Tregu i industrisë së IT-së është konsumatori më i madh i furnizimeve me energji të pandërprerë (UPS), duke përdorur afërsisht 75% të të gjithë UPS-ve të prodhuara. Shitjet vjetore globale të pajisjeve UPS për të gjitha llojet e qendrave të të dhënave, duke përfshirë ndërmarrjet, komerciale dhe ultra të mëdha, janë 3 miliardë dollarë. Në të njëjtën kohë, rritja vjetore e shitjeve të pajisjeve të UPS-së në qendrat e të dhënave po i afrohet 10% dhe duket se ky nuk është kufiri.
Qendrat e të dhënave po bëhen gjithnjë e më të mëdha dhe kjo, nga ana tjetër, krijon sfida të reja për infrastrukturën energjetike. Ndërsa ka një debat të gjatë rreth asaj se si UPS-të statike janë superiore ndaj atyre dinamike dhe anasjelltas, një gjë për të cilën shumica e inxhinierëve do të bien dakord është se sa më e lartë të jetë fuqia, aq më të përshtatshme janë makinat elektrike për ta trajtuar atë: gjeneratorët përdoren për të gjeneruar energjia elektrike në termocentrale.
Të gjitha UPS-të dinamike përdorin gjeneratorë motorikë, por ato janë të dizajneve të ndryshme dhe padyshim që kanë karakteristika dhe karakteristika të ndryshme. Një nga këto UPS-të mjaft të zakonshme është një zgjidhje me një motor nafte të lidhur mekanikisht - një UPS rrotullues me naftë (DRIBP). Sidoqoftë, në praktikën botërore të ndërtimit të qendrave të të dhënave, konkurrenca e vërtetë është midis UPS-ve statike dhe një teknologjie tjetër dinamike të UPS-së - UPS rrotulluese, e cila është një kombinim i një makine elektrike që prodhon një tension sinusoidal të formës natyrore dhe elektronikës së fuqisë. UPS të tilla rrotulluese kanë një lidhje elektrike me pajisjet e ruajtjes së energjisë, të cilat mund të jenë ose bateri ose volant.
Përparimet moderne në teknologjinë e kontrollit, besueshmërinë, efikasitetin dhe densitetin e fuqisë, si dhe kostoja më e ulët për njësi e fuqisë së UPS-së, janë faktorë jo unik për UPS-të statike. Seria Piller UB-V e prezantuar së fundmi është një alternativë e denjë.
Le të shohim më tej disa nga kriteret kryesore për vlerësimin dhe zgjedhjen e një sistemi UPS për një qendër moderne të madhe të dhënash, në kontekstin e së cilës teknologjia duket e preferueshme.
1. Kostot kapitale
Është e vërtetë që UPS-të statike mund të ofrojnë një çmim më të ulët për kW për sistemet më të vogla UPS, por ky avantazh zhduket shpejt kur bëhet fjalë për sistemet më të mëdha të energjisë. Koncepti modular që prodhuesit statikë të UPS-ve janë të detyruar në mënyrë të pashmangshme të miratojnë rrotullohet rreth lidhjes paralele të një numri të madh UPS-sh me fuqi të vogël nominale, për shembull me madhësi 1 kW si në shembullin më poshtë. Kjo qasje ju lejon të arrini vlerën e kërkuar të një fuqie dalëse të caktuar të sistemit, por për shkak të kompleksitetit të shumë elementëve të dyfishuar, ajo humbet 250-20% të avantazhit të kostos në krahasim me koston e një zgjidhjeje të bazuar në UPS-të rrotulluese. Për më tepër, edhe kjo lidhje paralele e moduleve ka kufizime në numrin e njësive në një sistem UPS, pas së cilës vetë sistemet modulare paralele duhet të jenë paralele, gjë që rrit më tej koston e zgjidhjes për shkak të pajisjeve dhe kabllove shtesë të shpërndarjes.
Tabela 1. Shembull i një zgjidhjeje për një ngarkesë IT prej 48 MW. Madhësia më e madhe e monoblloqeve UB-V kursen kohë dhe para.
2. Besueshmëria
Vitet e fundit, qendrat e të dhënave janë bërë gjithnjë e më shumë ndërmarrje të komoditizuara, ndërkohë që besueshmëria merret gjithnjë e më shumë si e mirëqenë. Në këtë drejtim, ka shqetësime në rritje se kjo do të sjellë probleme në të ardhmen. Ndërsa operatorët përpiqen për tolerancën maksimale të gabimeve (numri "9") dhe supozohet se mangësitë e teknologjisë statike UPS kapërcehen më së miri nga koha e ulët për riparim (MTTR) për shkak të aftësisë për të shkëmbyer shpejt dhe nxehtë modulet UPS. Por ky argument mund të jetë vetë-shkatërrues. Sa më shumë module të përfshihen, aq më e lartë është mundësia e dështimit dhe, më e rëndësishmja, aq më i lartë është rreziku që një dështim i tillë të rezultojë në humbje të ngarkesës në sistemin e përgjithshëm. Është më mirë të mos ketë fare përplasje.
Një ilustrim i varësisë së numrit të dështimeve të pajisjeve nga vlera e kohës ndërmjet dështimeve (MTBF) gjatë funksionimit normal është paraqitur në Fig. 1 dhe llogaritjet përkatëse.
Oriz. 1. Varësia e numrit të dështimeve të pajisjeve nga treguesi MTBF.
Probabiliteti i dështimit të pajisjes Q(t) gjatë funksionimit normal, në seksionin (II) të grafikut të kurbës së dështimit normal, përshkruhet mjaft mirë nga ligji i shpërndarjes eksponenciale të variablave të rastësishëm Q(t) = e-(λx t), ku λ = 1/MTBF – defekte me intensitet, dhe t është koha e funksionimit në orë. Prandaj, pas kohës t do të ketë N(t) instalime në gjendje pa probleme nga numri fillestar i të gjitha instalimeve N(0): N(t) = Q(t)*N(0).
MTBF mesatare e UPS-ve statike është 200.000 orë, dhe MTBF e UPS-ve rrotulluese të serisë UB-V Piller është 1.300.000 orë. Llogaritjet tregojnë se gjatë 10 viteve të funksionimit, 36% e UPS-ve statike do të pësojnë një aksident dhe vetëm 7% e UPS-ve rrotullues. Duke marrë parasysh sasitë e ndryshme të pajisjeve të UPS-së (Tabela 1), kjo do të thotë 86 dështime nga 240 module statike UPS dhe 2 dështime nga 20 module rrotulluese UPS Piller, në të njëjtën qendër të dhënash me një ngarkesë të dobishme IT prej 48 MW mbi 10 vitet e funksionimit.
Përvoja në funksionimin e UPS-ve statike në qendrat e të dhënave në Rusi dhe në mbarë botën konfirmon besueshmërinë e llogaritjeve të mësipërme, bazuar në statistikat e dështimeve dhe riparimeve të disponueshme nga burime të hapura.
Të gjithë UPS-të rrotullues Piller, dhe në veçanti seria UB-V, përdorin një makinë elektrike për të gjeneruar një valë të pastër sinus dhe nuk përdorin kondensatorë të energjisë dhe transistorë IGBT, të cilët shumë shpesh janë shkaku i dështimeve në të gjitha UPS-të statike. Për më tepër, një UPS statike është një pjesë komplekse e sistemit të furnizimit me energji elektrike. Kompleksiteti zvogëlon besueshmërinë. UPS-të rrotulluese UB-V kanë më pak komponentë dhe një dizajn më të fuqishëm të sistemit (motor-gjenerator), i cili rrit besueshmërinë.
3. Efiçenca e energjisë
UPS-të moderne statike kanë efikasitet energjie shumë më të mirë në internet (ose "normal") sesa paraardhësit e tyre. Zakonisht me vlera maksimale të efikasitetit prej 96,3%. Shpesh citohen shifra më të larta, por kjo arrihet vetëm kur UPS-i statik funksionon duke kaluar ndërmjet modalitetit online dhe atij alternativ (p.sh. modaliteti ECO). Megjithatë, kur përdorni mënyrën alternative të kursimit të energjisë, ngarkesa funksionon nga rrjeti i jashtëm pa asnjë mbrojtje. Për këtë arsye, në praktikë, në shumicën e rasteve qendrat e të dhënave përdorin vetëm modalitetin online.
Seria e UPS-ve rrotulluese Piller UB-V nuk e ndryshon gjendjen gjatë funksionimit normal, ndërsa jep deri në 98% efikasitet në internet në nivelin e ngarkesës 100% dhe efikasitet 97% në nivelin e ngarkesës 50%.
Ky ndryshim në efikasitetin e energjisë ju lejon të merrni kursime të konsiderueshme në energji elektrike gjatë funksionimit (Tabela 2).
Tabela 2. Kursimi i kostove të energjisë në një qendër të dhënash me 48 MW ngarkesë IT.
4. Hapësira e zënë
UPS-të statike për qëllime të përgjithshme janë bërë dukshëm më kompakte me kalimin në teknologjinë IGBT dhe eliminimin e transformatorëve. Sidoqoftë, edhe duke marrë parasysh këtë rrethanë, UPS-të rrotulluese të serisë UB-V sigurojnë një fitim prej 20% ose më shumë për sa i përket hapësirës së zënë për njësi fuqie. Kursimi i hapësirës që rezulton mund të përdoret si për të rritur fuqinë e qendrës së energjisë ashtu edhe për të rritur hapësirën "e bardhë", të dobishme të ndërtesës për të akomoduar serverë shtesë.
Oriz. 2. Hapësira e zënë nga 2 MW UPS të teknologjive të ndryshme. Instalime reale në shkallë.
5. Aksesueshmëria
Një nga treguesit kryesorë të një qendre të dhënash të mirë-projektuar, të ndërtuar dhe të operuar është faktori i saj i lartë i qëndrueshmërisë. Ndërsa 100% koha e funksionimit është gjithmonë një objektiv, raportet tregojnë se më shumë se 30% e qendrave të të dhënave në botë përjetojnë të paktën një ndërprerje të paplanifikuar në vit. Shumë prej tyre shkaktohen nga gabimet njerëzore, por edhe infrastruktura energjetike luan një rol të rëndësishëm. Seria UB-V përdor teknologjinë e provuar UPS rrotulluese Piller në një dizajn monoblloku, besueshmëria e të cilit është dukshëm më e lartë se të gjitha teknologjitë e tjera. Për më tepër, vetë UPS-të UB-V në qendrat e të dhënave me një mjedis të kontrolluar siç duhet nuk kërkojnë mbyllje vjetore për mirëmbajtje.
6. Fleksibilitet
Shpesh, sistemet IT të qendrave të të dhënave përditësohen dhe modernizohen brenda 3-5 viteve. Prandaj, infrastrukturat e energjisë dhe ftohjes duhet të jenë mjaft fleksibël për ta përshtatur këtë dhe të jenë mjaftueshëm të qëndrueshme për të ardhmen. Të dy UPS-të statike konvencionale dhe UPS-të UB-V mund të konfigurohen në mënyra të ndryshme.
Sidoqoftë, gama e zgjidhjeve të bazuara në këtë të fundit është më e gjerë dhe, në përgjithësi, duke qenë se kjo është përtej qëllimit të këtij neni, bën të mundur zbatimin e sistemeve të furnizimit me energji të pandërprerë në një tension të mesëm 6-30 kV, në punoni në rrjete me burime gjenerimi të rinovueshme dhe alternative, për të ndërtuar sisteme me kosto efektive, shumë të besueshme me një autobus paralel të izoluar (IP Bus), që korrespondon me nivelin e UI të nivelit IV në një konfigurim N+1.
Si përfundim, mund të nxirren disa përfundime. Sa më shumë të zhvillohen qendrat e të dhënave, aq më komplekse bëhet detyra e optimizimit të tyre, kur është e nevojshme të kontrollohen njëkohësisht treguesit ekonomikë, aspektet e besueshmërisë, reputacionit dhe minimizimi i ndikimit mjedisor. UPS-të statike janë përdorur dhe do të përdoren në të ardhmen në qendrat e të dhënave. Megjithatë, është gjithashtu e pamohueshme që ka alternativa ndaj qasjeve ekzistuese në fushën e sistemeve të furnizimit me energji elektrike që kanë avantazhe të konsiderueshme ndaj "statikës së vjetër të mirë".
Burimi: www.habr.com