Az informatikai piac a szünetmentes tápegységek (UPS) legnagyobb fogyasztója, az összes gyártott UPS körülbelül 75%-át használja fel. Az UPS-berendezések éves globális értékesítése minden típusú adatközpontban, beleértve a vállalati, kereskedelmi és ultranagyokat is, 3 milliárd dollár. Ugyanakkor az adatközpontok UPS-berendezéseinek éves növekedése megközelíti a 10%-ot, és úgy tűnik, ez nem a határ.
Az adatközpontok egyre nagyobbak és nagyobbak, és ez viszont új kihívások elé állítja az energetikai infrastruktúrát. Miközben hosszú vita folyik arról, hogy a statikus UPS-ek miként jobbak a dinamikusoknál, és fordítva, a legtöbb mérnök egyetért abban, hogy minél nagyobb a teljesítmény, annál alkalmasabbak az elektromos gépek annak kezelésére: generátorokat használnak a generátorok előállítására. villamos energia az erőművekben.
Minden dinamikus UPS motorgenerátort használ, de különböző kialakításúak, és határozottan eltérő tulajdonságokkal és jellemzőkkel rendelkeznek. Az egyik ilyen meglehetősen elterjedt UPS egy mechanikusan csatlakoztatott dízelmotorral ellátott megoldás - egy dízel forgó UPS (DRIBP). Az adatközpont-építés világgyakorlatában azonban valódi verseny folyik a statikus UPS és egy másik dinamikus UPS technológia - a rotációs UPS között, amely egy természetes alakú szinuszos feszültséget előállító elektromos gép és a teljesítményelektronika kombinációja. Az ilyen forgó UPS-ek elektromos kapcsolattal rendelkeznek energiatároló eszközökkel, amelyek lehetnek akkumulátorok vagy lendkerekek.
A vezérlési technológia modern fejlődése, a megbízhatóság, a hatékonyság és a teljesítménysűrűség, valamint az UPS áramának alacsonyabb egységköltsége nem egyedülálló a statikus UPS-re. A nemrég bemutatott Piller UB-V sorozat méltó alternatíva.
Nézzünk tovább néhány kulcsfontosságú kritériumot a modern nagy adatközpontok UPS-rendszerének értékeléséhez és kiválasztásához, amelyben a technológia előnyösebbnek tűnik.
1. Tőkeköltségek
Igaz, hogy a statikus UPS-ek alacsonyabb kW-onkénti árat tudnak kínálni a kisebb UPS-rendszerek számára, de ez az előny gyorsan elpárolog, ha nagyobb áramellátásról van szó. Az a moduláris koncepció, amelyet a statikus UPS-gyártók elkerülhetetlenül kénytelenek elfogadni, nagyszámú, kis névleges teljesítményű, például 1 kW méretű UPS párhuzamos csatlakoztatása körül forog, mint az alábbi példában. Ez a megközelítés lehetővé teszi egy adott rendszer kimenő teljesítményének kívánt értékének elérését, de a sok duplikált elem összetettsége miatt 250-20%-ot veszít a költségelőnyből a rotációs UPS-eken alapuló megoldás költségeihez képest. Sőt, még a modulok párhuzamos csatlakoztatása is korlátozza az egy UPS rendszerben lévő egységek számát, ami után magának a párhuzamos moduláris rendszernek párhuzamosnak kell lennie, ami tovább növeli a megoldás költségeit a további elosztó eszközök és kábelek miatt.
asztal 1. Példa megoldásra 48 MW-os IT terhelésre. A nagyobb méretű UB-V monoblokkok időt és pénzt takarítanak meg.
2. Megbízhatóság
Az utóbbi években az adatközpontok egyre inkább árucikkekké váltak, miközben a megbízhatóságot egyre inkább magától értetődőnek tekintik. Ezzel kapcsolatban egyre nagyobb aggodalomra ad okot, hogy ez a jövőben problémákhoz vezet. Mivel az üzemeltetők a maximális hibatűrésre törekszenek ("9" szám), és feltételezhető, hogy a statikus UPS-technológia hiányosságait az UPS-modulok gyors és üzem közbeni cseréjének képessége miatt a rövid javítási idő (MTTR) a legjobban orvosolni. De ez az érvelés önpusztító lehet. Minél több modul van benne, annál nagyobb a meghibásodás valószínűsége, és ami még fontosabb, annál nagyobb a kockázata annak, hogy egy ilyen meghibásodás a teljes rendszer terhelésvesztését eredményezi. Jobb, ha egyáltalán nincsenek összeomlások.
ábra szemlélteti a berendezés meghibásodásának számának a meghibásodások közötti idő (MTBF) értékétől való függését normál működés közben. 1 és a megfelelő számítások.
Rizs. 1. A berendezés meghibásodások számának függősége az MTBF mutatótól.
A normál üzem közbeni Q(t) berendezés meghibásodásának valószínűségét a normál hibagörbe grafikonjának (II) szakaszában elég jól leírja a Q(t) = e-(λx t) valószínűségi változók exponenciális eloszlási törvénye, ahol λ = 1/MTBF – intenzitási hibák, t pedig az üzemidő órákban. Ennek megfelelően t idő után N(t) telepítés lesz hibamentes állapotban az összes telepítés kezdeti számából N(0): N(t) = Q(t)*N(0).
A statikus UPS átlagos MTBF-je 200.000 1.300.000 óra, az UB-V Piller sorozatú forgó UPS MTBF-e pedig 10 36 7 óra. A számítások azt mutatják, hogy több mint 1 éves működés során a statikus UPS-ek 86%-a ér balesetet, a forgó UPS-ek pedig csak 240%-a. Figyelembe véve az UPS berendezések eltérő mennyiségét (2. táblázat), ez 20 statikus UPS modulból 48, 10 Piller forgó UPS modulból XNUMX meghibásodást jelent, ugyanazon az adatközponton, XNUMX felett XNUMX MW hasznos IT terhelés mellett. éves működése.
Az oroszországi és világszerte működő adatközpontokban a statikus UPS-ek üzemeltetésében szerzett tapasztalat megerősíti a fenti számítások megbízhatóságát, amelyek a nyílt forrásokból elérhető meghibásodási és javítási statisztikákon alapulnak.
Minden Piller forgó UPS, és különösen az UB-V sorozat, elektromos gépet használ tiszta szinuszhullám generálására, és nem használ teljesítménykondenzátorokat és IGBT tranzisztorokat, amelyek nagyon gyakran az összes statikus UPS meghibásodásának okai. Ezenkívül a statikus UPS az áramellátó rendszer összetett része. A komplexitás csökkenti a megbízhatóságot. Az UB-V forgó UPS-ek kevesebb alkatrészt és robusztusabb rendszertervet tartalmaznak (motor-generátor), ami növeli a megbízhatóságot.
3. Energiahatékonyság
A modern statikus UPS-ek sokkal jobb online (vagy "normál" üzemmódú) energiahatékonysággal rendelkeznek, mint elődeik. Jellemzően 96,3%-os csúcshatékonysági értékekkel. Gyakran magasabb értékeket adnak meg, de ez csak akkor érhető el, ha a statikus UPS online és alternatív üzemmódok (pl. ECO-mód) közötti váltással működik. Az alternatív energiatakarékos üzemmód használatakor azonban a terhelés a külső hálózatról védelem nélkül működik. Emiatt a gyakorlatban a legtöbb esetben az adatközpontok csak online módot használnak.
A Piller UB-V sorozatú forgó UPS-ek normál működés közben nem változtatják állapotukat, miközben akár 98%-os online hatékonyságot biztosítanak 100%-os terhelési szinten, és 97%-os hatékonyságot 50%-os terhelési szinten.
Ez az energiahatékonysági különbség lehetővé teszi, hogy jelentős villamosenergia-megtakarítást érjen el működés közben (2. táblázat).
asztal 2. Energiaköltségek megtakarítása egy 48 MW IT-terhelésű adatközpontban.
4. Elfoglalt hely
Az általános célú statikus UPS-ek az IGBT technológiára való átállással és a transzformátorok kiiktatásával jelentősen kompaktabbá váltak. Azonban még ezt a körülményt is figyelembe véve az UB-V sorozatú forgó UPS-ek 20%-os vagy még nagyobb nyereséget biztosítanak az egységnyi teljesítményre jutó elfoglalt hely tekintetében. Az így létrejövő helymegtakarítás felhasználható mind az energiaközpont teljesítményének növelésére, mind az épület „fehér”, hasznos terének növelésére további szerverek elhelyezésére.
Rizs. 2. 2 MW-os, különböző technológiájú UPS-ek által elfoglalt hely. Valódi telepítések méretre.
5. Elérhetőség
A jól megtervezett, felépített és üzemeltetett adatközpontok egyik legfontosabb mutatója a magas rugalmassági tényező. Míg a 100%-os rendelkezésre állás mindig a cél, a jelentések szerint a világ adatközpontjainak több mint 30%-a tapasztal évente legalább egy nem tervezett kiesést. Ezek nagy részét emberi mulasztás okozza, de fontos szerepet játszik az energetikai infrastruktúra is. Az UB-V sorozat bevált Piller rotációs UPS technológiát alkalmaz monoblokk kivitelben, melynek megbízhatósága lényegesen magasabb, mint az összes többi technológia. Ezenkívül maguk az UB-V UPS-ek a megfelelően ellenőrzött környezettel rendelkező adatközpontokban nem igényelnek éves leállást a karbantartás miatt.
6. Rugalmasság
Az adatközponti informatikai rendszereket gyakran 3-5 éven belül frissítik, korszerűsítik. Ezért az energia- és hűtési infrastruktúráknak kellően rugalmasnak kell lenniük ahhoz, hogy ezt alkalmazzák, és kellően jövőbiztosnak kell lenniük. Mind a hagyományos statikus UPS, mind az UB-V UPS többféleképpen konfigurálható.
Az utóbbira épülő megoldások köre azonban szélesebb, és általánosságban elmondható, hogy ez túlmutat jelen cikk keretein, lehetővé teszi 6-30 kV-os középfeszültségű szünetmentes áramellátó rendszerek megvalósítását, megújuló és alternatív termelési forrásokkal rendelkező hálózatokon dolgozni, költséghatékony, rendkívül megbízható rendszereket építeni izolált párhuzamos busszal (IP Bus), amely megfelel a Tier IV felhasználói felület szintjének N+1 konfigurációban.
Következtetésként több következtetés is levonható. Minél tovább fejlődnek az adatközpontok, annál bonyolultabbá válik az optimalizálásuk, amikor egyszerre kell ellenőrizni a gazdasági mutatókat, a megbízhatóság, a hírnév és a környezetterhelés minimalizálását. Statikus UPS-eket használnak és a jövőben is fognak használni az adatközpontokban. Az is tagadhatatlan azonban, hogy az áramellátó rendszerek terén léteznek alternatívák a meglévő megközelítésekhez, amelyek jelentős előnnyel rendelkeznek a „régi jó statikával” szemben.
Forrás: will.com