Un scurt ghid pentru începători despre de ce UPS-urile modulare sunt superioare și cum s-a ajuns la asta.
Sursele de alimentare neîntreruptibile pentru centrele de date se împart în două mari categorii, conform arhitecturii: monobloc și modular. Primul tip aparține categoriilor tradiționale de UPS, în timp ce al doilea este relativ nou și mai avansat.
Care sunt diferențele dintre UPS-urile monobloc și modulare
În sursele de alimentare neîntreruptibile monobloc, puterea de ieșire este asigurată de un singur bloc de putere. În UPS-urile modulare, componentele principale sunt realizate sub formă de module separate, care sunt amplasate în dulapuri unificate și lucrează împreună. Fiecare dintre aceste module este echipat cu un procesor de control, un încărcător, un invertor, un redresor și reprezintă o parte completă a sursei de alimentare neîntreruptibile.
Să explicăm cu un exemplu simplu. Dacă luăm două surse de alimentare neîntreruptibile - una monobloc și una modulară - fiecare cu o putere de 40 kVA, prima va avea un singur modul de putere de 40 kVA, iar cea de-a doua va consta, de exemplu, din patru module de putere de 10 kVA fiecare.
Posibilități de scalabilitate
Atunci când se folosesc UPS-uri monobloc, pe măsură ce crește necesitatea de alimentare electrică, trebuie să conectați în paralel un alt bloc complet de aceeași putere. Acest proces este destul de complex.
Soluțiile modulare oferă o flexibilitate constructivă mai mare. În acest caz, la un bloc care funcționează deja se pot conecta unul sau mai multe module. Aceasta este o procedură relativ simplă, care poate fi realizată într-un timp scurt.
Posibilități de creștere graduală a puterii
Creșterea graduală a puterii este importantă în etapa inițială de funcționare a unui centru de date. Este logic ca în primele luni să fie încărcat în proporție de 30–40%. Este mai practic și mai economic să folosiți surse de alimentare neîntreruptibile concepute special pentru această putere. Pe măsură ce baza de clienți se extinde, încărcarea centrului de date va crește, iar împreună cu aceasta va crește și necesitatea de alimentare electrică suplimentară.
Puterea UPS poate fi extinsă treptat împreună cu infrastructura tehnică. Utilizarea surselor de alimentare neîntreruptă monobloc face imposibilă creșterea treptată a puterii în principiu. Cu UPS-uri modulare, aceasta se realizează cu ușurință.
Fiabilitatea UPS
Vorbind despre fiabilitate, ne vom folosi de două concepte: timpul mediu între defectări (MTBF) și timpul mediu de recuperare a sistemului (MTTR).
MTBF este o mărime probabilistică. Valoarea timpului mediu între defectări se bazează pe următoarea postulat: fiabilitatea sistemului scade odată cu creșterea numărului de componente.
Din acest punct de vedere, avantajul este de partea UPS-urilor monobloc. Motivul este simplu: sursele de alimentare neîntreruptă modulare au mai multe elemente constructive și conectori separabili, fiecare dintre care este considerat un punct potențial de defectare. Prin urmare, teoretic, posibilitatea de defectare este mai mare aici.
Cu toate acestea, pentru sursele de alimentare neîntreruptă utilizate în data centere, nu este importantă doar defectarea în sine, ci cât timp UPS-ul va rămâne nefuncțional. Acest parametru este determinat de timpul mediu de recuperare a sistemului (MTTR).
Aici avantajul este deja de partea blocurilor modulare. Acestea au un MTTR scăzut, deoarece orice modul poate fi înlocuit rapid fără a întrerupe alimentarea cu energie. Pentru aceasta, este necesar să existe un astfel de modul pe stoc, iar demontarea și instalarea pot fi realizate de un singur specialist. De fapt, acest proces durează nu mai mult de 30 de minute.
Situația cu sursele de alimentare neîntreruptă monobloc este semnificativ mai complicată. Repararea acestora nu poate fi efectuată atât de rapid. Aceasta poate dura de la câteva ore până la câteva zile.
Pentru a determina reziliența sistemului, se poate folosi un alt parametru - disponibilitatea sau, altfel spus, funcționalitatea. Acest indicator este mai mare cu cât timpul mediu între defectări (MTBF) este mai mare și timpul mediu de recuperare a sistemului (MTTR) este mai mic. Formula corespunzătoare arată astfel:
disponibilitatea medie (funcționalitate) =
În cazul sistemelor UPS modulare, situația este astfel: valoarea lor MTBF este mai mică decât cea a celor monobloc, dar simultan au un indice MTTR semnificativ mai scăzut. Ca urmare, fiabilitatea surselor de alimentare neîntreruptă modulare este mai mare.
Consumul de energie
Sistemul monobloc necesită costuri de energie semnificativ mai mari, deoarece este redundant. Să explicăm acest lucru prin exemplul unui schema de rezervă N+1. N este valoarea sarcinii necesare pentru funcționarea echipamentului din centrul de date. În cazul nostru, să luăm aceasta egală cu 90 kVA. Schema N+1 înseamnă că în sistem, înainte de o defecțiune, rămâne neutilizat 1 element de rezervă.
Utilizând o sursă de alimentare neîntreruptă monobloc de 90 kVA pentru implementarea schemei N+1 va fi necesar să folosiți încă un bloc de același tip. În cele din urmă, redundanța totală a sistemului va fi de 90 kVA.
În cazul utilizării UPS-urilor modulare de 30 kVA, situația este diferită. Cu aceeași sarcină, pentru a implementa schema N+1 va fi necesar să folosiți încă un modul de același tip. Ca urmare, redundanța totală a sistemului va fi nu 90 kVA, ci doar 30 kVA.
Concluzia este: utilizarea surselor de alimentare modulare permite reducerea consumului de energie al centrului de date în ansamblu.
Economia
Dacă luăm două surse de alimentare neîntreruptă de aceeași putere, atunci un sistem monobloc costă mai puțin decât unul modular. Din acest motiv, sistemele monobloc rămân populare. Cu toate acestea, creșterea puterii de ieșire va dubla costul sistemului, deoarece va trebui să adăugăm încă un astfel de bloc la cel existent. În plus, va apărea necesitatea instalării panourilor de comutație și a tablourilor electrice, precum și a traseelor pentru cablurile noi.
Prin utilizarea surselor de alimentare neîntreruptă modulare, puterea sistemului poate fi crescută treptat. Aceasta înseamnă că investiția se va face în achiziționarea unui număr de module suficiente pentru a satisface nevoile existente de alimentare electrică, fără coeficienți de rezervă inutili.
Concluzie
Sursele de alimentare neîntreruptă monobloc se remarcă prin prețul scăzut, sunt ușor de configurat și utilizat. Totuși, acestea cresc consumul de energie al centrului de date și sunt greu de scalat. Aceste sisteme sunt convenabile și eficiente acolo unde sunt necesare puteri mici și nu se preconizează expansiunea acestora.
UPS modulare sunt caracterizate prin scalabilitate ușoară, timp minim de recuperare, înaltă fiabilitate și funcționare. Aceste sisteme sunt optime pentru creșterea capacității datacentrelor fără costuri semnificative.
Sursa: habr.com
