Ein kurzes Schulungsprogramm für Anfänger darüber, warum modulare USVs cooler sind und wie es passiert ist.
Unterbrechungsfreie Stromversorgungen für Rechenzentren gemäß der Bauarchitektur werden in zwei große Gruppen unterteilt: Monoblock und modular. Die ersteren gehören zum traditionellen USV-Typ, die letzteren sind relativ neu und fortschrittlicher.
Was ist der Unterschied zwischen Monoblock und modularer USV?
Bei unterbrechungsfreien Monoblock-Netzteilen wird die Ausgangsleistung von einem Netzteil bereitgestellt. Bei modularen USVs bestehen die Hauptkomponenten aus separaten Modulen, die in standardisierten Schränken untergebracht sind und zusammenarbeiten. Jedes dieser Module ist mit einem Steuerprozessor, einem Ladegerät, einem Wechselrichter und einem Gleichrichter ausgestattet und repräsentiert einen Teil der USV mit voller Leistung.
Lassen Sie uns dies anhand eines einfachen Beispiels erklären. Wenn wir zwei unterbrechungsfreie Stromversorgungen - Monoblock und modular - mit einer Kapazität von 40 kVA verwenden, hat das erste ein Leistungsmodul mit einer Kapazität von 40 kVA und das zweite besteht beispielsweise aus vier Leistungsmodulen mit einer Kapazität von jeweils 10 kVA.
Skalierungsoptionen
Bei Verwendung von Monoblock-USVs mit zunehmendem Bedarf an Stromversorgung muss eine andere vollwertige Einheit mit derselben Kapazität parallel an die vorhandene angeschlossen werden. Dies ist ein ziemlich komplizierter Prozess.
Modulare Lösungen sind strukturell flexibler. In diesem Fall können ein oder mehrere Module an eine bereits funktionierende Einheit angeschlossen werden. Dies ist ein ziemlich einfaches Verfahren, das in kurzer Zeit durchgeführt werden kann.
Reibungslose Leistungsfähigkeit
In der Anfangsphase des Rechenzentrums ist ein reibungsloser Kapazitätsaufbau wichtig. Es ist logisch, dass es in den ersten Monaten zu 30-40% geladen wird. Es ist praktischer und wirtschaftlicher, unterbrechungsfreie Netzteile zu verwenden, die speziell für diese Leistung entwickelt wurden. Wenn der Kundenstamm wieder aufgefüllt wird, steigt die Auslastung des Rechenzentrums und damit der Bedarf an zusätzlicher Stromversorgung.
Es ist zweckmäßig, die Leistung der USV zusammen mit der technischen Infrastruktur schrittweise zu erhöhen. Bei Verwendung von unterbrechungsfreien Monoblock-Netzteilen ist eine reibungslose Leistungssteigerung grundsätzlich nicht möglich. Mit modularen USVs ist die Implementierung einfach.
UPS Zuverlässigkeit
Apropos Zuverlässigkeit: Wir werden mit zwei Konzepten arbeiten: der mittleren Zeit zwischen Ausfällen (MTBF) und der mittleren Systemwiederherstellungszeit (MTTR).
MTBF ist ein Wahrscheinlichkeitswert. Die mittlere Zeit zwischen Ausfällen basiert auf dem folgenden Postulat: Die Zuverlässigkeit des Systems nimmt mit zunehmender Anzahl seiner Komponenten ab.
In diesem Parameter ist der Vorteil von Monoblock-USVs. Der Grund ist einfach: In modularen unterbrechungsfreien Stromversorgungen gibt es mehr Strukturelemente und abnehmbare Verbindungen, von denen jede als potenzieller Fehlerpunkt angesehen wird. Dementsprechend ist theoretisch die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls höher.
Bei den im Rechenzentrum verwendeten unterbrechungsfreien Stromversorgungen ist jedoch nicht der Fehler selbst von Bedeutung, sondern wie lange die USV außer Betrieb bleibt. Diese Einstellung wird durch die durchschnittliche Systemwiederherstellungszeit (MTTR) bestimmt.
Hier liegt der Vorteil bereits bei modularen Einheiten. Sie zeichnen sich durch eine niedrige MTTR aus, da jedes Modul ohne Unterbrechung der Stromversorgung schnell ausgetauscht werden kann. Dies setzt voraus, dass dieses Modul auf Lager ist und dass seine Demontage und Installation von einem Spezialisten durchgeführt werden kann. Tatsächlich dauert dies nicht länger als 30 Minuten.
Mit unterbrechungsfreien Monoblock-Netzteilen ist die Situation viel komplizierter. Sie können nicht so schnell repariert werden. Dies kann mehrere Stunden bis mehrere Tage dauern.
Um die Fehlertoleranz des Systems zu bestimmen, können Sie einen weiteren Parameter verwenden - Verfügbarkeit oder auf andere Weise Leistung. Dieser Indikator ist umso höher, je länger die mittlere Zeit zwischen Ausfällen (MTBF) ist und je kürzer die durchschnittliche Systemwiederherstellungszeit (MTTR) ist. Die entsprechende Formel lautet wie folgt:
durchschnittliche Verfügbarkeit (Verfügbarkeit) = 
Bei modularen USVs ist die Situation wie folgt: Ihr MTBF-Wert ist geringer als der von Monoblock-USVs, gleichzeitig haben sie jedoch eine deutlich niedrigere MTTR. Infolgedessen ist die Leistung modularer unterbrechungsfreier Netzteile höher.
Stromverbrauch
Ein Monoblock-System benötigt einen deutlich höheren Energieverbrauch, da es redundant ist. Lassen Sie uns dies anhand eines Beispiels für das N + 1-Redundanzschema veranschaulichen. N ist die Lastmenge, die zum Betrieb der Rechenzentrumsausrüstung erforderlich ist. In unserem Fall nehmen wir 90 kVA an. Das N + 1-Schema bedeutet, dass im System 1 das Ersatzelement bis zum Ausfall nicht verwendet wird.
Wenn Sie eine unterbrechungsfreie Monoblock-Stromversorgung mit einer Leistung von 90 kVA verwenden, müssen Sie zur Implementierung der N + 1-Schaltung einen anderen Block verwenden. Infolgedessen beträgt die Gesamtsystemredundanz 90 kVA.
Bei Verwendung von modularen 30-kVA-USVs ist die Situation anders. Bei gleicher Last wird zur Implementierung der N + 1-Schaltung ein weiteres Modul benötigt. Infolgedessen beträgt die Gesamtredundanz des Systems nicht mehr 90 kVA, sondern nur noch 30 kVA.
Daher die Schlussfolgerung: Durch den Einsatz modularer Netzteile kann der Stromverbrauch des gesamten Rechenzentrums gesenkt werden.
Wirtschaft
Wenn Sie zwei unterbrechungsfreie Netzteile mit derselben Leistung verwenden, ist Monoblock billiger als modular. Aus diesem Grund sind Monoblock-USVs weiterhin beliebt. Eine Erhöhung der Ausgangsleistung verdoppelt jedoch die Kosten des Systems, da eine weitere Einheit zu der vorhandenen hinzugefügt werden muss. Darüber hinaus müssen Patch-Panels und Verteiler installiert sowie neue Kabelleitungen verlegt werden.
Bei Verwendung modularer unterbrechungsfreier Netzteile kann die Systemleistung problemlos erhöht werden. Dies bedeutet, dass Sie Geld für den Kauf so vieler Module ausgeben müssen, die ausreichen, um den bestehenden Bedarf an Stromversorgung zu decken. Ohne unnötigen Vorrat.
Fazit
Unterbrechungsfreie Monoblock-Netzteile sind nicht teuer, einfach einzurichten und zu betreiben. Gleichzeitig erhöhen sie den Energieverbrauch des Rechenzentrums und sind schwer skalierbar. Solche Systeme sind praktisch und effizient, wenn kleine Kapazitäten erforderlich sind und deren Erweiterung nicht erwartet wird.
Modulare USVs zeichnen sich durch einfache Skalierbarkeit, minimale Wiederherstellungszeit, hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit aus. Solche Systeme sind optimal, um die Kapazität von Rechenzentren mit minimalen Kosten an alle Grenzen zu bringen.