Rövid útmutató a kezdőknek arról, miért jobbak a moduláris UPS-ek, és hogyan alakult ez így.
Az adatközpontok tápegységei építési architektúrájuk szerint két nagy csoportra oszthatók: monoblokkos és moduláris. Az előbbiek a hagyományos típusú UPS-ek közé tartoznak, míg az utóbbiak viszonylag újak és fejlettebbek.
Miben különböznek a monoblokkos és moduláris UPS-ek?
A monoblokkos tápegységek esetében a kimeneti teljesítményt egyetlen tápegység biztosítja. A moduláris UPS-eknél a főbb komponensek külön modulok formájában készülnek, melyek szabványos szekrényekben helyezkednek el és együtt működnek. Mindegyik modul rendelkezik vezérlőprocesszorral, töltővel, inverterrel, egyenirányítóval, így teljes értékű tápegységek.
Ezt egy egyszerű példával magyarázzuk el. Ha két tápegységet – egy monoblokkosat és egy modulárist – nézünk, melyek teljesítménye 40 kVA, az elsőnek egy 40 kVA teljesítményű tápegysége lesz, míg a második például négy 10 kVA teljesítményű modulból áll.
Skálázhatósági lehetőségek
A monoblokkos UPS-ek használata esetén, ha megnő az elektromos energia iránti igény, akkor párhuzamosan kell csatlakoztatni egy újabb, azonos teljesítményű blokkot. Ez egy meglehetősen bonyolult folyamat.
A moduláris megoldások nagyobb konstrukciós rugalmassággal rendelkeznek. Itt egy már működő blokkhoz egy vagy több modult csatlakoztathatunk. Ez egy viszonylag egyszerű eljárás, amelyet rövid idő alatt végrehajthatunk.
A teljesítmény fokozatos növelésének lehetőségei
A fokozatos teljesítménynövelés fontos az adatközpontok működésének kezdeti szakaszában. Teljesen logikus, hogy az első hónapokban a terhelés 30–40 % körüli lesz. Praktikusabb és gazdaságosabb olyan tápegységeket használni, amelyek kifejezetten erre a teljesítményre lettek méretezve. Ahogy nő a kliensbázis, az adatközpont terhelése is növekedni fog, ami pedig megnöveli az extra elektromos energia iránti igényt.
Az UPS teljesítménye fokozatosan bővíthető a műszaki infrastruktúrával együtt. Monoblokkos tápegységek használatakor a teljesítmény fokozatos növelése elvileg lehetetlen. Moduláris UPS-ek esetén azonban ez könnyen megvalósítható.
Az UPS megbízhatósága
A megbízhatóság tekintetében két fogalmat fogunk használni: a hibamentes üzemidő átlagos időtartamát (MTBF) és a rendszer helyreállításának átlagos időtartamát (MTTR).
Az MTBF egy valószínűségi érték. Az átlagos hibamentes üzemidő értéke a következő posztulátumon alapul: a rendszer megbízhatósága csökken a komponensek számának növekedésével.
Ezen a szemponton a monoblokkos UPS-ek előnye. Az ok egyszerű: a moduláris tápegységekben több szerkezeti elem és csatlakozó van, mindegyik potenciális meghibásodási pontként kezelve. Ennek megfelelően elméletileg a meghibásodás lehetősége itt magasabb.
Azonban az adatközpontokban használt UPS-ek esetében nem magának a meghibásodásnak van jelentősége, hanem annak, hogy mennyi ideig marad a UPS működésképtelen. Ezt a paramétert az átlagos rendszer helyreállítási idő (MTTR) határozza meg.
Ebben a szempontban a moduláris blokkok már előnyben vannak. Alacsony MTTR értékkel rendelkeznek, mivel bármely modult gyorsan ki lehet cserélni az áramszünet megszakítása nélkül. Ehhez szükséges, hogy a modult raktáron tartsák, és annak eltávolítását és telepítését egy szakember tudja elvégezni. Valójában ennek végrehajtásához nem szükséges több mint 30 perc.
A monoblokkos tápegységekkel a helyzet jelentősen bonyolultabb. Az ő javításuk nem végezhető el ilyen gyorsan. Ez néhány órától néhány napig is eltarthat.
A rendszer hibaállóságának meghatározásához egy másik paramétert is használhatunk – a rendelkezésre állást, vagy más néven a működőképességet. Ez a mutató annál magasabb, minél nagyobb az átlagos hibamentes üzemidő (MTBF), és minél kisebb az átlagos helyreállítási idő (MTTR). A megfelelő képlet a következőképpen néz ki:
átlagos rendelkezésre állás (működőképesség) =
A moduláris távollátó rendszerek esetében a helyzet a következő: az MTBF értékük alacsonyabb, mint az egységes rendszereké, ugyanakkor a MTTR mutatószámuk jelentősen alacsonyabb. Ennek eredményeként a moduláris távollátó források működési hatékonysága magasabb.
Energiagyság
Az egységes rendszer jelentősen nagyobb energiafogyasztást igényel, mivel túlnyomott. Ezt egy N+1 tartalékos rendszer példáján magyarázzuk el. Az N az adatközpont működtetéséhez szükséges terhelést jelenti. Mi a példában 90 kVA-t veszünk. Az N+1 rendszere azt jelenti, hogy a hiba előtt a rendszerben marad egy tartalék elem.
Ha 90 kVA teljesítményű egységes távollátó forrást használunk az N+1 rendszer megvalósításához, akkor szükség lesz egy másik olyan blokk használatára is. Így a rendszer teljes túlnyomása 90 kVA lesz.
Moduláris távollátó források 30 kVA teljesítményével más a helyzet. Ugyanazon terhelés mellett az N+1 tartalékos rendszer megvalósításához szükség lesz egy másik modulra is. Így a rendszer teljes túlnyomása már nem 90 kVA, hanem csak 30 kVA lesz.
Ezért a következtetés: a moduláris távellátó források használata csökkenti az adatközpont energiafogyasztását összességében.
Gazdaság
Ha két azonos teljesítményű távollátó forrást nézünk, az egységes olcsóbb, mint a moduláris. Ezért az egységes távellátó rendszerek népszerűek maradnak. Azonban a kimeneti teljesítmény növelése a rendszer költségét megduplázza, mivel egy másik azonos blokkot kell hozzáadni a meglévőhöz. Emellett szükség lesz kapcsolószekrények és elosztószekrények telepítésére, valamint új kábelvonalak létesítésére.
Moduláris távollátó források alkalmazásakor a rendszer teljesítménye fokozatosan növelhető. Ezért csak annyi modult kell beszerezni, amennyi elegendő az aktuális elektromos igények kielégítéséhez. Felesleges tartalék nélkül.
Zárás
Az egységes távollátó források alacsony árral, egyszerű beállítással és üzemeltetéssel bírnak. Ugyanakkor növelik az adatközpont energiafogyasztását, és nehezen skálázhatók. Ezek a rendszerek kényelmesek és hatékonyak ott, ahol kisebb teljesítmények szükségesek, és nem várható a bővítés.
A moduláris UPS-eket a könnyű skálázhatóság, a minimális helyreállítási idő, a magas megbízhatóság és a működőképesség jellemzi. Ezek a rendszerek ideálisak az adatközpont kapacitásának bővítésére korlátlan mennyiségig minimális költségek mellett.
Forrás: habr.com
