Um breve programa educacional para iniciantes sobre por que os UPSs modulares são mais legais e como isso aconteceu.
Com base em sua arquitetura, as fontes de alimentação ininterruptas para data centers são divididas em dois grandes grupos: monobloco e modulares. Os primeiros pertencem ao tipo tradicional de UPS, os últimos são relativamente novos e mais avançados.
Qual é a diferença entre UPSs monobloco e modulares?
Em fontes de alimentação ininterruptas monobloco, a potência de saída é fornecida por uma unidade de potência. Nos UPSs modulares, os componentes principais são feitos na forma de módulos separados, que são colocados em gabinetes unificados e funcionam juntos. Cada um desses módulos está equipado com um processador de controle, carregador, inversor, retificador e representa uma parte de potência completa do UPS.
Vamos explicar isso com um exemplo simples. Se tomarmos duas fontes de alimentação ininterruptas - monobloco e modular - com potência de 40 kVA, então a primeira terá um módulo de potência com potência de 40 kVA, e a segunda será composta, por exemplo, por quatro módulos de potência com potência de 10 kVA cada.
Opções de escala
Ao usar UPSs monobloco com aumento na demanda de energia, é necessário conectar outra unidade completa com a mesma potência em paralelo à existente. Este é um processo bastante complicado.
Soluções modulares oferecem maior flexibilidade de design. Neste caso, um ou mais módulos podem ser conectados a uma unidade já em funcionamento. Este é um procedimento bastante simples que pode ser concluído em pouco tempo.
Possibilidade de aumento suave de potência
Um aumento suave de potência é importante no estágio inicial da operação do data center. É bastante lógico que nos primeiros meses esteja 30-40% carregado. É mais prático e econômico utilizar fontes de alimentação ininterruptas projetadas especificamente para esta alimentação. À medida que a base de clientes se expande, a carga do data center aumentará e, com isso, aumentará a necessidade de fornecimento de energia adicional.
É conveniente aumentar a potência do UPS passo a passo junto com a infraestrutura técnica. Ao usar fontes de alimentação ininterruptas monobloco, em princípio, um aumento suave de potência é impossível. Com UPS modulares isto é fácil de implementar.
Confiabilidade do no-break
Ao falar sobre confiabilidade, utilizaremos dois conceitos: tempo médio entre falhas (MTBF) e tempo médio para reparo (MTTR).
O MTBF é um valor probabilístico. O valor do tempo médio entre falhas baseia-se no seguinte postulado: a confiabilidade de um sistema diminui com o aumento do número de seus componentes.
Neste parâmetro, os UPSs monobloco levam vantagem. A razão é simples: as fontes de alimentação ininterruptas modulares possuem mais componentes e conectores, cada um dos quais é considerado um potencial ponto de falha. Conseqüentemente, teoricamente a possibilidade de falha é maior aqui.
No entanto, para fontes de alimentação ininterruptas utilizadas em data centers, não é a falha em si que é importante, mas por quanto tempo o UPS permanecerá inoperante. Este parâmetro é determinado pelo tempo médio de restauração do sistema (MTTR).
Aqui a vantagem já está do lado dos blocos modulares. Eles apresentam MTTR baixo porque qualquer módulo pode ser substituído rapidamente sem interromper a fonte de alimentação. Para isso, é necessário que este módulo esteja em estoque, e sua desmontagem e instalação podem ser realizadas por um especialista. Na verdade, não leva mais de 30 minutos.
Com fontes de alimentação ininterruptas monobloco a situação é muito mais complicada. Não será possível repará-los tão rapidamente. Isto pode levar de várias horas a vários dias.
Para determinar a tolerância a falhas de um sistema, você pode usar mais um parâmetro - disponibilidade ou operabilidade. Este indicador é tanto maior quanto maior o tempo médio entre falhas (MTBF) e menor o tempo médio de recuperação do sistema (MTTR). A fórmula correspondente é a seguinte:
disponibilidade média (operabilidade) =
Em relação aos UPS modulares, a situação é a seguinte: o seu valor de MTBF é inferior ao dos UPS monobloco, mas ao mesmo tempo têm um valor de MTTR significativamente inferior. Como resultado, o desempenho das fontes de alimentação ininterruptas modulares é maior.
Consumo de energia
Um sistema monobloco requer significativamente mais energia porque é redundante. Vamos explicar isso usando um exemplo para o esquema de redundância N+1. N é a quantidade de carga necessária para operar o equipamento do data center. No nosso caso, consideraremos igual a 90 kVA. O esquema N+1 significa que 1 elemento de reserva permanece sem uso no sistema antes de uma falha.
Ao utilizar uma fonte de alimentação ininterrupta monobloco com potência de 90 kVA, para implementar o circuito N+1, será necessário utilizar outra unidade idêntica. Como resultado, a redundância total do sistema será de 90 kVA.
Ao usar UPSs modulares com capacidade de 30 kVA, a situação é diferente. Com a mesma carga, para implementar o circuito N+1, será necessário outro módulo do mesmo tipo. Como resultado, a redundância total do sistema não será mais de 90 kVA, mas apenas de 30 kVA.
Daí a conclusão: o uso de fontes de alimentação modulares pode reduzir o consumo de energia do data center como um todo.
Economia
Se você usar duas fontes de alimentação ininterruptas com a mesma potência, a monobloco será mais barata que a modular. Por esta razão, os UPSs monobloco continuam populares. Porém, aumentar a potência de saída duplicará o custo do sistema, pois outra unidade idêntica terá que ser adicionada à existente. Além disso, será necessária a instalação de painéis de conexão e quadros de distribuição, bem como a instalação de novas linhas de cabos.
Ao usar fontes de alimentação ininterruptas modulares, a potência do sistema pode ser aumentada sem problemas. Isso significa que você terá que gastar dinheiro na compra de um número suficiente de módulos que sejam suficientes para satisfazer as necessidades existentes de fonte de alimentação. Sem estoque desnecessário.
Conclusão
As fontes de alimentação ininterruptas monobloco são baratas e fáceis de configurar e operar. Ao mesmo tempo, aumentam o consumo de energia do data center e são difíceis de escalar. Tais sistemas são convenientes e eficientes onde são necessárias pequenas capacidades e a sua expansão não é esperada.
Os UPSs modulares são caracterizados por fácil escalabilidade, tempo mínimo de recuperação, alta confiabilidade e disponibilidade. Esses sistemas são ideais para aumentar a capacidade do data center em qualquer medida e com custo mínimo.
Fonte: habr.com