आधुनिक स्थिर आणि रोटरी यूपीएसची तुलना. स्थिर UPS ने त्यांची मर्यादा गाठली आहे का?

IT उद्योग बाजार हा अखंडित वीज पुरवठा (UPS) चा सर्वात मोठा ग्राहक आहे, जे सर्व उत्पादित UPS पैकी अंदाजे 75% वापरतात. एंटरप्राइझ, व्यावसायिक आणि अल्ट्रा-लार्ज यासह सर्व प्रकारच्या डेटा केंद्रांना UPS उपकरणांची वार्षिक जागतिक विक्री $3 अब्ज आहे. त्याच वेळी, डेटा सेंटरमध्ये यूपीएस उपकरणांच्या विक्रीतील वार्षिक वाढ 10% च्या जवळ येत आहे आणि असे दिसते की ही मर्यादा नाही.

डेटा केंद्रे अधिक मोठी होत आहेत आणि यामुळे ऊर्जा पायाभूत सुविधांसाठी नवीन आव्हाने निर्माण होत आहेत. स्थिर यूपीएस डायनॅमिकपेक्षा श्रेष्ठ आणि त्याउलट कसे आहेत याबद्दल दीर्घ वादविवाद चालू असताना, बहुतेक अभियंते सहमत होतील की एक गोष्ट म्हणजे ती हाताळण्यासाठी अधिक योग्य इलेक्ट्रिकल मशीन्स: जनरेटर. जनरेटरचा वापर केला जातो. पॉवर प्लांटमध्ये विद्युत ऊर्जा.

सर्व डायनॅमिक यूपीएस मोटर जनरेटर वापरतात, परंतु ते भिन्न डिझाइनचे असतात आणि निश्चितपणे भिन्न वैशिष्ट्ये आणि वैशिष्ट्ये असतात. या बर्‍यापैकी सामान्य UPSs पैकी एक म्हणजे यांत्रिकरित्या जोडलेले डिझेल इंजिन - एक डिझेल रोटरी UPS (DRIBP). तथापि, डेटा सेंटर बांधणीच्या जागतिक सरावामध्ये, खरी स्पर्धा स्थिर यूपीएस आणि आणखी एक डायनॅमिक यूपीएस तंत्रज्ञान - रोटरी यूपीएस यांच्यात आहे, जे इलेक्ट्रिकल मशीनचे संयोजन आहे जे नैसर्गिक आकार आणि पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्सचे साइनसॉइडल व्होल्टेज तयार करते. अशा रोटरी यूपीएसमध्ये ऊर्जा साठवण उपकरणांसह विद्युत कनेक्शन असते, जे एकतर बॅटरी किंवा फ्लायव्हील्स असू शकतात.

नियंत्रण तंत्रज्ञानातील आधुनिक प्रगती, विश्वासार्हता, कार्यक्षमता आणि उर्जा घनता, तसेच UPS पॉवरची कमी युनिट किंमत हे स्थिर UPS साठी अद्वितीय नसलेले घटक आहेत. अलीकडेच सादर केलेली पिलर UB-V मालिका हा एक योग्य पर्याय आहे.

आधुनिक मोठ्या डेटा सेंटरसाठी कोणते तंत्रज्ञान श्रेयस्कर आहे या संदर्भात UPS प्रणालीचे मूल्यांकन आणि निवड करण्याच्या काही प्रमुख निकषांकडे आपण पुढे पाहू.

1. भांडवली खर्च

हे खरे आहे की स्टॅटिक यूपीएस लहान यूपीएस सिस्टमसाठी प्रति किलोवॅट कमी किंमत देऊ शकतात, परंतु जेव्हा मोठ्या पॉवर सिस्टमचा विचार केला जातो तेव्हा तो फायदा लवकर बाष्पीभवन होतो. स्थिर UPS उत्पादकांना अपरिहार्यपणे अंगीकारण्यास भाग पाडणारी मॉड्यूलर संकल्पना लहान रेट केलेल्या UPS च्या मोठ्या संख्येच्या समांतर कनेक्शनभोवती फिरते, उदाहरणार्थ खालील उदाहरणाप्रमाणे 1 kW आकारात. हा दृष्टीकोन आपल्याला दिलेल्या सिस्टम आउटपुट पॉवरचे आवश्यक मूल्य प्राप्त करण्यास अनुमती देतो, परंतु अनेक डुप्लिकेट घटकांच्या जटिलतेमुळे, रोटरी यूपीएसवर आधारित सोल्यूशनच्या किंमतीच्या तुलनेत 250-20% किमतीचा फायदा गमावतो. शिवाय, मॉड्यूल्सच्या या समांतर कनेक्शनला देखील एका यूपीएस सिस्टममधील युनिट्सच्या संख्येवर मर्यादा आहेत, त्यानंतर समांतर मॉड्यूलर सिस्टम स्वतःच समांतर असणे आवश्यक आहे, जे अतिरिक्त वितरण उपकरणे आणि केबल्समुळे सोल्यूशनची किंमत वाढवते.

टेबल 1. 48 मेगावॅटच्या आयटी लोडसाठी सोल्यूशनचे उदाहरण. UB-V मोनोब्लॉक्सचा मोठा आकार वेळ आणि पैसा वाचवतो.

2. विश्वसनीयता

अलिकडच्या वर्षांत, डेटा केंद्रे अधिकाधिक कमोडिटाइज्ड एंटरप्राइजेस बनली आहेत, तर विश्वासार्हता वाढत्या प्रमाणात गृहीत धरली जात आहे. या संदर्भात, यामुळे भविष्यात समस्या उद्भवतील अशी चिंता वाढत आहे. ऑपरेटर जास्तीत जास्त दोष सहिष्णुता ("9" ची संख्या) साठी प्रयत्नशील असल्याने आणि असे मानले जाते की स्थिर UPS तंत्रज्ञानातील उणिवा त्वरीत आणि गरम-स्वॅप UPS मॉड्यूल्सच्या क्षमतेमुळे दुरुस्तीसाठी कमी वेळेत (MTTR) उत्तम प्रकारे मात करतात. पण हा युक्तिवाद स्वतःचा पराभव करणारा असू शकतो. जितके जास्त मॉड्यूल्स गुंतलेले असतील तितकी बिघाड होण्याची शक्यता जास्त आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, अशा बिघाडामुळे एकूण सिस्टममध्ये लोड कमी होण्याची जोखीम जास्त असते. अजिबात क्रॅश नसणे चांगले.

सामान्य ऑपरेशन दरम्यान अपयश (MTBF) दरम्यानच्या वेळेच्या मूल्यावर उपकरणांच्या अपयशाच्या संख्येच्या अवलंबनाचे उदाहरण अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. 1 आणि संबंधित गणना.

तांदूळ. 1. MTBF इंडिकेटरवरील उपकरणांच्या बिघाडांच्या संख्येचे अवलंबन.

सामान्य ऑपरेशन दरम्यान उपकरणाच्या अपयशाची संभाव्यता Q(t) सामान्य अपयश वक्र आलेखाच्या विभाग (II) मध्ये, यादृच्छिक चलांच्या घातांकीय वितरण कायद्याद्वारे चांगले वर्णन केले आहे Q(t) = e-(λx t), जेथे λ = 1/MTBF - तीव्रता अपयश, आणि t ही तासांमध्ये कार्य वेळ आहे. त्यानुसार, टाईम t नंतर सर्व इंस्टॉलेशनच्या सुरुवातीच्या संख्येपासून N(t) इंस्टॉलेशन्स समस्यामुक्त स्थितीत असतील N(0): N(t) = Q(t)*N(0).

स्टॅटिक UPS चे सरासरी MTBF 200.000 तास आहे आणि UB-V पिलर सिरीज रोटरी UPS चे MTBF 1.300.000 तास आहे. गणना दर्शविते की 10 वर्षांच्या ऑपरेशनच्या कालावधीत, 36% स्थिर UPS ला अपघात होईल आणि फक्त 7% रोटरी UPS ला. UPS उपकरणांचे वेगवेगळे प्रमाण (टेबल 1) विचारात घेतल्यास, याचा अर्थ 86 स्थिर UPS मॉड्यूल्सपैकी 240 अपयशी आणि 2 Piller रोटरी UPS मॉड्यूल्सपैकी 20 अपयश, त्याच डेटा सेंटरवर 48 पेक्षा जास्त 10 MW च्या उपयुक्त IT लोडसह. ऑपरेशनची वर्षे.

रशिया आणि जगभरातील डेटा सेंटर्सवर स्थिर UPS चालवण्याचा अनुभव मुक्त स्त्रोतांकडून उपलब्ध असलेल्या अपयश आणि दुरुस्तीच्या आकडेवारीवर आधारित, वरील गणनांच्या विश्वासार्हतेची पुष्टी करतो.

सर्व पिलर रोटरी UPS, आणि विशेषतः UB-V मालिका, शुद्ध साइन वेव्ह निर्माण करण्यासाठी इलेक्ट्रिकल मशीन वापरतात आणि पॉवर कॅपेसिटर आणि IGBT ट्रान्झिस्टर वापरू नका, जे बहुतेकदा सर्व स्थिर UPS मध्ये अपयशाचे कारण असतात. शिवाय, स्थिर यूपीएस हा वीज पुरवठा प्रणालीचा एक जटिल भाग आहे. जटिलतेमुळे विश्वासार्हता कमी होते. UB-V रोटरी UPS मध्ये कमी घटक असतात आणि अधिक मजबूत सिस्टीम डिझाइन (मोटर-जनरेटर), ज्यामुळे विश्वासार्हता वाढते.

3. ऊर्जा कार्यक्षमता

आधुनिक स्टॅटिक UPS मध्ये त्यांच्या पूर्ववर्ती पेक्षा जास्त ऑनलाइन (किंवा "सामान्य" मोड) ऊर्जा कार्यक्षमता असते. सामान्यत: 96,3% च्या पीक कार्यक्षमता मूल्यांसह. उच्च आकडे सहसा उद्धृत केले जातात, परंतु हे केवळ तेव्हाच साध्य होते जेव्हा स्टॅटिक UPS ऑनलाइन आणि पर्यायी मोड्स (उदा. ECO-मोड) दरम्यान स्विच करून कार्य करते. तथापि, वैकल्पिक ऊर्जा-बचत मोड वापरताना, लोड कोणत्याही संरक्षणाशिवाय बाह्य नेटवर्कवरून चालते. या कारणास्तव, व्यवहारात, बहुतेक प्रकरणांमध्ये डेटा सेंटर फक्त ऑनलाइन मोड वापरतात.

रोटरी UPS ची पिलर UB-V मालिका सामान्य ऑपरेशन दरम्यान स्थिती बदलत नाही, तर 98% लोड स्तरावर 100% पर्यंत कार्यक्षमता ऑनलाइन आणि 97% लोड स्तरावर 50% कार्यक्षमता प्रदान करते.

ऊर्जा कार्यक्षमतेतील हा फरक आपल्याला ऑपरेशन दरम्यान विजेवर लक्षणीय बचत मिळविण्यास अनुमती देतो (टेबल 2).

टेबल 2. 48 मेगावॅट आयटी लोडसह डेटा सेंटरमध्ये ऊर्जा खर्च वाचवणे.

4. जागा व्यापलेली

IGBT तंत्रज्ञानाच्या संक्रमणामुळे आणि ट्रान्सफॉर्मर्सच्या निर्मूलनामुळे सामान्य हेतूचे स्थिर UPS लक्षणीयरीत्या अधिक कॉम्पॅक्ट झाले आहेत. तथापि, ही परिस्थिती लक्षात घेऊनही, UB-V मालिकेतील रोटरी UPS प्रति युनिट पॉवरने व्यापलेल्या जागेच्या दृष्टीने 20% किंवा त्याहून अधिक वाढ देतात. परिणामी जागेची बचत ऊर्जा केंद्राची शक्ती वाढविण्यासाठी आणि अतिरिक्त सर्व्हर सामावून घेण्यासाठी इमारतीची "पांढरी", उपयुक्त जागा वाढविण्यासाठी दोन्ही वापरली जाऊ शकते.

तांदूळ. 2. विविध तंत्रज्ञानाच्या 2 MW UPS ने व्यापलेली जागा. स्केल करण्यासाठी वास्तविक स्थापना.

5. उपलब्धता

चांगल्या प्रकारे डिझाइन केलेल्या, तयार केलेल्या आणि ऑपरेट केलेल्या डेटा सेंटरच्या प्रमुख निर्देशकांपैकी एक म्हणजे त्याची उच्च लवचिकता घटक. 100% अपटाइम हे नेहमीच एक ध्येय असते, परंतु अहवाल सूचित करतात की जगातील 30% पेक्षा जास्त डेटा केंद्रांना दरवर्षी किमान एक अनियोजित आउटेजचा अनुभव येतो. यापैकी बरेच मानवी चुकांमुळे होतात, परंतु ऊर्जा पायाभूत सुविधा देखील महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. UB-V मालिका मोनोब्लॉक डिझाइनमध्ये सिद्ध पिलर रोटरी UPS तंत्रज्ञान वापरते, ज्याची विश्वासार्हता इतर सर्व तंत्रज्ञानापेक्षा लक्षणीय आहे. शिवाय, योग्यरित्या नियंत्रित वातावरण असलेल्या डेटा सेंटरमध्ये UB-V UPS ला देखभालीसाठी वार्षिक शटडाउनची आवश्यकता नसते.

6. लवचिकता

बर्‍याचदा, डेटा सेंटर आयटी सिस्टम 3-5 वर्षांत अद्ययावत आणि आधुनिक केल्या जातात. त्यामुळे, पॉवर आणि कूलिंग इन्फ्रास्ट्रक्चर्स हे सामावून घेण्यासाठी पुरेशा लवचिक आणि भविष्यासाठी पुरेशा प्रमाणात असणे आवश्यक आहे. दोन्ही पारंपारिक स्थिर UPS आणि UB-V UPS विविध प्रकारे कॉन्फिगर केले जाऊ शकतात.

तथापि, उत्तरार्धावर आधारित उपायांची श्रेणी विस्तृत आहे, आणि सर्वसाधारणपणे, हे या लेखाच्या व्याप्तीच्या पलीकडे असल्याने, ते 6-30 केव्हीच्या मध्यम व्होल्टेज व्होल्टेजवर अखंड वीज पुरवठा प्रणाली लागू करणे शक्य करते. N+1 कॉन्फिगरेशनमधील टियर IV UI पातळीशी संबंधित, वेगळ्या समांतर बस (IP बस) सह किफायतशीर, अत्यंत विश्वासार्ह प्रणाली तयार करण्यासाठी, अक्षय आणि पर्यायी जनरेशन स्त्रोतांसह नेटवर्कवर कार्य करा.

निष्कर्ष म्हणून, अनेक निष्कर्ष काढले जाऊ शकतात. जेव्हा आर्थिक निर्देशक, विश्वासार्हता, प्रतिष्ठा या बाबींवर नियंत्रण ठेवणे आणि पर्यावरणीय प्रभाव कमी करणे आवश्यक असते तेव्हा डेटा सेंटर्स जितके अधिक विकसित होतील तितके त्यांना ऑप्टिमाइझ करण्याचे कार्य अधिक जटिल होते. स्थिर UPS डेटा केंद्रांमध्ये भविष्यात वापरल्या जात आहेत आणि वापरल्या जातील. तथापि, हे देखील निर्विवाद आहे की वीज पुरवठा प्रणालीच्या क्षेत्रात विद्यमान पध्दतींचे पर्याय आहेत ज्यांचे "चांगल्या जुन्या स्टॅटिक्स" वर लक्षणीय फायदे आहेत.

स्त्रोत: www.habr.com