Un breve programma educativo per principianti sul perché gli UPS modulari sono più interessanti e come è successo.
In base alla loro architettura, i gruppi di continuità per data center si dividono in due grandi gruppi: monoblocco e modulari. I primi appartengono alla tipologia tradizionale degli UPS, i secondi sono relativamente nuovi e più avanzati.
Qual è la differenza tra UPS monoblocco e modulari?
Negli alimentatori di continuità monoblocco, la potenza di uscita è fornita da un'unità di potenza. Negli UPS modulari, i componenti principali sono realizzati sotto forma di moduli separati, che vengono collocati in armadi unificati e lavorano insieme. Ciascuno di questi moduli è dotato di processore di controllo, caricabatterie, inverter, raddrizzatore e rappresenta una parte di potenza a tutti gli effetti dell'UPS.
Spieghiamolo con un semplice esempio. Se prendiamo due gruppi di continuità - monoblocco e modulari - con una potenza di 40 kVA, il primo avrà un modulo di potenza con una potenza di 40 kVA e il secondo consisterà, ad esempio, di quattro moduli di potenza con una potenza da 10 kVA ciascuno.
Opzioni di ridimensionamento
Quando si utilizzano UPS monoblocco con un aumento della richiesta di potenza, è necessario collegare un'altra unità a tutti gli effetti della stessa potenza in parallelo a quella esistente. Questo è un processo piuttosto complicato.
Le soluzioni modulari offrono una maggiore flessibilità di progettazione. In questo caso è possibile collegare uno o più moduli ad una unità già funzionante. Si tratta di una procedura abbastanza semplice che può essere portata a termine in breve tempo.
Possibilità di aumento graduale della potenza
Un aumento graduale della potenza è importante nella fase iniziale del funzionamento del data center. È abbastanza logico che nei primi mesi verrà caricato al 30-40%. È più pratico ed economico utilizzare gruppi di continuità progettati appositamente per questa potenza. Man mano che la base clienti si espande, il carico del data center aumenterà e con esso aumenterà la necessità di ulteriore alimentazione.
È conveniente aumentare gradualmente la potenza dell'UPS insieme all'infrastruttura tecnica. Quando si utilizzano gruppi di continuità monoblocco, in linea di principio un aumento graduale della potenza è impossibile. Con gli UPS modulari questo è facile da implementare.
Affidabilità dell'UPS
Quando parliamo di affidabilità, utilizzeremo due concetti: tempo medio tra guasti (MTBF) e tempo medio di riparazione (MTTR).
MTBF è un valore probabilistico. Il valore del tempo medio tra i guasti si basa sul seguente postulato: l'affidabilità di un sistema diminuisce all'aumentare del numero dei suoi componenti.
In questo parametro, gli UPS monoblocco hanno un vantaggio. Il motivo è semplice: i gruppi di continuità modulari hanno più componenti e connettori, ognuno dei quali è considerato un potenziale punto di guasto. Di conseguenza, teoricamente, qui la possibilità di fallimento è maggiore.
Tuttavia, per i gruppi di continuità utilizzati nei data center, non è il guasto in sé ad essere importante, ma per quanto tempo l'UPS rimarrà inoperativo. Questo parametro è determinato dal tempo medio di ripristino del sistema (MTTR).
Qui il vantaggio è già dalla parte dei blocchi modulari. Presentano un MTTR basso perché qualsiasi modulo può essere sostituito rapidamente senza interrompere l'alimentazione. Per fare ciò, è necessario che questo modulo sia disponibile in magazzino e che il suo smantellamento e installazione possano essere eseguiti da uno specialista. In effetti, non ci vogliono più di 30 minuti.
Con i gruppi di continuità monoblocco la situazione è molto più complicata. Non sarà possibile ripararli così rapidamente. L'operazione potrebbe richiedere da alcune ore a diversi giorni.
Per determinare la tolleranza agli errori di un sistema, è possibile utilizzare un altro parametro: disponibilità o altrimenti operabilità. Questo indicatore è tanto più alto quanto maggiore è il tempo medio tra i guasti (MTBF) e quanto minore è il tempo medio di ripristino del sistema (MTTR). La formula corrispondente è la seguente:
disponibilità media (operabilità) =
Per quanto riguarda gli UPS modulari, la situazione è la seguente: il loro valore MTBF è inferiore a quello degli UPS monoblocco, ma allo stesso tempo hanno un valore MTTR notevolmente inferiore. Di conseguenza, le prestazioni dei gruppi di continuità modulari sono più elevate.
Consumo di energia
Un sistema monoblocco richiede molta più energia perché è ridondante. Spieghiamolo utilizzando un esempio per lo schema di ridondanza N+1. N è la quantità di carico necessaria per il funzionamento delle apparecchiature del data center. Nel nostro caso lo prenderemo pari a 90 kVA. Lo schema N+1 significa che 1 elemento di riserva rimane inutilizzato nel sistema prima di un guasto.
Quando si utilizza un gruppo di continuità monoblocco con potenza di 90 kVA, per realizzare il circuito N+1 sarà necessario utilizzare un'altra unità identica. Di conseguenza, la ridondanza totale del sistema sarà di 90 kVA.
Quando si utilizzano UPS modulari con una capacità di 30 kVA, la situazione è diversa. A parità di carico, per realizzare il circuito N+1, sarà necessario un altro modulo dello stesso tipo. Di conseguenza, la ridondanza totale del sistema non sarà più di 90 kVA, ma solo di 30 kVA.
Da qui la conclusione: l'uso di alimentatori modulari può ridurre il consumo energetico del data center nel suo complesso.
Economia
Se prendi due gruppi di continuità della stessa potenza, quello monoblocco è più economico di quello modulare. Per questo motivo gli UPS monoblocco rimangono popolari. Tuttavia, l’aumento della potenza in uscita raddoppierà il costo del sistema, perché sarà necessario aggiungere un’altra unità identica a quella esistente. Inoltre, sarà necessario installare pannelli di permutazione e quadri di distribuzione, nonché posare nuove linee di cavi.
Quando si utilizzano gruppi di continuità modulari, la potenza del sistema può essere aumentata in modo graduale. Ciò significa che dovrai spendere soldi per acquistare un numero di moduli sufficiente a soddisfare le esigenze di alimentazione esistenti. Nessuna scorta inutile.
conclusione
I gruppi di continuità monoblocco sono economici e facili da configurare e utilizzare. Allo stesso tempo, aumentano il consumo energetico del data center e sono difficilmente scalabili. Tali sistemi sono convenienti ed efficienti laddove sono richieste piccole capacità e non è prevista la loro espansione.
Gli UPS modulari sono caratterizzati da facile scalabilità, tempi di ripristino minimi, elevata affidabilità e disponibilità. Tali sistemi sono ottimali per aumentare la capacità del data center in qualsiasi misura a un costo minimo.
Fonte: habr.com