Guida rapida per principianti su perché gli UPS modulari siano superiori e come mai.
Le fonti di alimentazione ininterrotta per i centri di elaborazione dati si dividono in due grandi categorie in base alla loro architettura: monoblocco e modulare. I primi appartengono alla tipologia tradizionale di UPS, mentre i secondi sono relativamente nuovi e più avanzati.
Quali sono le differenze tra UPS monoblocco e modulare
Negli UPS monoblocco, la potenza di uscita è fornita da un singolo modulo di potenza. Negli UPS modulari, i componenti principali sono realizzati in moduli separati, che vengono collocati in armadi unificati e lavorano insieme. Ognuno di questi moduli è dotato di un processore di controllo, un dispositivo di carica, un inverter, un raddrizzatore e costituisce una parte di potenza completa dell'UPS.
Spieghiamo questo con un semplice esempio. Se prendiamo due fonti di alimentazione ininterrotta – monoblocco e modulare – con potenza di 40 kVA, il primo avrà un singolo modulo di potenza da 40 kVA, mentre il secondo sarà composto, ad esempio, da quattro moduli di potenza da 10 kVA ciascuno.
Possibilità di scalabilità
Quando si utilizzano UPS monoblocco e aumenta la necessità di alimentazione, è necessario collegare in parallelo un'altra unità dello stesso tipo e potenza. Questo è un processo abbastanza complesso.
Le soluzioni modulari offrono una maggiore flessibilità costruttiva. In questo caso, è possibile collegare uno o più moduli a un'unità già funzionante. Questa è una procedura piuttosto semplice che può essere completata in poco tempo.
Possibilità di aumentare gradualmente la potenza
L'aumento graduale della potenza è importante nelle fasi iniziali del funzionamento del Data Center. È del tutto logico che nei primi mesi sarà caricato al 30-40%. È più pratico ed economico utilizzare fonti di alimentazione ininterrotta progettate per questa potenza. Man mano che la base clienti cresce, il carico del Data Center aumenterà, e con esso aumenterà la necessità di alimentazione supplementare.
È comodo aumentare gradualmente la potenza dell'UPS in fase con l'infrastruttura tecnica. Con le fonti di alimentazione monoblocco, l'aumento graduale della potenza è in linea di principio impossibile. Con gli UPS modulari è facilmente realizzabile.
Affidabilità UPS
Parlando di affidabilità, ci riferiremo a due concetti: il tempo medio tra i guasti (MTBF) e il tempo medio di ripristino del sistema (MTTR).
Il MTBF è una grandezza probabilistica. Il valore del tempo medio tra i guasti si basa sul seguente postulato: l'affidabilità del sistema diminuisce con l'aumentare del numero dei suoi componenti.
Sotto questo aspetto, i UPS monoblocco hanno un vantaggio. La ragione è semplice: nei sistemi modulari ci sono più elementi costruttivi e connessioni staccabili, ciascuno dei quali è considerato un potenziale punto di guasto. Di conseguenza, teoricamente la possibilità di guasto è più alta qui.
Tuttavia, per i sistemi di alimentazione UPS utilizzati nei data center, non è importante il guasto stesso, ma quanto tempo l'UPS rimarrà fuori servizio. Questo parametro è definito dal tempo medio di ripristino del sistema (MTTR).
Qui il vantaggio è già a favore dei moduli. Si distinguono per il basso valore MTTR, poiché qualsiasi modulo può essere rapidamente sostituito senza interruzione dell'alimentazione elettrica. Per questo è necessario che il modulo sia disponibile e che un tecnico possa eseguire il suo smontaggio e montaggio. In effetti, ciò richiede non più di 30 minuti.
Con le fonti di alimentazione monoblocco la situazione è decisamente più complicata. La loro riparazione non può essere eseguita così rapidamente. Ciò può richiedere da alcune ore a diversi giorni.
Per determinare l'affidabilità del sistema si può utilizzare un altro parametro: la disponibilità, o in altre parole, l'operatività. Questo indicatore è tanto più alto quanto maggiore è il tempo medio tra guasti (MTBF) e minore è il tempo medio di ripristino del sistema (MTTR). La formula corrispondente è la seguente:
disponibilità media (operatività) =
Per quanto riguarda i gruppi di continuità modulare, la situazione è la seguente: il loro valore MTBF è inferiore a quello dei monoblocchi, ma allo stesso tempo hanno un significativo indicatore MTTR più basso. Di conseguenza, l'affidabilità delle fonti di alimentazione ininterrotta modulare risulta superiore.
Consumo energetico
Un sistema monoblocco richiede un consumo energetico significativamente maggiore, perché è ridondante. Spieghiamo questo con un esempio per uno schema di ridondanza N+1. N è la dimensione del carico necessaria per il funzionamento delle attrezzature del data center. In questo caso la consideriamo pari a 90 kVA. Lo schema N+1 significa che nella sistema c'è 1 elemento di riserva non utilizzato fino al guasto.
Con l'uso di un sistema di continuità monoblocco da 90 kVA per realizzare lo schema N+1, sarà necessario utilizzare un altro blocco identico. Pertanto, l'eccesso totale del sistema sarà di 90 kVA.
Utilizzando UPS modulari da 30 kVA, la situazione è diversa. Con lo stesso carico, per realizzare lo schema N+1 sarà necessario un altro modulo identico. Pertanto, l'eccesso totale del sistema sarà di soli 30 kVA.
Da qui si deduce che l'uso di alimentatori modulari consente di ridurre il consumo energetico del data center nel suo complesso.
Economia
Se si confrontano due gruppi di continuità della stessa potenza, un modello monoblocco è più economico di uno modulare. Per questo motivo, i gruppi di continuità monoblocco continuano a essere popolari. Tuttavia, l'aumento della potenza in uscita raddoppierà il costo del sistema, poiché dovrà essere aggiunto un ulteriore modulo identico a quello esistente. Inoltre, sarà necessario installare pannelli di commutazione e quadri di distribuzione, nonché stendere nuove linee di cablaggio.
Utilizzando alimentatori modulari, è possibile aumentare gradualmente la potenza del sistema. Ciò significa che sarà necessario acquistare solo un numero sufficiente di moduli per soddisfare la domanda di alimentazione esistente, senza surplus non necessario.
Conclusione
Le gruppi di continuità monoposto si caratterizzano per il loro prezzo contenuto, sono semplici da configurare e da usare. Tuttavia, aumentano il consumo energetico dei data center e sono difficili da scalare. Questi sistemi sono adatti ed efficaci dove sono richieste potenze ridotte e non è previsto un ampliamento.
Gli UPS modulari sono caratterizzati da una facile scalabilità, tempi di ripristino minimi, alta affidabilità e funzionalità. Questi sistemi sono ottimali per aumentare la potenza dei data center senza limiti e con costi minimi.
Fonte: habr.com
