Una guía breve para principiantes sobre por qué los SAI modulares son superiores y cómo ha ocurrido esto.
Las fuentes ininterrumpidas de energía para centros de datos se dividen en dos grandes grupos por su arquitectura: monobloques y modulares. Los primeros pertenecen al tipo tradicional de SAI, mientras que los segundos son relativamente nuevos y más avanzados.
¿Cuáles son las diferencias entre los SAI monobloques y modulares?
En las fuentes ininterrumpidas de energía monobloques, la potencia de salida es proporcionada por un solo módulo de potencia. En los SAI modulares, los componentes principales están diseñados en forma de módulos separados, que se colocan en armarios unificados y funcionan en conjunto. Cada uno de estos módulos está equipado con un procesador controlador, un cargador, un inversor y un rectificador, y representa una parte integral del SAI.
Ilustremos esto con un ejemplo simple. Si tomamos dos fuentes ininterrumpidas de energía, una monobloque y una modular, ambas con una potencia de 40 kVA, la primera tendrá un único módulo de potencia de 40 kVA, mientras que la segunda consistirá, por ejemplo, en cuatro módulos de potencia de 10 kVA cada uno.
Capacidades de escalabilidad
Al utilizar SAI monobloques, si aumenta la necesidad de energía eléctrica, es necesario conectar en paralelo otro bloque completo de la misma potencia. Este es un proceso bastante complicado.
Las soluciones modulares ofrecen una mayor flexibilidad estructural. En este caso, se pueden conectar uno o varios módulos al bloque que ya está funcionando. Este es un procedimiento bastante sencillo que se puede realizar en poco tiempo.
Capacidades de aumento gradual de potencia
El aumento gradual de potencia es importante en la etapa inicial de funcionamiento del centro de datos. Es lógico que en los primeros meses se cargue entre un 30 y un 40 %. Es más práctico y económico utilizar fuentes ininterrumpidas de energía diseñadas para esta potencia. A medida que se expande la base de clientes, la carga del centro de datos aumentará y, con ella, la necesidad de energía eléctrica adicional.
La potencia del SAI se puede aumentar de forma gradual junto con la infraestructura técnica. Con los SAI monobloques, el aumento gradual de potencia es prácticamente imposible. Con los SAI modulares, se realiza fácilmente.
Confiabilidad del SAI
Hablando de confiabilidad, nos centraremos en dos conceptos: el tiempo medio entre fallos (MTBF) y el tiempo medio de recuperación del sistema (MTTR).
El MTBF es una medida probabilística. El valor del tiempo medio entre fallos se basa en el siguiente postulado: la confiabilidad del sistema disminuye a medida que aumenta el número de sus componentes.
Por este parámetro, los UPS en bloque tienen la ventaja. La razón es simple: en las fuentes de alimentación ininterrumpida modulares hay más elementos constructivos y conexiones desmontables, cada una de las cuales se considera como un posible punto de fallo. Por lo tanto, teóricamente, la posibilidad de fallo aquí es mayor.
Sin embargo, para las fuentes de alimentación ininterrumpida utilizadas en centros de datos, lo que importa no es el fallo en sí, sino cuánto tiempo permanecerá el UPS fuera de servicio. Este parámetro se determina por el tiempo medio de recuperación del sistema (MTTR).
Aquí la ventaja está del lado de los bloques modulares. Tienen un valor bajo de MTTR, porque cualquier módulo se puede reemplazar rápidamente sin interrumpir el suministro eléctrico. Para ello, se necesita que este módulo esté en reserva, y que un especialista sea capaz de realizar el desmontaje y la instalación. De hecho, esto requiere no más de 30 minutos.
Con los UPS en bloque, la situación es significativamente más complicada. Su reparación no se puede realizar tan rápidamente. Puede llevar desde varias horas hasta varios días.
Para determinar la tolerancia a fallos del sistema, se puede utilizar otro parámetro: la disponibilidad o operatividad. Este indicador es mayor cuanto más alto es el tiempo medio entre fallos (MTBF) y cuanto menor es el tiempo medio de recuperación del sistema (MTTR). La fórmula correspondiente es la siguiente:
disponibilidad media (operatividad) =
En relación con los UPS modulares, la situación es la siguiente: su valor de MTBF es menor que el de los monobloques, pero al mismo tiempo tienen un índice de MTTR significativamente más bajo. Como resultado, la operatividad de las fuentes de alimentación ininterrumpida modulares resulta ser superior.
Consumo de energía
Un sistema monobloque requiere significativamente más consumo de energía, ya que es redundante. Esto se puede explicar con un ejemplo para el esquema de respaldo N+1. N es la cantidad de carga necesaria para el funcionamiento del equipo del centro de datos. En nuestro caso, tomaremos que es igual a 90 kVA. El esquema N+1 significa que en el sistema queda un elemento de reserva no utilizado hasta el fallo.
Al utilizar una fuente de alimentación ininterrumpida monobloque con una potencia de 90 kVA para implementar el esquema N+1, será necesario utilizar otro bloque igual. Como resultado, la redundancia total del sistema será de 90 kVA.
Al utilizar módulos UPS con una potencia de 30 kVA, la situación es diferente. Con la misma carga, para implementar el esquema N+1, se necesitará otro módulo igual. Como resultado, la redundancia total del sistema ya no será de 90 kVA, sino solo de 30 kVA.
De aquí se deduce: el uso de fuentes de alimentación modulares permite reducir el consumo de energía del centro de datos en general.
Economía
Si tomamos dos fuentes de alimentación ininterrumpida de la misma potencia, el monobloque es más barato que el modular. Por esta razón, las UPS monobloque siguen siendo populares. Sin embargo, aumentar la potencia de salida incrementará el costo del sistema al doble, ya que a la existente se le tendrá que añadir otro bloque igual. Además, será necesaria la instalación de paneles de conmutación y tableros de distribución, así como la tendido de nuevas líneas de cable.
Con el uso de fuentes de alimentación ininterrumpida modulares, la potencia del sistema se puede aumentar gradualmente. Esto significa que solo se necesitará gastar en la adquisición de la cantidad de módulos suficiente para satisfacer la actual demanda de energía. Sin excesos innecesarios.
Conclusión
Las fuentes de alimentación ininterrumpidas monobloque se caracterizan por su bajo precio, son fáciles de configurar y operar. Sin embargo, aumentan el consumo energético del centro de datos y son difíciles de escalar. Estos sistemas son convenientes y efectivos donde se requieren potencias pequeñas y no se prevé su expansión.
Las UPS modulares se caracterizan por su fácil escalabilidad, mínimo tiempo de recuperación, alta fiabilidad y rendimiento. Estos sistemas son óptimos para aumentar la potencia del centro de datos hasta cualquier límite con costos mínimos.
Fuente: habr.com
