；以及利用一再生能源供應裝置提供再生能源至上述IT裝置；其中，上述IT裝置所接收的另一部分市電及再生能源的總和不低于上述公用設施電源所提供的市電，以使能源使用效率值小于I。在又一觀點中，本發(fā)明再揭露一種提供小于I的能源使用效率值的方法，其步驟包括借由一公用設施電源傳送市電至一基本設施，且部分的市電是被消耗在上述基本設施；利用上述基本設施傳送另一部分的市電至一 IT裝置；以及利用一再生能源供應裝置提供部分的再生能源至上述基本設施，并提供另一部分的再生能源至上述IT裝置；其中，上述IT裝置所接收的另一部分市電及另一部分再生能源的總和不低于上述公用設施電源所提供的市電，以使能源使用效率值小于I。由上述可知，本發(fā)明的數(shù)據(jù)中心還包括一再生能源供應裝置，其可電性連結至外部的風力發(fā)電機及/或太陽能面板等等，并將再生能源所產(chǎn)生的電力導入數(shù)據(jù)中心中，借以提供IT裝置額外電力，進而降低IT裝置對于市電的需求。因此，IT裝置所接收到的電力總和將可大于公用設施電源所提供的市電，進而使得能源使用效率值低于I。借由上述設計，若可提供足夠的再生能源，則將有效降低市電的使用量、降低電費成本，從而達到節(jié)能減碳的功效。以上所述是用以闡明本發(fā)明的目的、達成此目的的技術手段、以及其產(chǎn)生的優(yōu)點等等。而本發(fā)明可從以下較佳實施例的敘述并伴隨圖式及權利要求書使讀者得以清楚了解。


圖I為現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心及其電力系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明所揭露的節(jié)能型數(shù)據(jù)中心的示意圖；圖3為本發(fā)明一實施例的步驟流程圖；圖4為本發(fā)明另一實施例的步驟流程圖。主要組件符號說明100數(shù)據(jù)中心101公用設施電源 102市電電表103基本設施103a照明設施103b不間斷電源供應系統(tǒng)103c空調(diào)設施104IT用電電表105IT 裝置105a 服務器105b網(wǎng)絡裝置105c存儲裝置200節(jié)能型數(shù)據(jù)中心201公用設施電源202市電電表203基本設施203a照明設施203b不間斷電源供應系統(tǒng)203c空調(diào)設施204IT用電電表205IT 裝置205a 服務器205b網(wǎng)絡裝置205c存儲裝置206再生能源供應裝置207風力發(fā)電機208太陽能面板301-303 步驟401-403 步驟
具體實施例方式本發(fā)明將以下述較佳實施例及觀點加以敘述，此類敘述是解釋本發(fā)明的方法，僅用以說明而非用以限制本發(fā)明的專利范圍。因此，除說明書中的較佳實施例以外，本發(fā)明也可廣泛實行于其它實施例中。請參閱圖2，本圖為本發(fā)明所揭露的節(jié)能型數(shù)據(jù)中心較佳實施例的示意圖。在本圖中，此節(jié)能型數(shù)據(jù)中心200包括一公用設施電源201、一市電電表202、一基本設施203、一再生能源供應裝置206、一 IT用電電表204以及一 IT裝置205。其中，公用設施電源201是如電力公司的電力供應站，其是經(jīng)由市電電表202電性連結至基本設施203，借以提供市電至此節(jié)能型數(shù)據(jù)中心202。當市電傳送至基本設施203時，基礎設施203會消耗部分市電，以供應其運作的電力。在本實施例中，基礎設施203可包括照明設施203a、不間斷電源供應系統(tǒng)203b、空調(diào)設施203c等等，以上所列舉的設備僅為例示，基礎設施203仍可包括其它非IT用的設備。或者，在部分實施例中，基礎設施203可不需要空調(diào)設施203c或照明設施203a，借以減少能源的損耗，降低市電的使用量，從而利于降低能源使用效率值(PUE)。再生能源供應裝置206是電性連結于基礎設施203及IT裝置205之間，其是用以提供再生能源所產(chǎn)生的電力，如太陽能、風能等等。本發(fā)明的再生能源供應裝置206可電 性連結至風力發(fā)電機207及/或太陽能面板208，借以接收上述裝置所產(chǎn)生的電力。本發(fā)明的IT裝置205可包括服務器205a、網(wǎng)絡裝置205b、或存儲裝置205c等等，以提供網(wǎng)站運作。在本實施例中，此再生能源供應裝置206所提供的電力主要是用以提供IT裝置205，故其可將所有再生能源提供給IT裝置205，或是將部分再生能源提供給基礎設施203，而另一部分提供給基礎設施203，上述兩種電力輸出方式可基于再生能源供應裝置206內(nèi)部的電路設計所決定，然而，此非本發(fā)明的重點所在，故以下將不再贅述。此外，由于再生能源供應裝置206是電性連結于基礎設施203及IT裝置205之間，故其也可用以協(xié)助市電的傳送。因此，扣除基礎設施203所消耗的部分市電后，剩下的另一部分市電可通過再生能源供應裝置206傳送至IT裝置205，以提供電力。換句話說，IT裝置205可接收另一部分的市電以及全部或部分的再生能源，而并非如同現(xiàn)有技術一般，僅能接收剩下的另一部分市電。因此，本發(fā)明的IT裝置205所接收到的電力總和將可高于現(xiàn)有IT裝置所接收到的純市電，而當IT裝置205所接收的總電力高于公用設施電源201所提供的市電時，能源使用效率值即可低于I。需注意的是，若欲使IT裝置205所接收的總電力高于市電，則再生能源供應裝置206所提供的再生能源必須高于基本設施203所接收的總電力。以下舉一實施例以更明確地說明假設公用設施電源201所提供的市電量為A，基本設施203所接收的總電力為B，再生能源供應裝置206所提供的再生能源為D，而IT裝置205所接收的總電力為C。根據(jù)能量守衡定律，輸入系統(tǒng)的總能量應等于系統(tǒng)輸出的總能量。因此，公用設施電源201的市電量A及再生能源供應裝置206所提供的電力D的總和應等于基本設施203所消耗的電力B及IT裝置205所消耗的電力
C。也就是，A+D = B+C (式I)，另外，能源使用效率的計算公式為PUE = A/C，帶入上述的代數(shù)關系，即可轉換為PUE = (B+C-D)/C (式2)。若欲使PUE值小于1，則B+C-D<C，也就是，B-D < 0，也就是，B < D (式3)。由式3可知，只要基本設施203所接收的電力B不高于再生能源供應裝置206所提供的再生能源D，即可達到PUE值小于I的目的。此外，由式2還可得知，當再生能源供應裝置206提供的電力D越大時，能源使用效率值的分子越小，越趨近于0，且市電量A也越低。由此可知，當再生能源供應裝置206提供越多電力時，公用設施電源201則可降低其提供的市電量，從而達到降低市電使用率、減少電費成本的目的。舉例而言，若再生能源供應裝置206所提供的電力D為35kW，基本設施203所消耗的電力B為30kW，而IT裝置205所消耗的電力C為50kW，則根據(jù)式I，可得知公用設施電源201的市電量A為45kW，此時，能源使用效率值PUE = A/C = 45/50 = 0. 9 < 1，進而達到本發(fā)明確目的。另外，假如可停止部分基本設施203的用電，如不使用空調(diào)等等，則可降低其消耗的電力B為大約25kW或其它不高于30kW的數(shù)值，且當IT裝置205所消耗的電力C仍為45kW，而再生能源D仍維持35kW時，則根據(jù)式1，可得知公用設施電源201所提供的市電量A可降低為35kW，此時，能源使用效率值PUE = A/C = 35/45 = 0. 77。由上述可證實，降低基本設施203的耗電量，即可降低能源使用效率值。在本實施例中，本節(jié)能型數(shù)據(jù)中心200還包括一市電電表202，其是電性連接至公用設施電源201，借以量測其所提供的市電量A。此外，本節(jié)能型數(shù)據(jù)中心200還包括一 IT用電電表204，其是電性連結至IT裝置205，借以量測IT裝置205所接收的電力C。
請參閱圖3，本圖是描述本發(fā)明節(jié)能型數(shù)據(jù)中心的使能源使用效率值小于I的方法的一實施例，其步驟如下所述。首先，在步驟301中，借由公用設施電源傳送市電至一基本設施，且由基本設施吸收部分的市電，以供其維持正常運轉。接著，在步驟302中，利用基本設施傳送另一部分的市電至一 IT裝置，以提供IT裝置電力。最后，在步驟303中，利用一再生能源供應裝置提供再生能源至IT裝置，以增加IT裝置所獲得的總電力。在本實施例中，IT裝置所接收的總電力應不低于公用設施電源所提供的市電，也就是，IT裝置所接收的另一部分的市電及再生能源的總和應不低于公用設施電源所提供的市電，以使能源使用效率值小于或等于I。請參閱圖4，本圖是描述本發(fā)明節(jié)能型數(shù)據(jù)中心的使能源使用效率值小于I的方法的另一實施例，其步驟如下所述。首先，在步驟401中，借由一公用設施電源傳送市電至一基本設施，且部分市電是被基本設施所吸收。接著，在步驟402中，利用基本設施傳送另一部分的市電至一 IT裝置，以供應電力。最后，在步驟403中，利用一再生能源供應裝置提供部分再生能源至基本設施，并提供另一部分再生能源至IT裝置，借以分別增加基礎設施及IT裝置所獲得的總電力。本實施例與圖3所示實施例的差異在于，在本實施例中，再生能源供應裝置除了供應IT裝置能源外，也可供應基本設施能源。需注意的是，IT裝置所接收的總電力應不低于公用設施電源所提供的市電，換句話說，IT裝置所接收到的另一部分市電及另一部分再生能源總和應不低于公用設施電源所提供的市電，以使所述能源使用效率值小于I，以滿足本發(fā)明的目的。上述敘述是為本發(fā)明的較佳實施例。此領域的技藝者應得以領會其是用以說明本發(fā)明而非用以限定本發(fā)明所主張的專利權利范圍。其專利保護范圍當視權利要求書及其等同領域而定。凡熟悉本領域的技術人員，在不脫離本專利精神或范圍內(nèi)，所作的更動或潤飾，均屬于本發(fā)明所揭示精神下所完成的等效改變或設計，且應包括在權利要求書的范圍中。
權利要求
1.一種節(jié)能型數(shù)據(jù)中心,其特征在于,所述節(jié)能型數(shù)據(jù)中心包括 一公用設施電源，用以提供市電； 一基本設施，電性連結至所述公共設施電源； 一再生能源供應裝置，電性連結至所述基本設施，用以提供再生能源； 一 IT裝置，電性連結至所述再生能源供應裝置； 其中，所述IT裝置所接收的電力不低于所述公用設施電源所提供的所述市電，以使能源使用效率值小于I。
2.如權利要求I所述的節(jié)能型數(shù)據(jù)中心，其特征在于，所述IT裝置所接收的電力包括部分的所述市電及部分的所述再生能源。
3.如權利要求I所述的節(jié)能型數(shù)據(jù)中心，其特征在于，所述IT裝置所接收的電力包括部分的所述市電及所有所述再生能源。
4.如權利要求I所述的節(jié)能型數(shù)據(jù)中心，其特征在于，所述再生能源不低于所述基本設施所消耗的電力，以利所述IT裝置所接收的電力不低于所述公用設施電源所提供的所述市電。
5.如權利要求I所述的節(jié)能型數(shù)據(jù)中心，其特征在于，所述能源使用效率值為所述公用設施電源所提供的所述市電除以所述IT裝置所接收的電力。
6.如權利要求I所述的節(jié)能型數(shù)據(jù)中心，其特征在于，所述再生能源供應裝置是電性連結至一風力發(fā)電機、一太陽能面板或其組合。
7.如權利要求I所述的節(jié)能型數(shù)據(jù)中心，其特征在于，還包括一市電電表，電性連結至所述公用設施電源，借以量測所述市電。
8.如權利要求I所述的節(jié)能型數(shù)據(jù)中心，其特征在于，還包括一IT用電電表，電性連結至所述IT裝置，借以量測所述IT裝置所接收的電力。
9.一種提供小于I的能源使用效率值的方法，其特征在于，所述方法的步驟包括 借由一公用設施電源傳送市電至一基本設施，且部分的所述市電是被消耗于所述基本設施； 利用所述基本設施傳送另一部分的所述市電至一 IT裝置；以及 利用一再生能源供應裝置傳送再生能源至所述IT裝置； 其中，所述IT裝置所接收的另一部分所述市電及所述再生能源確總和不低于所述公用設施電源所提供的所述市電，以使所述能源使用效率值小于I。
10.如權利要求9所述的提供小于I的能源使用效率值的方法，其特征在于，所述能源使用效率值為所述公用設施電源所提供的所述市電除以所述IT裝置所接收的所述再生能源及另一部分的所述市電的總和。
11.如權利要求10所述的節(jié)能型數(shù)據(jù)中心提供小于I的能源使用效率值的方法，其特征在于，所述再生能源不低于所述基本設施所消耗的電力，以利所述IT裝置所接收的所述另一部分市電及所述再生能源的總和不低于所述公用設施電源所提供的所述市電。
12.—種節(jié)能型數(shù)據(jù)中心的提供小于I的能源使用效率值的方法，其步驟包括 借由一公用設施電源傳送市電至一基本設施，且部分的所述市電是被消耗于所述基本設施； 利用所述基本設施傳送另一部分的所述市電至一 IT裝置；以及利用一再生能源供應裝置傳送部分的再生能源至所述基本設施，并傳送另一部分的再生能源至所述IT裝置； 其中，所述IT裝置所接收的所述另一部分市電及所述另一部分再生能源的總和不低于所述公用設施電源所提供的所述市電，以使所述能源使用效率值小于I。
13.如權利要求12所述的節(jié)能型數(shù)據(jù)中心的提供小于I的能源使用效率值的方法，其中所述能源使用效率值為所述公用設施電源所提供的所述市電除以所述IT裝置所接收的所述另一部分再生能源及所述另一部分市電的總和。
全文摘要
本發(fā)明主要提供一種節(jié)能型數(shù)據(jù)中心，其包括一公用設施電源，用以提供市電；一基本設施，電性連結至公共設施電源；一再生能源供應裝置，電性連結至基本設施，用以提供再生能源；一IT裝置，電性連結至再生能源供應裝置；其中，上述IT裝置所接收的總電力不低于公用設施電源所提供的市電，以使能源使用效率值小于1，進而達到節(jié)能減碳的功效。
文檔編號G06Q10/00GK102799943SQ20111034485
公開日2012年11月28日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權日2011年5月27日
發(fā)明者斯興中, 曾旭東 申請人:大中華云端計算股份有限公司