Monoblokid versus moodulkpuhastid

Lühike teave algajatele, miks moodulkatkestusjaamad on parem valik ja kuidas see toimib.

Andmekeskuste katkematute toiteallikate arhitektuur jaguneb kaheks suureks grupiks: monoblokid ja moodulid. Esimene kuulub traditsioonilise katkematuse toiteallika tüübi alla, teine on suhteliselt uus ja arenenum.

Kuidas erinevad monoblokid ja moodulkatkestusjaamad

Monoblokksüsteemides tagab väljundvõimsuse üks vägivõimendi. Moodulkatkestusjaamade põhikomponendid on eraldatud moodulitena, mis paigutatakse standardsetesse riistvarakappidesse ja töötavad koos. Iga moodul on varustatud juhtprotsessori, laadimisseadmestiku, alalisvoolu muunduri ja sirgestiga ning esindab täisväärtuslikku katkematu toiteallika energiamoodulit.

Selgitame seda lihtsa näite abil. Kui võtta kaks katkematut toiteallikat – monoblokk ja moodul – võimsusega 40 kVA, siis esimesel on üks 40 kVA võimsusega moodul, samas kui teisel on näiteks neli 10 kVA võimsusega moodulit.

Mastaapsuse võimalused

Monoblokkkatkematute toiteallikate kasutamisel tuleb toitevajaduse suurenedes paralleelselt olemasolevasse süsteemi lisada veel üks sama võimsusega moodul. See on üsna keeruline protsess.

Moodulilahendused pakuvad suuremat konstruktiivset paindlikkust. Sellisel juhul on olemasolevasse süsteemi lihtne lisada üks või mitu moodulit. See on suhteliselt lihtne protseduur, mida on võimalik kiiresti teostada.

Võimsuse järkjärguline suurendamine

Võimsuse järkjärguline suurendamine on oluline andmekeskuse töö algfaasis. On täiesti loogiline, et esimestel kuudel on koormus umbes 30–40%. Kaugemal on praktilisem ja kasumlikum kasutada katkematuid toiteallikaid, mis on kavandatud just sellise koormuse jaoks. Klientide arvu suurenedes suureneb ka andmekeskuse koormus ning vajadus lisatoite järele.

Katkematute toiteallikate võimsuse suurendamine käib mugavalt koos tehnilise infrastruktuuriga. Monoblokkkatkematus toiteallikas ei võimalda võimsuse järkjärgulist suurendamist põhimõtteliselt. Moodulkatkestusjaamades on see aga lihtsasti teostatav.

Katkematute toiteallikate töökindlus

Rääkides usaldusväärsusest, käsitleme kahte mõistet: keskmine tõrkevaheaja (MTBF) ja keskmine taastumisaeg (MTTR).

MTBF on tõenäosuslik suurus. Keskmise tõrkevaheaja väärtus põhineb järgmisel postulaaril: süsteemi usaldusväärsus väheneb koos komponentide arvu suurenemisega.

Selle näitaja põhjal on monobloksete UPS-ide eelis. Põhjus on lihtne: modulaarsetes katkematutes toiteallikates on rohkem konstruktiivseid elemente ja ühenduskohti, millest igaüht arvestatakse potentsiaalse tõrke kohana. Vastavalt on teoreetiliselt tõrke võimalus siin suurem.

Kuid andmekeskustes kasutatavates katkematutes toiteallikates ei ole oluline mitte ainult tõrge, vaid ka see, kui kaua UPS on mittetöötavas olekus. Seda parameetrit määrab keskmine taastumisaeg (MTTR).

Siin on eelis juba modulaarsete plokkide poolel. Need erinevad madala MTTR väärtuse poolest, kuna iga moodulit saab kiiresti asendada ilma toitekatkestust tekitamata. Selleks peab see moodul olema varus ja tema demonteerimist ning paigaldamist suudab teha üks spetsialist. Selleks kulub tegelikult mitte rohkem kui 30 minutit.

Monobloksete katkematute toiteallikate puhul on olukord oluliselt keerulisem. Nende remont ei toimu nii kiiresti. See võib võtta aega paarist tunnist kuni paar päeva.

Süsteemi tõrketaluvuse määramiseks võib kasutada veel üht parameetrit – kättesaadavus ehk töövõime. See näitaja on seda kõrgem, mida suurem on keskmine tõrkevaheaja (MTBF) väärtus ja mida väiksem on keskmine taastumisaeg (MTTR). Vastav valem on järgmine:

keskmine kättesaadavus (töövõime) =

Mida modulaarsete UPS-ide kohta öelda, on see, et nende MTBF väärtus on väiksem kui monobloksete, kuid samal ajal on nende MTTR näitaja oluliselt madalam. Seetõttu on modulaarsete katkematute toiteallikate töövõime kõrgem.

Energiatarve

Monoblokisüsteem nõuab oluliselt suuremaid energiakulusid, kuna see on ülemäärane. Selgitame seda N+1 varustusskeemi näitel. N on koormuse suurus, mis on vajalik andmekeskuse seadmete tööks. Meie puhul võtame selle 90 kVA. N+1 skeem tähendab, et süsteemis jääb enne riket kasutamata 1 varuelement.

Kui kasutada 90 kVA monobloki katkematust toiteallikast N+1 skeemi rakendamiseks, tuleb kasutada veel ühte sarnast plokki. Lõppkokkuvõttes on süsteemi üldine ülejääk 90 kVA.

Modulaarsete IBePde kasutamisel, mille võimsus on 30 kVA, on olukord teine. Sama koormuse korral N+1 skeemi rakendamiseks on vajalik veel üks sarnane moodul. Lõppkokkuvõttes on süsteemi üldine ülejääk ainult 30 kVA, mitte 90 kVA.

Siit järeldus: modulaarsete toiteallikate kasutamine võimaldab vähendada andmekeskuse energiatarbimist tervikuna.

Majandus

Kui võtta kaks võimsuselt identset katkematu toiteallika, on monoblok odavam kui modulaarne. Just seetõttu jäävad monoblokilised IBePed populaarseks. Küll aga tõstab väljundvõimsuse suurendamine süsteemi hinda kaheastmeliselt, kuna olemasolevale tuleb lisada veel üks sarnane plokk. Lisaks tuleb paigaldada lülituspaneelid ja jaotuskilbid ning uusi kaabeldusi.

Modulaarsete katkematute toiteallikate kasutamisel saab süsteemi võimsust sujuvalt suurendada. See tähendab, et tuleb investeerida vaid nii palju mooduleid, kui on vajalik olemasoleva elektrienergia vajaduse täitmiseks, ilma tarbetu ülejäägita.

Kokkuvõte

Monoblokilised katkematud toiteallikad on madala hinnaga, lihtsalt seadistuvad ja hooldatavad. Samas suurendavad nad andmekeskuse energiakulusid ja on keerulised skaleerida. Sellised süsteemid on mugavad ja efektiivsed, kus nõutakse väikeseid võimsusi ja ei plaanita nende laiendamist.

Modulaarsetel IBePed on kerge skaleeritavus, minimaalne taastumisaeg, kõrge usaldusväärsus ja töökindlus. Sellised süsteemid on optimaalsed andmekeskuse võimsuse suurendamiseks igasugustes piirides minimaalsete kuludega.

Allikas: habr.com