Un breve programa educativo para principiantes sobre por qué los UPS modulares son más fríos y cómo sucedió.
Las fuentes de alimentación ininterrumpida para centros de datos según la arquitectura de construcción se dividen en dos grandes grupos: monobloque y modular. Los primeros pertenecen al tipo tradicional de UPS, los últimos son relativamente nuevos y más avanzados.
¿Cuál es la diferencia entre UPS monobloque y modular?
En las fuentes de alimentación ininterrumpida monobloque, la unidad de alimentación proporciona la potencia de salida. En los SAI modulares, los componentes principales están hechos en forma de módulos separados, que se colocan en gabinetes estandarizados y trabajan juntos. Cada uno de estos módulos está equipado con un procesador de control, cargador, inversor, rectificador y representa una parte de potencia completa del UPS.
Expliquemos esto con un simple ejemplo. Si tomamos dos fuentes de alimentación ininterrumpida, monobloque y modular, con una capacidad de 40 kVA, entonces el primero tendrá un módulo de alimentación con una capacidad de 40 kVA, y el segundo consistirá, por ejemplo, en cuatro módulos de potencia con una capacidad de 10 kVA cada uno.
Opciones de escala
Cuando se usan UPS monobloque con un aumento en la necesidad de suministro de energía, es necesario conectar otra unidad completa de la misma capacidad a la existente en paralelo. Este es un proceso bastante complicado.
Las soluciones modulares son más estructuralmente flexibles. En este caso, uno o más módulos se pueden conectar a una unidad que ya funciona. Este es un procedimiento bastante simple que se puede realizar en poco tiempo.
Capacidades de potencia suave
El desarrollo de capacidades sin problemas es importante en la etapa inicial del centro de datos. Es lógico que en los primeros meses se cargue al 30-40%. Es más práctico y económico utilizar fuentes de alimentación ininterrumpida diseñadas específicamente para esta potencia. A medida que se reponga la base de clientes, aumentará la carga del centro de datos y, con ello, aumentará la necesidad de una fuente de alimentación adicional.
Es conveniente aumentar la potencia del UPS en etapas junto con la infraestructura técnica. Cuando se utilizan fuentes de alimentación ininterrumpida monobloque, un aumento suave de la potencia es imposible en principio. Con UPS modulares, es fácil de implementar.
Fiabilidad de UPS
Hablando de confiabilidad, operaremos con dos conceptos: tiempo medio entre fallas (MTBF) y tiempo medio de recuperación del sistema (MTTR).
MTBF es un valor probabilístico. El tiempo medio entre fallas se basa en el siguiente postulado: la confiabilidad del sistema disminuye con un aumento en el número de sus componentes.
En este parámetro, la ventaja de los UPS monobloque. La razón es simple: en las fuentes de alimentación ininterrumpibles modulares hay más elementos estructurales y conexiones desmontables, cada uno de los cuales se considera un posible punto de falla. En consecuencia, teóricamente, la posibilidad de falla es mayor.
Sin embargo, para las fuentes de alimentación ininterrumpida utilizadas en el centro de datos, lo que importa no es la falla en sí, sino cuánto tiempo permanecerá inoperativo el UPS. Esta configuración está determinada por el tiempo promedio de recuperación del sistema (MTTR).
Aquí la ventaja ya está del lado de las unidades modulares. Se caracterizan por un MTTR bajo porque cualquier módulo puede reemplazarse rápidamente sin interrupción en la fuente de alimentación. Esto requiere que este módulo esté en stock, y su desmantelamiento e instalación puede ser realizado por un especialista. De hecho, esto no lleva más de 30 minutos.
Con las fuentes de alimentación ininterrumpida monobloque, la situación es mucho más complicada. No se pueden reparar tan rápido. Esto puede tomar de varias horas a varios días.
Para determinar la tolerancia a fallas del sistema, puede usar un parámetro más: disponibilidad o de alguna otra manera rendimiento. Este indicador es mayor, cuanto mayor sea el tiempo medio entre fallas (MTBF) y menor el tiempo promedio de recuperación del sistema (MTTR). La fórmula correspondiente es la siguiente:
disponibilidad media (disponibilidad) = 
Con respecto a los UPS modulares, la situación es la siguiente: su valor de MTBF es menor que el de los monobloques, pero al mismo tiempo tienen un MTTR significativamente menor. Como resultado, el rendimiento de las fuentes de alimentación ininterrumpibles modulares es mayor.
El consumo de energía
Un sistema monobloque requiere un consumo de energía significativamente mayor, porque es redundante. Vamos a ilustrar esto con un ejemplo para el esquema de redundancia N + 1. N es la cantidad de carga requerida para operar el equipo del centro de datos. En nuestro caso, lo tomamos igual a 90 kVA. El esquema N + 1 significa que en el sistema 1 el elemento de repuesto permanece sin usar hasta la falla.
Cuando use una fuente de alimentación ininterrumpida monobloque con una potencia de 90 kVA, para implementar el circuito N + 1, deberá usar otro mismo bloque. Como resultado, la redundancia total del sistema será de 90 kVA.
Cuando se utilizan UPS modulares de 30 kVA, la situación es diferente. En la misma carga, para implementar el circuito N + 1, se necesita un módulo más. Como resultado, la redundancia total del sistema ya no será de 90 kVA, sino solo de 30 kVA.
De ahí la conclusión: el uso de fuentes de alimentación modulares puede reducir el consumo de energía del centro de datos en su conjunto.
Economía
Si toma dos fuentes de alimentación ininterrumpida de la misma potencia, entonces el monobloque es más barato que el modular. Por esta razón, los UPS monobloque siguen siendo populares. Sin embargo, un aumento en la potencia de salida duplicará el costo del sistema, ya que habrá que agregar una unidad más a la existente. Además, será necesario instalar paneles de conexión y paneles de distribución, así como instalar nuevas líneas de cable.
Cuando se utilizan fuentes de alimentación ininterrumpibles modulares, la potencia del sistema se puede aumentar sin problemas. Esto significa que tendrá que gastar dinero en la compra de tantos módulos que sean suficientes para satisfacer la necesidad existente de suministro de energía. Sin stock innecesario.
Conclusión
Las fuentes de alimentación ininterrumpida monobloque no son caras, fáciles de configurar y operar. Al mismo tiempo, aumentan el consumo de energía del centro de datos y son difíciles de escalar. Dichos sistemas son convenientes y eficientes cuando se requieren capacidades pequeñas y no se espera su expansión.
Los UPS modulares se caracterizan por su fácil escalabilidad, tiempo mínimo de recuperación, alta confiabilidad y disponibilidad. Dichos sistemas son óptimos para desarrollar la capacidad del centro de datos a cualquier límite con un costo mínimo.