🥇Monoblok vs modularni UPS

Kratki uvod za početnike o tome zašto su modularni UPS-ovi bolji i kako je do toga došlo.

Izvori neprekidne struje za centre podataka po arhitekturi dijele se na dvije velike grupe: monoblok i modularni. Prvi pripadaju tradicionalnom tipu UPS-a, dok su drugi relativno novi i napredniji.

Koja je razlika između monoblok i modularnih UPS-ova

U monoblok obrtnim izvorima neprekidne struje, izlazna snaga se osigurava jednim napajanjem. U modularnim UPS-ima glavni sastavni dijelovi su izrađeni u obliku zasebnih modula koji se postavljaju u standardizirane ormariće i rade zajedno. Svaki od ovih modula opremljen je upravljačkim procesorom, punjačem, invertorom i ispravljačem, te čini cjelokupni energetski dio UPS-a.

Ovo ćemo objasniti na jednostavnom primjeru. Ako uzmemo dva izvora neprekidne struje - monoblok i modularni - snage 40 kVA, prvi će imati jedan napajajući modul snage 40 kVA, dok će se drugi sastojati, na primjer, od četiri napajanja snage 10 kVA svaki.

Mogućnosti skaliranja

Kod korištenja monoblok UPS-a, s povećanjem potražnje za energijom, potrebno je paralelno povezati još jedan kompletan blok iste snage. To je prilično složen proces.

Modularna rješenja odlikuju se većom konstrukcijskom fleksibilnošću. U ovom slučaju, postojećem bloku može se priključiti jedan ili više modula. To je prilično jednostavna procedura koju je moguće izvršiti za kratko vrijeme.

Mogućnosti postupnog povećanja snage

Postupno povećanje snage važno je u početnoj fazi rada podatkovnog centra. Sasvim je logično da će u prvim mjesecima biti opterećen 30–40 %. Praktičnije i ekonomičnije je koristiti izvore neprekidne struje koji su predviđeni upravo za tu snagu. Kako se baza klijenata puni, opterećenje podatkovnog centra će se povećati, a s njim i potreba za dodatnom energijom.

Snagu UPS-a je praktično povećavati postupno zajedno s tehničkom infrastrukturom. Kod korištenja monoblok izvora neprekidne struje, postupno povećanje snage u načelu nije moguće. Sa modularnim UPS-ima to se lako ostvaruje.

Pouzdanost UPS-a

Govoreći o pouzdanosti, operirat ćemo s dva pojma: srednjim vremenom neprekidnog rada (MTBF) i srednjim vremenom oporavka sustava (MTTR).

MTBF je vjerojatnosna veličina. Vrijednost srednjeg vremena neprekidnog rada temelji se na sljedećem postulatu: pouzdanost sustava se smanjuje s povećanjem broja njegovih komponenti.

Prema ovom parametru, prednost imaju monoblokni UPS-ovi. Razlog je jednostavan: u modularnim izvorima neprekidne napajanja postoji više konstruktivnih elemenata i spojnica, od kojih se svaka smatra potencijalnom točkom kvara. Stoga je teoretski mogućnost kvara ovdje veća.

Međutim, za izvore neprekidnog napajanja koji se koriste u podatkovnim centrima, važan nije sam kvar, već koliko će dugo UPS biti izvan funkcije. Ovaj parametar određuje prosječno vrijeme oporavka sustava (MTTR).

Ovdje prednost ipak imaju modularne jedinice. One se odlikuju niskom vrijednošću MTTR, jer se bilo koji modul može brzo zamijeniti bez prekida u napajanju. Za to je potrebno da taj modul bude u rezervi, a demontažu i ugradnju može izvršiti jedan stručnjak. U praksi je to obično potrebno na više od 30 minuta.

Sa monobloknim izvorima neprekidnog napajanja situacija je znatno složenija. Njihov popravak ne može se izvršiti tako brzo. To može potrajati od nekoliko sati do nekoliko dana.

Za određivanje otpornosti sustava možete koristiti još jedan parametar – dostupnost ili, drugim riječima, operativnost. Ova se vrijednost povećava što je veće srednje vrijeme neprekidnog rada (MTBF) i što je manje srednje vrijeme oporavka sustava (MTTR). Odgovarajuća formula izgleda ovako:

srednja dostupnost (operativnost) =

Primjenjujući na modularne UPS-ove, situacija je sljedeća: njihova vrijednost MTBF je manja nego kod monobloknih, ali istodobno imaju znatno niži pokazatelj MTTR. Kao rezultat, operativnost modularnih izvora neprekidnog napajanja je veća.

Potrošnja energije

Monoblok sustav zahtijeva znatno veće energetske troškove, jer je suvišan. Objasnimo to na primjeru sheme rezerviranja N+1. N je veličina opterećenja neophodna za rad opreme DC. U našem slučaju uzet ćemo je jednaku 90 kVA. Shema N+1 znači da u sustavu do kvara ostaje neiskorišten jedan rezervni element.

Pri korištenju monoblok izvora neprekidne struje snage 90 kVA za implementaciju sheme N+1, bit će potrebno koristiti još jedan takav blok. U konačnici, ukupna suvišna snaga sustava bit će 90 kVA.

Kod upotrebe modularnih UPS uređaja snage 30 kVA, situacija je drugačija. Pri istom opterećenju za implementaciju sheme N+1 trebat će još jedan takav modul. Kao rezultat, ukupna suvišna snaga sustava bit će samo 30 kVA.

Iz toga slijedi zaključak: korištenje modularnih izvora napajanja omogućava smanjenje potrošnje energije DC-a u cjelini.

Ekonomija

Ako imamo dva izvora neprekidne struje iste snage, monoblok je jeftiniji od modularnog. Iz tog razloga, monoblok UPS uređaji ostaju popularni. Međutim, povećanje izlazne snage povećava cijenu sustava dvostruko, jer će uz postojeći trebati dodati još jedan takav blok. Osim toga, pojavit će se potreba za instalacijom razvodnih panela i distribucijskih ormara, kao i postavljanjem novih kabelskih linija.

Korištenjem modularnih izvora neprekidne struje moguće je postupno povećavati snagu sustava. To znači da će troškovi biti usmjereni na nabavku onolikog broja modula koliko je potrebno za zadovoljavanje trenutne potražnje za električnom energijom. Bez nepotrebnog viška.

Zaključak

Monoblok izvori neprekidne struje odlikuju se niskom cijenom, jednostavnim podešavanjem i korištenjem. Međutim, oni povećavaju energetske troškove DC-a i teško se skaliraju. Takvi sustavi su prikladni i učinkoviti gdje su potrebne male snage i gdje se ne predviđa njihovo proširenje.

Modularni UPS uređaji karakteriziraju se lakoćom skaliranja, minimalnim vremenom oporavka, visokom pouzdanošću i radnom sposobnošću. Takvi sustavi su optimalni za povećanje snage DC-a do bilo kojih granica uz minimalne troškove.

Izvor: habr.com