โปรแกรมการศึกษาสั้นๆ สำหรับผู้เริ่มต้นเกี่ยวกับสาเหตุที่ UPS แบบโมดูลาร์ถึงเย็นกว่าและเกิดขึ้นได้อย่างไร
ตามสถาปัตยกรรม เครื่องสำรองไฟฟ้าสำหรับศูนย์ข้อมูลแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่: โมโนบล็อกและโมดูลาร์ แบบแรกเป็นของ UPS ประเภทดั้งเดิมส่วนแบบหลังค่อนข้างใหม่และล้ำหน้ากว่า
อะไรคือความแตกต่างระหว่าง monoblock และ UPS แบบโมดูลาร์?
ในเครื่องสำรองไฟแบบ monoblock กำลังไฟฟ้าเอาท์พุตจะมาจากหน่วยจ่ายไฟหนึ่งชุด ใน UPS แบบโมดูลาร์ ส่วนประกอบหลักจะถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของโมดูลแยกกัน ซึ่งวางอยู่ในตู้รวมและทำงานร่วมกัน แต่ละโมดูลเหล่านี้มาพร้อมกับโปรเซสเซอร์ควบคุม เครื่องชาร์จ อินเวอร์เตอร์ วงจรเรียงกระแส และเป็นตัวแทนของส่วนจ่ายไฟเต็มรูปแบบของ UPS
มาอธิบายสิ่งนี้ด้วยตัวอย่างง่ายๆ หากเราใช้อุปกรณ์จ่ายไฟสำรองสองเครื่อง - monoblock และโมดูลาร์ - ที่มีกำลังไฟ 40 kVA จากนั้นเครื่องแรกจะมีโมดูลพลังงานหนึ่งตัวที่มีกำลังไฟ 40 kVA และตัวที่สองจะประกอบด้วยตัวอย่างเช่นโมดูลกำลังสี่ตัวที่มีกำลังไฟ ครั้งละ 10 kVA
ตัวเลือกการปรับขนาด
เมื่อใช้ UPS แบบ monoblock ที่มีความต้องการพลังงานเพิ่มขึ้น จำเป็นต้องเชื่อมต่อหน่วยพลังงานเดียวกันเต็มรูปแบบอีกชุดขนานกับหน่วยที่มีอยู่ นี่เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างซับซ้อน
โซลูชันแบบโมดูลาร์ให้ความยืดหยุ่นในการออกแบบที่มากขึ้น ในกรณีนี้ สามารถเชื่อมต่อโมดูลตั้งแต่หนึ่งโมดูลขึ้นไปเข้ากับหน่วยที่ทำงานอยู่แล้วได้ นี่เป็นขั้นตอนที่ค่อนข้างง่ายที่สามารถทำได้ในเวลาอันสั้น
ความเป็นไปได้ของการเพิ่มพลังงานที่ราบรื่น
การเพิ่มพลังงานอย่างราบรื่นเป็นสิ่งสำคัญในระยะเริ่มต้นของการทำงานของศูนย์ข้อมูล ค่อนข้างสมเหตุสมผลที่ในเดือนแรกจะโหลด 30-40% การใช้อุปกรณ์จ่ายไฟสำรองที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับพลังงานนี้เป็นประโยชน์และประหยัดกว่า เมื่อฐานลูกค้าขยายตัว โหลดของศูนย์ข้อมูลก็จะเพิ่มขึ้น และความต้องการแหล่งจ่ายไฟเพิ่มเติมก็จะเพิ่มขึ้นด้วย
สะดวกในการเพิ่มพลังของ UPS ทีละขั้นตอนพร้อมกับโครงสร้างพื้นฐานทางเทคนิค เมื่อใช้เครื่องสำรองไฟแบบ monoblock การเพิ่มกำลังอย่างราบรื่นนั้นเป็นไปไม่ได้ในหลักการ ด้วย UPS แบบโมดูลาร์ ทำให้ง่ายต่อการนำไปใช้
ความน่าเชื่อถือของยูพีเอส
เมื่อพูดถึงความน่าเชื่อถือ เราจะใช้สองแนวคิด: เวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว (MTBF) และเวลาเฉลี่ยในการซ่อมแซม (MTTR)
MTBF คือค่าความน่าจะเป็น ค่าของเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลวจะขึ้นอยู่กับสมมุติฐานต่อไปนี้: ความน่าเชื่อถือของระบบจะลดลงตามจำนวนส่วนประกอบที่เพิ่มขึ้น
ในพารามิเตอร์นี้ UPS แบบโมโนบล็อกมีข้อได้เปรียบ เหตุผลง่ายๆ คือ: เครื่องสำรองไฟแบบแยกส่วนมีส่วนประกอบและตัวเชื่อมต่อมากกว่า ซึ่งแต่ละส่วนถือเป็นจุดที่อาจเกิดความล้มเหลว ตามทฤษฎีแล้ว ความเป็นไปได้ของความล้มเหลวจึงสูงกว่าที่นี่
อย่างไรก็ตาม สำหรับเครื่องสำรองไฟที่ใช้ในศูนย์ข้อมูล ความล้มเหลวนั้นไม่ได้สำคัญอยู่ที่ความล้มเหลว แต่สำคัญอยู่ที่ระยะเวลาที่ UPS จะยังคงไม่ทำงาน พารามิเตอร์นี้ถูกกำหนดโดยเวลาเฉลี่ยในการกู้คืน (MTTR) ของระบบ
ข้อดีอยู่ที่ด้านข้างของบล็อกโมดูลาร์อยู่แล้ว มี MTTR ต่ำเนื่องจากสามารถเปลี่ยนโมดูลได้อย่างรวดเร็วโดยไม่รบกวนแหล่งจ่ายไฟ ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องมีโมดูลนี้ในสต็อกและการถอดและติดตั้งสามารถทำได้โดยผู้เชี่ยวชาญเพียงคนเดียว ที่จริงแล้วใช้เวลาไม่เกิน 30 นาที
เมื่อใช้เครื่องสำรองไฟแบบ monoblock สถานการณ์จะซับซ้อนมากขึ้น จะไม่สามารถซ่อมแซมได้เร็วขนาดนี้ ซึ่งอาจใช้เวลาตั้งแต่หลายชั่วโมงไปจนถึงหลายวัน
ในการพิจารณาความทนทานต่อข้อผิดพลาดของระบบ คุณสามารถใช้พารามิเตอร์อีกหนึ่งตัว ได้แก่ ความพร้อมใช้งานหรือความสามารถในการปฏิบัติงาน ตัวบ่งชี้นี้จะยิ่งสูง ยิ่งเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว (MTBF) และเวลาเฉลี่ยในการกู้คืนระบบ (MTTR) ยิ่งต่ำลง สูตรที่เกี่ยวข้องมีดังนี้:
ความพร้อมใช้งานโดยเฉลี่ย (ความสามารถในการทำงาน) =
ในส่วนของ UPS แบบโมดูลาร์ สถานการณ์จะเป็นดังนี้: ค่า MTBF ของมันต่ำกว่าของ UPS แบบโมโนบล็อก แต่ในขณะเดียวกันก็มีค่า MTTR ที่ต่ำกว่าอย่างมาก ส่งผลให้ประสิทธิภาพของเครื่องสำรองไฟแบบแยกส่วนแบบโมดูลาร์สูงขึ้น
การใช้พลังงาน
ระบบโมโนบล็อกต้องการพลังงานมากขึ้นอย่างมากเนื่องจากเป็นระบบสำรอง ให้เราอธิบายเรื่องนี้โดยใช้ตัวอย่างสำหรับแผนความซ้ำซ้อน N+1 N คือปริมาณภาระที่ต้องใช้ในการควบคุมอุปกรณ์ศูนย์ข้อมูล ในกรณีของเรา เราจะใช้มันเท่ากับ 90 kVA รูปแบบ N+1 หมายความว่าองค์ประกอบสำรอง 1 รายการยังคงไม่ได้ใช้ในระบบก่อนที่จะเกิดความล้มเหลว
เมื่อใช้เครื่องสำรองไฟแบบโมโนบล็อกที่มีกำลัง 90 kVA คุณจะต้องใช้ยูนิตอื่นที่เหมือนกันเพื่อใช้วงจร N+1 ผลที่ได้คือความซ้ำซ้อนของระบบทั้งหมดจะอยู่ที่ 90 kVA
เมื่อใช้ UPS แบบโมดูลาร์ที่มีความจุ 30 kVA สถานการณ์จะแตกต่างออกไป ด้วยโหลดที่เท่ากัน ในการใช้วงจร N+1 คุณจะต้องมีโมดูลอื่นที่เป็นประเภทเดียวกัน ผลที่ได้คือความซ้ำซ้อนของระบบทั้งหมดจะไม่ใช่ 90 kVA อีกต่อไป แต่จะมีเพียง 30 kVA เท่านั้น
ดังนั้นข้อสรุป: การใช้แหล่งจ่ายไฟแบบโมดูลาร์สามารถลดการใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูลโดยรวมได้
เศรษฐกิจ
หากคุณใช้เครื่องสำรองไฟฟ้าสองตัวที่มีกำลังไฟเท่ากัน monoblock จะมีราคาถูกกว่าแบบโมดูลาร์ ด้วยเหตุนี้ UPS แบบโมโนบล็อกจึงยังคงได้รับความนิยม อย่างไรก็ตาม การเพิ่มกำลังขับจะเพิ่มต้นทุนของระบบเป็นสองเท่า เนื่องจากจะต้องเพิ่มหน่วยที่เหมือนกันอีกหน่วยหนึ่งเข้าไปในหน่วยที่มีอยู่ นอกจากนี้ จะต้องติดตั้งแผงแพทช์และแผงกระจายสินค้า ตลอดจนวางสายเคเบิลใหม่
เมื่อใช้เครื่องสำรองไฟฟ้าแบบโมดูลาร์ กำลังไฟฟ้าของระบบจะเพิ่มขึ้นได้อย่างราบรื่น ซึ่งหมายความว่าคุณจะต้องเสียเงินในการซื้อโมดูลจำนวนหนึ่งซึ่งเพียงพอต่อความต้องการแหล่งจ่ายไฟที่มีอยู่ ไม่มีสต็อกที่ไม่จำเป็น
ข้อสรุป
เครื่องสำรองไฟฟ้าแบบ Monoblock มีราคาต่ำ กำหนดค่าและใช้งานได้ง่าย ในขณะเดียวกัน ก็เพิ่มการใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูลและปรับขนาดได้ยาก ระบบดังกล่าวมีความสะดวกและมีประสิทธิภาพในกรณีที่ต้องใช้กำลังการผลิตน้อยและไม่คาดว่าจะมีการขยายเพิ่มเติม
UPS แบบโมดูลาร์โดดเด่นด้วยความสามารถในการปรับขนาดได้ง่าย ใช้เวลากู้คืนน้อยที่สุด มีความน่าเชื่อถือและความพร้อมใช้งานสูง ระบบดังกล่าวเหมาะสมที่สุดสำหรับการเพิ่มความจุของศูนย์ข้อมูลในทุกขอบเขตด้วยต้นทุนที่ต่ำที่สุด
ที่มา: will.com