Una breve introduzione per i neofiti su perché gli UPS modulari siano migliori e come si è arrivati a questo.
Gli alimentatori senza interruzioni per i centri di elaborazione dei dati si dividono in due grandi categorie architettoniche: monoblocchi e modulari. I primi appartengono al tipo tradizionale di UPS, mentre i secondi sono relativamente nuovi e più avanzati.
Quali sono le differenze tra UPS monoblocco e UPS modulare
Negli alimentatori senza interruzioni monoblocco, la potenza in uscita è fornita da un unico modulo di potenza. Negli UPS modulari, i componenti principali sono realizzati in forma di moduli separati, che sono collocati in armadi unificati e lavorano in sinergia. Ognuno di questi moduli è dotato di un processore di controllo, un caricabatterie, un inverter, un raddrizzatore e costituisce una parte di potenza completa dell'UPS.
Illustreremo questo tramite un semplice esempio. Se prendiamo due alimentatori senza interruzioni – uno monoblocco e uno modulare – entrambi con una potenza di 40 kVA, il primo avrà un modulo di potenza da 40 kVA, mentre il secondo sarà composto, ad esempio, da quattro moduli di potenza da 10 kVA ciascuno.
Opportunità di scalabilità
Utilizzando UPS monoblocco, con l'aumento della domanda di alimentazione, è necessario collegare in parallelo un altro blocco di potenza equivalente a quello esistente. Questo è un processo abbastanza complesso.
Le soluzioni modulari offrono una maggiore flessibilità costruttiva. In questo caso, a un blocco già funzionante è possibile collegare uno o più moduli. Questa è una procedura piuttosto semplice che può essere eseguita in breve tempo.
Possibilità di incremento graduale della potenza
L'incremento graduale della potenza è importante nelle fasi iniziali di funzionamento di un centro di elaborazione dati. È del tutto logico che nei primi mesi sarà caricato al 30-40%. È più pratico ed economico utilizzare alimentatori senza interruzioni progettati proprio per questa potenza. Man mano che la base clienti cresce, il carico del centro di elaborazione dati aumenterà, insieme alla necessità di un'alimentazione elettrica supplementare.
La potenza dell'UPS può essere aumentata gradualmente insieme all'infrastruttura tecnica. Con l'uso di alimentatori monoblocco, l'aumento della potenza è praticamente impossibile. Con gli UPS modulari, è facile da realizzare.
Affidabilità dell'UPS
Parlando di affidabilità, faremo riferimento a due concetti: il tempo medio tra guasti (MTBF) e il tempo medio di ripristino del sistema (MTTR).
Il MTBF è una grandezza probabilistica. Il valore del tempo medio tra guasti si basa sul seguente postulato: l'affidabilità del sistema diminuisce all'aumentare del numero dei suoi componenti.
In base a questo parametro, il vantaggio è a favore degli UPS monoblocco. La ragione è semplice: negli alimentatori modulari ci sono più elementi costruttivi e connessioni a morsetto, ognuna delle quali è considerata un potenziale punto di guasto. Di conseguenza, teoricamente la possibilità di guasto è più alta.
Tuttavia, per gli alimentatori UPS utilizzati nei data center, non è tanto il guasto stesso a essere importante, ma quanto tempo l'UPS rimarrà inoperativo. Questo parametro è determinato dal tempo medio di ripristino del sistema (MTTR).
Qui il vantaggio è a favore dei moduli. Essi si distinguono per un basso valore di MTTR, poiché qualsiasi modulo può essere rapidamente sostituito senza interruzione dell'alimentazione elettrica. È necessario che questo modulo sia disponibile in magazzino e che la sua rimozione e installazione possano essere effettuate da un solo specialista. In effetti, sono necessari al massimo 30 minuti.
Con gli alimentatori monoblocco, la situazione è notevolmente più complessa. La loro riparazione non può essere completata così rapidamente. Ciò può richiedere da alcune ore a diversi giorni.
Per determinare la resilienza del sistema si può utilizzare un altro parametro: la disponibilità o in altre parole, l'affidabilità operativa. Questo indicatore aumenta all'aumentare del tempo medio tra guasti (MTBF) e diminuendo il tempo medio di ripristino del sistema (MTTR). La formula corrispondente è la seguente:
disponibilità media (affidabilità operativa) =
Applicando ai gruppi di continuità modulari la situazione è la seguente: il loro valore MTBF è inferiore rispetto a quello dei monoblocchi, ma contemporaneamente hanno un indice MTTR significativamente più basso. Di conseguenza, l'affidabilità delle fonti di alimentazione modulari risulta superiore.
Consumo energetico
Un sistema monoblocco richiede significativamente maggiori consumi energetici perché è ridondante. Spieghiamo questo con un esempio per lo schema di ridondanza N+1. N è la quantità di carico necessaria per far funzionare le apparecchiature del data center. In questo caso, consideriamo che sia pari a 90 kVA. Lo schema N+1 significa che nella sistema rimane inutilizzato 1 elemento di riserva fino al guasto.
Utilizzando un gruppo di continuità monoblocco da 90 kVA per implementare lo schema N+1, sarà necessario utilizzare un'ulteriore unità identica. In questo modo, la ridondanza totale del sistema sarà di 90 kVA.
Nel caso dei gruppi di continuità modulari con potenza di 30 kVA, la situazione è diversa. Con lo stesso carico per implementare lo schema N+1 sarà necessario un ulteriore modulo identico. Pertanto, la ridondanza totale del sistema sarà di soli 30 kVA.
Da ciò si evince che l'uso di fonti di alimentazione modulari consente di ridurre il consumo energetico del data center nel complesso.
Economia
Se prendiamo due gruppi di continuità di potenza identica, il monoblocco ha un costo inferiore rispetto al modulare. Per questo motivo, i gruppi di continuità monoblocchi rimangono popolari. Tuttavia, aumentare la potenza di uscita raddoppierà il costo del sistema, perché sarà necessario aggiungere un'ulteriore unità identica a quella esistente. Inoltre, sarà necessaria l'installazione di pannelli di commutazione e quadri elettrici, così come il cablaggio di nuove linee elettriche.
Utilizzando fonti di alimentazione modulari, la potenza del sistema può essere incrementata gradualmente. Ciò significa che sarà necessario investire solo nell'acquisto del numero di moduli sufficiente a soddisfare l'attuale domanda di alimentazione elettrica, senza un eccesso non necessario.
Conclusione
I gruppi di continuità monoblocchi si distinguono per il loro basso costo, sono semplici da configurare e utilizzare. Tuttavia, aumentano il consumo energetico del data center e sono difficili da scalare. Questi sistemi sono comodi ed efficienti là dove sono necessarie potenze contenute e non si prevede un'espansione.
Gli UPS modulari si caratterizzano per la facile scalabilità, un tempo di ripristino minimo, un'alta affidabilità e operatività. Questi sistemi sono ottimali per aumentare la potenza del data center fino a qualsiasi limite con costi minimi.
Fonte: habr.com
