Un bref guide pour les débutants sur pourquoi les onduleurs modulaires sont meilleurs et comment cela fonctionne.
Les sources d'alimentation sans interruption pour les centres de données se divisent en deux grandes catégories en fonction de leur architecture : les onduleurs monoblocs et modulaires. Les premiers appartiennent à un type traditionnel d'onduleurs, tandis que les seconds sont relativement nouveaux et plus avancés.
Quelles sont les différences entre les onduleurs monoblocs et modulaires
Dans les onduleurs monoblocs, la puissance de sortie est fournie par un seul bloc d'alimentation. Dans les onduleurs modulaires, les composants principaux sont conçus sous forme de modules distincts, qui sont placés dans des armoires unifiées et travaillent ensemble. Chacun de ces modules est équipé d'un processeur de contrôle, d'un chargeur, d'un onduleur, d'un redresseur et constitue une partie intégrale de l'onduleur.
Prenons un exemple simple. Si l'on prend deux sources d'alimentation sans interruption - monobloc et modulaire - d'une puissance de 40 kVA, le premier aura un seul module d'alimentation de 40 kVA, tandis que le second sera composé, par exemple, de quatre modules d'alimentation de 10 kVA chacun.
Possibilités de mise à l'échelle
Lors de l'utilisation d'onduleurs monoblocs, lorsque les besoins en alimentation augmentent, il est nécessaire de connecter un autre bloc de même puissance en parallèle au bloc existant. C'est un processus assez complexe.
Les solutions modulaires se distinguent par une plus grande flexibilité de construction. Dans ce cas, un ou plusieurs modules peuvent être connectés à un bloc déjà fonctionnel. C'est une procédure assez simple qui peut être effectuée en peu de temps.
Possibilités d'augmentation progressive de la puissance
L'augmentation progressive de la puissance est importante au début du fonctionnement d'un centre de données. Il est tout à fait logique que dans les premiers mois, il soit chargé à 30–40 %. Il est plus pratique et économique d'utiliser des sources d'alimentation sans interruption conçues spécifiquement pour cette puissance. À mesure que la base de clients s'élargit, la charge du centre de données augmentera, et avec elle, le besoin d'alimentation électrique supplémentaire.
La puissance de l'onduleur peut être augmentée progressivement en même temps que l'infrastructure technique. Dans le cas des onduleurs monoblocs, l'augmentation progressive de la puissance est pratiquement impossible. Avec les onduleurs modulaires, c'est facilement réalisable.
Fiabilité des onduleurs
En parlant de fiabilité, nous allons utiliser deux concepts : le temps moyen entre pannes (MTBF) et le temps moyen de réparation (MTTR).
Le MTBF est une mesure probabilistique. La valeur du temps moyen entre pannes est basée sur le postulat suivant : la fiabilité d'un système diminue avec l'augmentation du nombre de composants.
À cet égard, les onduleurs monoblocs ont un avantage. La raison est simple : les onduleurs modulaires contiennent plus d'éléments constructifs et de connexions, chacun étant considéré comme un point de défaillance potentiel. Par conséquent, théoriquement, la possibilité de défaillance est plus élevée ici.
Cependant, pour les onduleurs utilisés dans les centres de données, ce qui est important n'est pas la défaillance elle-même, mais combien de temps l'onduleur restera hors service. Ce paramètre est déterminé par le temps moyen de réparation (MTTR).
Ici, l'avantage revient aux blocs modulaires. Ils se distinguent par une faible valeur de MTTR, car tout module peut être rapidement remplacé sans interruption de l'alimentation électrique. Pour cela, il faut que ce module soit en stock, et son démontage et son installation peuvent être effectués par un seul spécialiste. En fait, cela prend moins de 30 minutes.
Avec les onduleurs monoblocs, la situation est beaucoup plus complexe. Leur réparation ne peut pas être effectuée aussi rapidement. Cela peut prendre de plusieurs heures à plusieurs jours.
Pour évaluer la résilience d'un système, un autre paramètre peut être utilisé : la disponibilité ou, autrement dit, l'opérabilité. Ce indicateur est d'autant plus élevé que le temps moyen entre pannes (MTBF) est long et que le temps moyen de réparation (MTTR) est court. La formule correspondante est la suivante :
disponibilité moyenne (opérabilité) =
En ce qui concerne les onduleurs modulaires, la situation est la suivante : leur valeur MTBF est inférieure à celle des monoblocs, mais en même temps, leur indicateur MTTR est significativement plus bas. En conséquence, l'opérabilité des onduleurs modulaires se révèle supérieure.
Consommation d'énergie
Un système monobloc nécessite des coûts énergétiques considérablement plus élevés, car il est redondant. Nous allons illustrer cela par un exemple du schéma de redondance N+1. N est la quantité de charge nécessaire pour le fonctionnement de l'équipement du centre de données. Dans notre cas, nous allons l'évaluer à 90 kVA. Le schéma N+1 signifie qu'il y a un élément de secours inactif dans le système jusqu'à la panne.
Lors de l'utilisation d'une source d'alimentation sans interruption monobloc d'une puissance de 90 kVA pour réaliser le schéma N+1, il sera nécessaire d'utiliser un autre bloc identique. En fin de compte, la redondance totale du système sera de 90 kVA.
Avec l'utilisation de sources d'alimentation sans interruption modulaires d'une puissance de 30 kVA, la situation est différente. Avec la même charge, pour réaliser le schéma N+1, un autre module identique sera nécessaire. En conséquence, la redondance totale du système sera de seulement 30 kVA.
D'où la conclusion : l'utilisation de sources d'alimentation modulaires permet de réduire la consommation d'énergie du centre de données dans son ensemble.
Économie
Si l'on prend deux sources d'alimentation sans interruption de puissance identique, le monobloc coûte moins cher que le modulaire. Pour cette raison, les UPS monoblocs restent populaires. Cependant, augmenter la puissance de sortie va doubler le coût du système, car il faudra ajouter un autre bloc identique à l'existant. De plus, il sera nécessaire d'installer des panneaux de commutation et des tableaux de répartition, ainsi que de tirer de nouvelles lignes de câble.
Avec l'utilisation de sources d'alimentation sans interruption modulaires, la puissance du système peut être augmentée progressivement. Ainsi, les dépenses ne concerneront que l'acquisition d'un nombre de modules suffisant pour satisfaire le besoin actuel en alimentation électrique. Sans réserve inutile.
Conclusion
Les sources d'alimentation sans interruption monobloc se distinguent par leur prix peu élevé, leur facilité de configuration et d'exploitation. Cependant, elles augmentent la consommation d'énergie du centre de données et sont difficiles à mettre à l'échelle. Ces systèmes sont pratiques et efficaces là où de petites puissances sont nécessaires et aucune expansion n'est prévue.
Les UPS modulaires se caractérisent par une grande facilité de mise à l'échelle, un temps de récupération minimal, une fiabilité élevée et une fonctionnalité. Ces systèmes sont optimaux pour augmenter la puissance du centre de données à tout niveau avec des coûts minimaux.
Source : habr.com
