Un breve programa educativo para principiantes sobre por qué los UPS modulares son más frescos y cómo sucedió.
Según su arquitectura, los sistemas de alimentación ininterrumpida para centros de datos se dividen en dos grandes grupos: monobloque y modulares. Los primeros pertenecen al tipo tradicional de UPS, los segundos son relativamente nuevos y más avanzados.
¿Cuál es la diferencia entre SAI monobloque y modulares?
En las fuentes de alimentación ininterrumpida monobloque, la potencia de salida la proporciona una unidad de potencia. En los UPS modulares, los componentes principales se fabrican en forma de módulos separados, que se colocan en gabinetes unificados y funcionan juntos. Cada uno de estos módulos está equipado con un procesador de control, cargador, inversor, rectificador y representa una parte de potencia completa del UPS.
Expliquemos esto con un ejemplo sencillo. Si tomamos dos sistemas de alimentación ininterrumpida, monobloque y modular, con una potencia de 40 kVA, entonces el primero tendrá un módulo de potencia con una potencia de 40 kVA, y el segundo constará, por ejemplo, de cuatro módulos de potencia con una potencia. de 10 kVA cada uno.
Opciones de escala
Cuando se utilizan UPS monobloque con un aumento en la demanda de energía, es necesario conectar otra unidad completa de la misma potencia en paralelo a la existente. Este es un proceso bastante complicado.
Las soluciones modulares ofrecen una mayor flexibilidad de diseño. En este caso, se pueden conectar uno o más módulos a una unidad que ya esté en funcionamiento. Este es un procedimiento bastante simple que se puede completar en poco tiempo.
Posibilidad de aumento suave de potencia.
Un aumento suave de la energía es importante en la etapa inicial de operación del centro de datos. Es bastante lógico que en los primeros meses esté cargado entre un 30 y un 40%. Es más práctico y económico utilizar sistemas de alimentación ininterrumpida diseñados específicamente para esta potencia. A medida que se expanda la base de clientes, aumentará la carga del centro de datos y, con ello, aumentará la necesidad de suministro de energía adicional.
Es conveniente ir aumentando la potencia del UPS paso a paso junto con la infraestructura técnica. Cuando se utilizan sistemas de alimentación ininterrumpida monobloque, en principio es imposible un aumento suave de la potencia. Con los UPS modulares esto es fácil de implementar.
Fiabilidad del SAI
Cuando hablamos de confiabilidad utilizaremos dos conceptos: tiempo medio entre fallas (MTBF) y tiempo medio de reparación (MTTR).
MTBF es un valor probabilístico. El valor del tiempo medio entre fallas se basa en el siguiente postulado: la confiabilidad de un sistema disminuye con un aumento en el número de sus componentes.
En este parámetro, los SAI monobloque tienen ventaja. La razón es simple: las fuentes de alimentación ininterrumpida modulares tienen más componentes y conectores, cada uno de los cuales se considera un punto potencial de falla. Por lo tanto, en teoría, aquí la posibilidad de fallo es mayor.
Sin embargo, para los sistemas de alimentación ininterrumpida utilizados en los centros de datos, lo importante no es la falla en sí, sino cuánto tiempo permanecerá inoperativo el UPS. Este parámetro está determinado por el tiempo medio de restauración del sistema (MTTR).
Aquí la ventaja ya está del lado de los bloques modulares. Presentan un MTTR bajo porque cualquier módulo se puede reemplazar rápidamente sin interrumpir el suministro de energía. Para ello es necesario que este módulo esté en stock, y su desmontaje e instalación pueda ser realizado por un especialista. De hecho, no lleva más de 30 minutos.
Con sistemas de alimentación ininterrumpida monobloque la situación es mucho más complicada. No será posible repararlos tan rápidamente. Esto puede tardar desde varias horas hasta varios días.
Para determinar la tolerancia a fallos de un sistema, puede utilizar un parámetro más: disponibilidad u operatividad. Este indicador es mayor cuanto mayor es el tiempo medio entre fallos (MTBF) y menor el tiempo medio de recuperación del sistema (MTTR). La fórmula correspondiente es la siguiente:
disponibilidad promedio (operabilidad) =
En relación con los UPS modulares, la situación es la siguiente: su valor MTBF es menor que el de los UPS monobloque, pero al mismo tiempo tienen un valor MTTR significativamente menor. Como resultado, el rendimiento de las fuentes de alimentación ininterrumpida modulares es mayor.
Consumo de energía
Un sistema monobloque requiere mucha más energía porque es redundante. Expliquemos esto usando un ejemplo del esquema de redundancia N+1. N es la cantidad de carga necesaria para operar el equipo del centro de datos. En nuestro caso lo tomaremos igual a 90 kVA. El esquema N+1 significa que 1 elemento de reserva permanece sin utilizar en el sistema antes de una falla.
Cuando se utiliza un sistema de alimentación ininterrumpida monobloque con una potencia de 90 kVA, para implementar el circuito N+1 será necesario utilizar otra unidad idéntica. Como resultado, la redundancia total del sistema será de 90 kVA.
Cuando se utilizan SAI modulares con una capacidad de 30 kVA, la situación es diferente. Con la misma carga, para implementar el circuito N+1 necesitarás otro módulo del mismo tipo. Como resultado, la redundancia total del sistema ya no será de 90 kVA, sino sólo de 30 kVA.
De ahí la conclusión: el uso de fuentes de alimentación modulares puede reducir el consumo de energía del centro de datos en su conjunto.
Economía
Si toma dos sistemas de alimentación ininterrumpida de la misma potencia, entonces el monobloque es más barato que el modular. Por este motivo, los SAI monobloque siguen siendo populares. Sin embargo, aumentar la potencia de salida duplicará el coste del sistema, porque habrá que añadir otra unidad idéntica a la existente. Además, será necesario instalar paneles de conexión y cuadros de distribución, así como tender nuevas líneas de cables.
Cuando se utilizan fuentes de alimentación ininterrumpibles modulares, la potencia del sistema se puede aumentar sin problemas. Esto significa que tendrá que gastar dinero en la compra de una cantidad suficiente de módulos para satisfacer las necesidades de suministro de energía existentes. Sin existencias innecesarias.
Conclusión
Las fuentes de alimentación ininterrumpida monobloque son económicas y fáciles de configurar y operar. Al mismo tiempo, aumentan el consumo energético del centro de datos y son difíciles de escalar. Estos sistemas son convenientes y eficientes cuando se requieren pequeñas capacidades y no se espera su expansión.
Los UPS modulares se caracterizan por su fácil escalabilidad, tiempo de recuperación mínimo, alta confiabilidad y disponibilidad. Estos sistemas son óptimos para aumentar la capacidad del centro de datos en cualquier medida y con un coste mínimo.
Fuente: habr.com