Un bref programme éducatif pour les débutants expliquant pourquoi les onduleurs modulaires sont plus froids et comment cela s'est produit.
Les alimentations sans coupure des centres de données selon l'architecture de construction sont divisées en deux grands groupes: monobloc et modulaire. Les premiers appartiennent au type traditionnel d'UPS, les seconds sont relativement nouveaux et plus avancés.
Quelle est la différence entre un UPS monobloc et modulaire
Dans les alimentations sans coupure monobloc, la puissance de sortie est fournie par une unité d'alimentation. Dans les onduleurs modulaires, les principaux composants sont fabriqués sous la forme de modules séparés, qui sont placés dans des armoires normalisées et fonctionnent ensemble. Chacun de ces modules est équipé d'un processeur de contrôle, d'un chargeur, d'un onduleur, d'un redresseur et représente une partie pleine puissance de l'onduleur.
Expliquons cela avec un exemple simple. Si nous prenons deux alimentations sans coupure - monobloc et modulaire - d'une capacité de 40 kVA, alors le premier aura un module de puissance avec une capacité de 40 kVA, et le second sera composé, par exemple, de quatre modules de puissance d'une capacité de 10 kVA chacun.
Options de mise à l'échelle
Lors de l'utilisation d'onduleurs monoblocs avec une augmentation du besoin d'alimentation, il est nécessaire de connecter en parallèle une autre unité à part entière de même capacité à celle existante. C'est un processus assez compliqué.
Les solutions modulaires sont plus flexibles sur le plan structurel. Dans ce cas, un ou plusieurs modules peuvent être connectés à une unité déjà opérationnelle. Il s'agit d'une procédure assez simple qui peut être effectuée en peu de temps.
Capacités de puissance lisses
Le renforcement des capacités en douceur est important au stade initial du centre de données. Il est logique que dans les premiers mois, il soit chargé à 30-40%. Il est plus pratique et économique d'utiliser des alimentations sans coupure conçues spécifiquement pour cette alimentation. À mesure que la base de clients se reconstitue, la charge du centre de données augmentera et, avec elle, le besoin d'une alimentation électrique supplémentaire augmentera.
Il est pratique d'augmenter la puissance de l'onduleur par étapes ainsi que l'infrastructure technique. Lors de l'utilisation d'alimentations sans coupure monobloc, une augmentation progressive de la puissance est en principe impossible. Avec les onduleurs modulaires, il est facile à mettre en œuvre.
Fiabilité UPS
En parlant de fiabilité, nous fonctionnerons avec deux concepts: le temps moyen entre les pannes (MTBF) et le temps moyen de récupération du système (MTTR).
MTBF est une valeur probabiliste. Le temps moyen entre les pannes est basé sur le postulat suivant: la fiabilité du système diminue avec l'augmentation du nombre de ses composants.
Dans ce paramètre, l'avantage des onduleurs monoblocs. La raison est simple: dans les alimentations sans coupure modulaires, il y a plus d'éléments structurels et de connexions détachables, chacun étant considéré comme un point de défaillance potentiel. En conséquence, théoriquement, la possibilité d'échec est plus élevée.
Cependant, pour les alimentations sans coupure utilisées dans le centre de données, ce n'est pas la panne elle-même qui importe, mais la durée pendant laquelle l'onduleur restera inopérant. Ce paramètre est déterminé par le temps moyen de récupération du système (MTTR).
Ici, l'avantage est déjà du côté des unités modulaires. Ils se caractérisent par un MTTR faible car tout module peut être rapidement remplacé sans interruption de l'alimentation. Cela nécessite que ce module soit en stock et que son démontage et son installation puissent être effectués par un spécialiste. En fait, cela ne prend pas plus de 30 minutes.
Avec les alimentations sans coupure monobloc, la situation est beaucoup plus compliquée. Ils ne peuvent pas être réparés aussi rapidement. Cela peut prendre de plusieurs heures à plusieurs jours.
Pour déterminer la tolérance aux pannes du système, vous pouvez utiliser un autre paramètre - la disponibilité ou d'une autre manière les performances. Cet indicateur est élevé, plus le temps moyen entre les pannes (MTBF) est long et plus le temps moyen de récupération du système (MTTR) est court. La formule correspondante est la suivante:
disponibilité moyenne (disponibilité) = 
En ce qui concerne les onduleurs modulaires, la situation est la suivante: leur valeur MTBF est inférieure à celle des onduleurs monoblocs, mais en même temps, leur MTTR est nettement inférieur. Par conséquent, les performances des alimentations sans coupure modulaires sont plus élevées.
Consommation d'énergie
Un système monobloc nécessite une consommation d'énergie nettement supérieure, car il est redondant. Illustrons cela avec un exemple pour le schéma de redondance N + 1. N est la quantité de charge requise pour faire fonctionner l'équipement du centre de données. Dans notre cas, nous le prenons égal à 90 kVA. Le schéma N + 1 signifie que dans le système 1 l'élément de rechange reste inutilisé jusqu'à la panne.
Lorsque vous utilisez une alimentation sans coupure monobloc d'une puissance de 90 kVA, pour implémenter le circuit N + 1, vous devrez utiliser un autre bloc identique. En conséquence, la redondance totale du système sera de 90 kVA.
Lors de l'utilisation d'onduleurs modulaires 30 kVA, la situation est différente. À la même charge, pour implémenter le circuit N + 1, un module supplémentaire est nécessaire. En conséquence, la redondance totale du système ne sera plus de 90 kVA, mais seulement de 30 kVA.
D'où la conclusion: l'utilisation d'alimentations modulaires peut réduire la consommation électrique du datacenter dans son ensemble.
Économie
Si vous prenez deux alimentations sans coupure de la même puissance, le monobloc est moins cher que modulaire. Pour cette raison, les onduleurs monoblocs restent populaires. Cependant, une augmentation de la puissance de sortie doublera le coût du système, car il faudra ajouter une unité de plus à l'unité existante. De plus, il sera nécessaire d'installer des panneaux de brassage et des tableaux de distribution, ainsi que de poser de nouvelles lignes de câbles.
Lors de l'utilisation d'alimentations sans coupure modulaires, la puissance du système peut être augmentée en douceur. Cela signifie que vous devrez dépenser de l'argent pour acheter autant de modules qui sont suffisants pour satisfaire le besoin existant d'alimentation. Sans stock inutile.
Conclusion
Les alimentations sans coupure monobloc ne sont pas chères, faciles à installer et à utiliser. En même temps, ils augmentent la consommation d'énergie du centre de données et sont difficiles à mettre à l'échelle. De tels systèmes sont pratiques et efficaces lorsque de petites capacités sont nécessaires et que leur expansion n'est pas prévue.
Les onduleurs modulaires se caractérisent par une évolutivité facile, un temps de récupération minimal, une fiabilité et une disponibilité élevées. De tels systèmes sont optimaux pour développer la capacité du centre de données à toutes les limites avec un coût minimal.