Monoblokker mot modulære UPS-er

En kort guide for nybegynnere om hvorfor modulære UPS-er er overlegne og hvordan det har blitt slik.

Strømforsyninger for datasentre kan deles inn i to hovedgrupper basert på byggemåte: monoblokker og modulære. De første tilhører den tradisjonelle typen UPS, mens de sistnevnte er relativt nye og mer avanserte.

Hva skiller monoblokker og modulære UPS-er?

I monoblokk UPS-er sikres utgangseffekten av én kraftmodul. I modulære UPS-er består hovedkomponentene av separate moduler som plasseres i standardiserte skap og fungerer sammen. Hver av disse modulene er utstyrt med en kontroller, en ladypress, en inverter og en likeretter, og utgjør en fullverdig kraftdel av UPS-en.

La oss forklare dette med et enkelt eksempel. Hvis vi tar to UPS-er – en monoblokk og en modulær – med en effekt på 40 kVA, vil den første ha én kraftmodul med 40 kVA, mens den andre kan bestå av for eksempel fire kraftmoduler med en effekt på 10 kVA hver.

Muligheter for skalering

Ved bruk av monoblokk UPS-er, når behovet for elektrisk kraft øker, må man parallelt koble til en ny fullstendig blokk med samme effekt. Dette er en relativt komplisert prosess.

Modulære løsninger tilbyr større konstruksjonsfleksibilitet. I dette tilfellet kan man koble til én eller flere moduler til en allerede fungerende blokk. Denne prosedyren er ganske enkel og kan utføres på kort tid.

Muligheter for gradvis økning av kraften

Gradvis økning av kraften er viktig i den innledende driftsfasen av datasenteret. Det er logisk at det vil være lastet til 30–40 % de første månedene. Det er mer praktisk og kostnadseffektivt å bruke UPS-er som er dimensjonert for denne effekten. Etter hvert som kundeporteføljen vokser, vil belastningen på datasenteret øke, og dermed også behovet for ekstra elektrisk kraft.

Effekten av UPS-en kan enkelt økes trinnvis sammen med den tekniske infrastrukturen. Ved bruk av monoblok UPS-er er gradvis økning av kraften i prinsippet umulig. Med modulære UPS-er er det lett å realisere.

Pålitelighet av UPS-er

Når vi snakker om pålitelighet, vil vi bruke to begreper: gjennomsnittlig tid mellom feil (MTBF) og gjennomsnittlig gjenopprettingstid (MTTR).

MTBF er en sannsynlighetsverdi. Verdien av gjennomsnittlig tid mellom feil baserer seg på følgende postulat: systemets pålitelighet reduseres med økt antall komponenter.

På dette parameteret har monoblokkerte UPS-er en fordel. Årsaken er enkel: i modulære strømkilder er det flere konstruktive elementer og kontaktpunkter, og hver av disse betraktes som et potensielt feilpunkt. Dermed er den teoretiske muligheten for svikt her høyere.

For strømkilder som brukes i datasentre, er imidlertid ikke selve svikten det viktigste, men hvor lenge UPS-en vil være ute av drift. Dette parameteret bestemmes av den gjennomsnittlige gjenopprettingstiden (MTTR).

Her har modulære blokker allerede en fordel. De har en lav MTTR fordi enhver modul kan byttes raskt uten avbrudd i strømforsyningen. For dette må modulen være på lager, og demontering og installasjon kan utføres av én spesialist. Faktisk tar dette ikke mer enn 30 minutter.

Situasjonen med monoblokkerte strømkilder er betydelig mer komplisert. Deres reparasjon kan ikke skje så raskt. Det kan ta fra flere timer til flere dager.

For å bestemme systemets feilfrihet kan vi bruke et annet parameter – tilgjengelighet eller driftsevne. Dette tallet er høyere jo mer gjennomsnittlig tid mellom feil (MTBF) og jo lavere gjennomsnittlig gjenopprettingstid (MTTR) er. Den tilsvarende formelen ser slik ut:

gjennomsnittlig tilgjengelighet (driftsevne) =

Når det gjelder modulære UPS-er, er situasjonen slik: deres MTBF-verdi er lavere enn for monoblokkerte, men samtidig har de betydelig lavere MTTR. Som et resultat er driftsevnen til modulære strømkilder høyere.

Energiforbruk

En monoblokk-system krever betydelig høyere energiforbruk, fordi den er overflødig. La oss forklare dette med et eksempel for N+1 reservesystemet. N er verdien av belastningen som er nødvendig for å holde utstyret i datasenteret i drift. I vårt tilfelle setter vi den lik 90 kVA. N+1-systemet betyr at det er 1 reserveelement som forblir ubenyttet frem til et feiltilstand.

Når man bruker en monoblokk uavbrutt strømforsyning med en kapasitet på 90 kVA for å implementere N+1-systemet, må man bruke en tilhørende enhet. Totalt vil den samlede overflødigheten i systemet bli 90 kVA.

Når man bruker modulære UPS-systemer på 30 kVA, er situasjonen annerledes. Ved samme belastning vil det for å implementere N+1-systemet være behov for en ekstra tilsvarende modul. Den totale overflødigheten i systemet vil dermed ikke være 90 kVA, men kun 30 kVA.

Dermed er konklusjonen: Bruk av modulære strømkilder bidrar til å redusere energiforbruket i datasenteret generelt.

Økonomi

Hvis man tar to uavbrutte strømforsyninger med lik kapasitet, er monoblokk-systemet billigere enn det modulære. Av denne grunn forblir monoblokk UPS populære. Imidlertid vil en økt utgangskraft fordoble kostnadene for systemet, siden man må legge til en tilsvarende enhet til den eksisterende. I tillegg vil det være behov for installasjon av skjærepaneler og fordelingsbokser, samt å legge nye kabelledninger.

Ved bruk av modulære uavbrutte strømkilder kan systemets kapasitet økes gradvis. Det betyr at man vil bruke penger på å anskaffe så mange moduler som er nødvendig for å dekke eksisterende strømbehov. Uten unødvendige reserver.

Konklusjon

Monoblokk uavbrutte strømkilder kjennetegnes av lave kostnader, og de er enkle å konfigurere og bruke. Imidlertid øker de energiforbruket i datasenteret og er vanskelige å skalere. Slike systemer er praktiske og effektive der små kapasiteter kreves, og der utvidelse ikke er forventet.

Modulære UPS-systemer kjennetegnes av enkel skalering, minimal nedetid, høy pålitelighet og driftssikkerhet. Slike systemer er optimale for å øke datasenterets kapasitet til ethvert nivå med minimale kostnader.

Kilde: habr.com