Un court programme éducatif pour les débutants expliquant pourquoi les UPS modulaires sont plus cool et comment cela s'est produit.
Selon leur architecture, les alimentations sans interruption pour centres de données sont divisées en deux grands groupes : monobloc et modulaire. Les premiers appartiennent au type traditionnel d'onduleur, les seconds sont relativement nouveaux et plus avancés.
Quelle est la différence entre les onduleurs monobloc et modulaires ?
Dans les alimentations sans interruption monobloc, la puissance de sortie est fournie par une seule unité d'alimentation. Dans les onduleurs modulaires, les principaux composants se présentent sous la forme de modules séparés, qui sont placés dans des armoires unifiées et fonctionnent ensemble. Chacun de ces modules est équipé d'un processeur de contrôle, d'un chargeur, d'un onduleur, d'un redresseur et représente une partie puissance à part entière de l'onduleur.
Expliquons cela avec un exemple simple. Si l'on prend deux alimentations sans interruption - monobloc et modulaire - d'une puissance de 40 kVA, alors la première aura un module de puissance d'une puissance de 40 kVA, et la seconde sera constituée, par exemple, de quatre modules de puissance d'une puissance de 10 kVA chacun.
Options de mise à l'échelle
Lors de l'utilisation d'onduleurs monoblocs avec une augmentation de la demande de puissance, il est nécessaire de connecter une autre unité à part entière de même puissance en parallèle à celle existante. Il s'agit d'un processus plutôt compliqué.
Les solutions modulaires offrent une plus grande flexibilité de conception. Dans ce cas, un ou plusieurs modules peuvent être connectés à une unité déjà fonctionnelle. Il s'agit d'une procédure assez simple qui peut être réalisée en peu de temps.
Possibilité d'augmentation de puissance en douceur
Une augmentation progressive de la puissance est importante au stade initial de l'exploitation du 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 alimentations sans interruption conçues spécifiquement pour cette puissance. À mesure que la clientèle s’élargit, la charge du centre de données augmentera, et avec elle le besoin d’alimentation électrique supplémentaire.
Il est pratique d'augmenter progressivement la puissance de l'onduleur ainsi que l'infrastructure technique. Lors de l'utilisation d'alimentations sans interruption monobloc, une augmentation progressive de la puissance est en principe impossible. Avec les UPS modulaires, cela est facile à mettre en œuvre.
Fiabilité de l'onduleur
Lorsque nous parlerons de fiabilité, nous utiliserons deux concepts : le temps moyen entre pannes (MTBF) et le temps moyen de réparation (MTTR).
Le MTBF est une valeur probabiliste. La valeur du temps moyen entre pannes repose sur le postulat suivant : la fiabilité d'un système diminue avec l'augmentation du nombre de ses composants.
Dans ce paramètre, les UPS monoblocs ont un avantage. La raison est simple : les alimentations sans interruption modulaires comportent davantage de composants et de connecteurs, chacun étant considéré comme un point de défaillance potentiel. En conséquence, théoriquement, la possibilité d’un échec est ici plus élevée.
Cependant, pour les alimentations sans coupure utilisées dans les centres de données, ce n'est pas la panne elle-même qui est importante, mais la durée pendant laquelle l'onduleur restera inopérant. Ce paramètre est déterminé par le temps moyen de restauration (MTTR) du système.
Ici, l'avantage est déjà du côté des blocs modulaires. Ils présentent un faible MTTR car n'importe quel module peut être rapidement remplacé sans interrompre l'alimentation électrique. Pour ce faire, il est nécessaire que ce module soit en stock, et son démontage et son installation peuvent être effectués par un seul spécialiste. En fait, cela ne prend pas plus de 30 minutes.
Avec les alimentations sans interruption monobloc, la situation est beaucoup plus compliquée. Il ne sera pas possible de les réparer aussi rapidement. Cela peut prendre de plusieurs heures à plusieurs jours.
Pour déterminer la tolérance aux pannes d'un système, vous pouvez utiliser un paramètre supplémentaire : la disponibilité ou l'opérabilité. Cet indicateur est d'autant plus élevé que le temps moyen entre pannes (MTBF) est élevé et que le temps moyen de récupération (MTTR) du système est faible. La formule correspondante est la suivante :
disponibilité moyenne (opérabilité) =
Par rapport aux onduleurs modulaires, la situation est la suivante : leur valeur MTBF est inférieure à celle des onduleurs monoblocs, mais en même temps ils ont une valeur MTTR nettement inférieure. En conséquence, les performances des alimentations sans interruption modulaires sont plus élevées.
Consommation d'énergie
Un système monobloc nécessite beaucoup plus d’énergie car il est redondant. Expliquons cela à l'aide d'un exemple pour le schéma de redondance N+1. N est la quantité de charge requise pour faire fonctionner l’équipement du centre de données. Dans notre cas, nous le prendrons égal à 90 kVA. Le schéma N+1 signifie qu'un élément de réserve reste inutilisé dans le système avant une panne.
Lors de l'utilisation d'une alimentation sans coupure monobloc d'une puissance de 90 kVA, pour réaliser le circuit N+1, il faudra utiliser une autre unité identique. En conséquence, la redondance totale du système sera de 90 kVA.
Lors de l'utilisation d'onduleurs modulaires d'une capacité de 30 kVA, la situation est différente. Avec la même charge, pour réaliser le circuit N+1, vous aurez besoin d'un autre module du même type. En conséquence, la redondance totale du système ne sera plus de 90 kVA, mais seulement de 30 kVA.
D'où la conclusion : l'utilisation d'alimentations modulaires peut réduire la consommation énergétique du data center dans son ensemble.
Économie
Si vous prenez deux alimentations sans interruption de même puissance, l'alimentation monobloc est moins chère que l'alimentation modulaire. Pour cette raison, les onduleurs monoblocs restent populaires. Cependant, augmenter la puissance de sortie doublera le coût du système, car il faudra ajouter une autre unité identique à celle existante. De plus, il sera nécessaire d'installer des panneaux de brassage et des tableaux de distribution, ainsi que de poser de nouvelles lignes de câbles.
Lors de l'utilisation d'alimentations sans interruption modulaires, la puissance du système peut être augmentée en douceur. Cela signifie que vous devrez dépenser de l'argent pour acheter un nombre de modules suffisant pour satisfaire les besoins d'alimentation existants. Pas de stock inutile.
Conclusion
Les alimentations sans interruption monobloc sont peu coûteuses et faciles à configurer et à utiliser. Dans le même temps, ils augmentent la consommation énergétique du centre de données et sont difficiles à faire évoluer. De tels systèmes sont pratiques et efficaces lorsque de petites capacités sont requises et que leur expansion n’est pas prévue.
Les UPS modulaires se caractérisent par une évolutivité facile, un temps de récupération minimal, une fiabilité et une disponibilité élevées. De tels systèmes sont optimaux pour augmenter la capacité du centre de données dans une certaine mesure à un coût minime.
Source: habr.com