Um guia rápido para iniciantes sobre por que os UPS modulares são superiores e como isso aconteceu.
Os sistemas de alimentação ininterrupta (UPS) para centros de dados são divididos em duas grandes categorias de acordo com sua arquitetura: monobloco e modular. Os primeiros pertencem ao tipo tradicional de UPS, enquanto os segundos são relativamente novos e mais avançados.
Quais são as diferenças entre os UPS monobloco e modular
Nos UPS monobloco, a potência de saída é fornecida por um único bloco de potência. Nos UPS modulares, os principais componentes são realizados em módulos individuais, que são colocados em racks padronizados e trabalham em conjunto. Cada um desses módulos é equipado com um processador de controle, carregador, inversor e retificador, e representa uma parte de potência completa do UPS.
Vamos explicar isso com um exemplo simples. Se pegarmos dois sistemas de alimentação ininterrupta – um monobloco e um modular – com potência de 40 kVA, o primeiro terá um único módulo de potência de 40 kVA, enquanto o segundo consistirá, por exemplo, em quatro módulos de potência de 10 kVA cada.
Capacidades de escalabilidade
Ao usar UPS monobloco, à medida que a necessidade de energia elétrica aumenta, é necessário adicionar em paralelo um novo bloco completo de mesma potência. Este é um processo bastante complicado.
As soluções modulares oferecem maior flexibilidade de design. Nesse caso, um ou mais módulos podem ser conectados a um bloco já em funcionamento. Este é um procedimento relativamente simples que pode ser realizado em pouco tempo.
Capacidades de aumento gradual de potência
O aumento gradual de potência é importante na fase inicial de operação do centro de dados. É bastante lógico que nos primeiros meses, ele esteja carregado em 30-40%. É mais prático e econômico usar sistemas de alimentação ininterrupta projetados exatamente para essa potência. À medida que a base de clientes aumenta, a carga no centro de dados crescerá e, com ela, a necessidade de energia adicional.
A potência do UPS pode ser aumentada gradualmente junto com a infraestrutura técnica. Usando sistemas de alimentação ininterrupta monobloco, o aumento gradual de potência é praticamente impossível. Com os UPS modulares, isso é facilmente realizado.
Confiabilidade do UPS
Falando sobre confiabilidade, estaremos trabalhando com duas definições: o tempo médio entre falhas (MTBF) e o tempo médio de recuperação do sistema (MTTR).
O MTBF é uma medida probabilística. O valor do tempo médio entre falhas é baseado no seguinte postulado: a confiabilidade do sistema diminui à medida que aumenta o número de seus componentes.
Neste parâmetro, os UPS monobloco têm vantagem. A razão é simples: nos sistemas de alimentação ininterrupta modulares, há mais elementos de construção e conexões desmontáveis, cada um dos quais é considerado um ponto potencial de falha. Assim, teoricamente, a possibilidade de falha é maior aqui.
No entanto, para sistemas de alimentação ininterrupta utilizados em data centers, o que importa não é a falha em si, mas quanto tempo o UPS permanecerá fora de operação. Esse parâmetro é definido pelo tempo médio de recuperação do sistema (MTTR).
Aqui, a vantagem é dos módulos. Eles têm um valor de MTTR baixo, pois qualquer módulo pode ser rapidamente substituído sem interrupção no fornecimento de energia. Para isso, é necessário que esse módulo esteja em estoque, e sua desmontagem e instalação podem ser realizadas por um único especialista. Na prática, isso leva não mais do que 30 minutos.
Com os sistemas de alimentação ininterrupta monobloco, a situação é significativamente mais complicada. Não é possível realizar o reparo tão rapidamente. Isso pode levar de várias horas a vários dias.
Para determinar a resiliência do sistema, pode-se usar outro parâmetro - disponibilidade ou, de outra forma, operacionalidade. Este indicador é maior quanto maior o tempo médio entre falhas (MTBF) e quanto menor o tempo médio de recuperação do sistema (MTTR). A fórmula correspondente é:
disponibilidade média (operacionalidade) =
Em relação aos UPS modulares, a situação é a seguinte: seu valor de MTBF é menor do que o dos monoblocos, mas, ao mesmo tempo, eles apresentam um índice de MTTR significativamente mais baixo. Como resultado, a operacionalidade dos sistemas de alimentação ininterrupta modulares se mostra superior.
Consumo de energia
Um sistema monobloco requer significativamente mais consumo de energia, pois é redundante. Vamos explicar isso com um exemplo do esquema de reserva N+1. N é a carga necessária para a operação do equipamento do data center. No nosso caso, vamos considerá-la igual a 90 kVA. O esquema N+1 significa que na sistema, antes da falha, 1 elemento reserva permanece inativo.
Ao usar uma fonte de alimentação ininterrupta monobloco de 90 kVA para implementar o esquema N+1, será necessário usar mais um bloco igual. Assim, a redundância total do sistema será de 90 kVA.
Ao usar fontes de alimentação modulares de 30 kVA, a situação é diferente. Com a mesma carga, para implementar o esquema N+1, será necessário mais um módulo igual. Portanto, a redundância total do sistema será não 90 kVA, mas apenas 30 kVA.
Daí a conclusão: o uso de fontes de alimentação modulares permite reduzir o consumo de energia do data center como um todo.
Economia
Se considerarmos duas fontes de alimentação ininterrupta de mesma potência, a monobloco é mais barata que a modular. Por essa razão, as fontes de alimentação monobloco permanecem populares. No entanto, aumentar a potência de saída dobrará o custo do sistema, pois será necessário adicionar mais um bloco igual ao existente. Além disso, surgirá a necessidade de instalar painéis de comutação e quadros de distribuição, bem como de instalar novas linhas de cabos.
Ao usar fontes de alimentação ininterruptas modulares, a potência do sistema pode ser expandida gradualmente. Assim, o investimento deve ser feito na aquisição de um número adequado de módulos que atendam à demanda atual por energia. Sem reservas desnecessárias.
Conclusão
As fontes de alimentação ininterruptas monobloco se destacam pelo baixo custo, facilidade de configuração e operação. No entanto, elas aumentam o consumo de energia do data center e são difíceis de escalar. Esses sistemas são convenientes e eficazes onde são necessárias potências pequenas e não se prevê expansão.
As fontes de alimentação ininterruptas modulares são caracterizadas por fácil escalabilidade, mínimo tempo de recuperação, alta confiabilidade e operação. Esses sistemas são ideais para aumentar a potência do data center a quaisquer limites com custos mínimos.
Fonte: habr.com
