نکاتی در طراحی یو پی اس در سیستم های داده را در این مقاله با هم یاد خواهیم گرفت تا بتوانیم مدل گیری مناسب تری داشته باشیم. در طول ۴۰ سال گذشته، شبکه برق جهان به طور فزاینده ای ناپایدار شده است. این امر عمدتاً به دلیل سه عامل اصلی است:
- زیرساخت شبکه انتقال بسیار کم تجدید شده است.
- افزودن انرژی تجدیدپذیر به شبکه برق، چالش حفظ تامین انرژی پایدار را دشوارتر کرده است.
- تکثیر رویدادهای آب و هوایی فاجعه بار سطح بی ثباتی الکتریکی و خطرات مرتبط با انعطاف پذیری کسب و کار را افزایش داده است.
با توجه به این عوامل خارجی، مشاغل تجاری، سایت های صنعتی و مراکز داده به طور فزاینده ای به سیستم های تولید برق پشتیبان در محل تکیه می کنند. در بیشتر موارد، ترکیبی از یک منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) و یک ژنراتور وسیله ای برای به دست آوردن توان پشتیبان قابل اعتماد فراهم می کند. مجموعه ژنراتورها به عنوان پشتیبان برق طولانی مدت (معمولاً روزها) عمل می کنند در حالی که سیستم های UPS به عنوان پل (معمولاً چند دقیقه) عمل می کنند تا زمانی که ژنراتورها برای پشتیبانی از بار بحرانی آنلاین شوند.
سرمایه گذاری در فناوری UPS و ژنراتور ضروری است، زیرا قطعی برق کوتاه مدت و بلندمدت می تواند عملکرد را مختل کند. به عنوان مثال، در یک محیط مرکز داده، هر قطع برق بیش از ۲۰ میلی ثانیه می تواند باعث از کار افتادن سیستم های IT شود. قطع برق ۶۰ ثانیه ای می تواند منجر به یک دوره بازیابی چند ساعت یا روز برای راه اندازی مجدد سیستم ها و برنامه های IT آسیب دیده شود. این می تواند میلیون ها دلار برای یک سازمان هزینه داشته باشد (بسته به صنعت) و بر رضایت مشتری و/یا برند و شهرت آنها تأثیر بگذارد.
عوامل حیاتی موفقیت که باید برای پشتیبان‌گیری قدرت در نظر گرفته شوند
مسلماً UPS مهمترین جزء در هر مرکز داده است و باتری های UPS ضعیف ترین حلقه هستند. سیستم UPS باید به درستی طراحی شود تا تعادل بهینه بین هزینه های سرمایه و در دسترس بودن برق بدون وقفه حاصل شود. عناصر زیر برخی از عوامل موفقیت حیاتی را نشان می‌دهند که هنگام سنجش معاوضه بین هزینه‌های سرمایه و در دسترس بودن نقش دارند:
منبع تغذیه یو پی اس برای بارهای بحرانی
اکثر مراکز داده امروزه سیستم های UPS را در طراحی های خود گنجانده اند تا نیروی پشتیبان برای تجهیزات IT فراهم کنند. با این حال، سیستم‌های خنک‌کننده‌ای که از مراکز داده پشتیبانی می‌کنند، اغلب تنها توسط برق ژنراتور پشتیبانی می‌شوند. با این طراحی، در صورت قطع برق، سیستم خنک کننده به طور موقت خاموش می شود تا زمانی که نیروگاه به برق ژنراتور سوئیچ کند. بسته به محلول خنک کننده مورد استفاده، ممکن است چند دقیقه طول بکشد تا این سیستم ها بازیابی شوند، راه اندازی شوند و به خنک کننده کامل برگردند.
در محیط های مرکز داده با چگالی کم (تا میانگین ۵ کیلو وات در هر رک)، فواصل راه اندازی مجدد ممکن است مشکلی نباشد. چگالی کم رک و فضاهای هوای خنک زیاد (مانند سقف‌های بلند) می‌تواند باعث عملکرد حرارتی برای چند دقیقه قبل از رسیدن دمای اجزای IT به نقطه‌ای برسد که سیستم‌ها به دلیل اضافه بار حرارتی خاموش شوند.
امروز، ما شاهد استقرار رک با چگالی بالا در مرکز داده هستیم. دیوارهای Hyperconverter در محدوده ۱۰ تا ۲۰ کیلو وات یا در گروه های تحقیقاتی دانشگاه در محدوده ۳۰ تا ۱۰۰ کیلو وات قرار دارند. در این حالت، به جای دو دقیقه هدایت حرارتی، این دیوارهای محاسباتی می توانند در چند ثانیه اضافه بار حرارتی را تجربه کنند. در چنین مواردی منطقی است که مقداری یا تمام کولر گازی را از یک یو پی اس یا ژنراتور تغذیه کنید.
طراحی برای قابلیت اطمینان و در دسترس بودن UPS
با زمان کافی، تمام سیستم های مکانیکی و الکتریکی در یک نقطه از کار می افتند. برای غلبه بر این ضرورت و دستیابی به قابلیت اطمینان و در دسترس بودن بهینه، مراکز داده با قطعات و/یا سیستم های الکتریکی و مکانیکی اضافی طراحی شده اند. به طور معمول، هرچه افزونگی بیشتری در طراحی خود داشته باشید، قابلیت اطمینان و در دسترس بودن بالاتر است. با این حال، هر چه مازاد بر آن بیشتر باشد، هزینه آن بیشتر است. هر دو CapEx و OpEx. به عنوان مثال، طراحی مرکز داده ۲N سیستم های کاملاً اضافی را ارائه می دهد، به این معنی که اگر یک سیستم بتواند یک بار بحرانی را پشتیبانی کند، یک سیستم کاملاً اضافی دیگر به عنوان پشتیبان نصب می شود. این یک طراحی بسیار قابل اعتماد، اما همچنین بسیار گران است. امروزه اکثر مراکز داده با طراحی توپولوژی N+1 به قابلیت اطمینان بهینه دست می یابند.
از عمر مناسب باتری UPS اطمینان حاصل کنید
در تئوری، شما فقط به عمر باتری UPS کافی برای حمل بار بحرانی نیاز دارید تا زمانی که ژنراتور شروع به کار کند و بار به ژنراتور منتقل شود (معمولاً ۱۰-۲۰ ثانیه). با این حال، زمان اجرا باتری به تحمل ریسک کاربر نهایی و انعطاف پذیری برنامه های IT پشتیبانی شده توسط UPS بستگی دارد. به عنوان مثال، غول های اینترنتی مراکز داده را در مقیاس ۱-۲ دقیقه طراحی می کنند. مراکز داده Cloud و Colocation معمولاً با شارژ باتری ۵ دقیقه ای طراحی می شوند. در بخش مالی، معمولاً زمان شارژ باتری ۱۰-۱۵ دقیقه را خواهید دید. عمر باتری یو پی اس یک تصمیم تجاری مصرف کننده است بدیهی است که هرچه عمر باتری بیشتری را در طراحی خود لحاظ کنید، هزینه های سرمایه و هزینه های نگهداری سالانه بالاتر خواهد بود.
تصمیم گرفتیم از فناوری باتری UPS استفاده کنیم
برای چندین دهه، متداول ترین فناوری باتری UPS VRLA بود. در سال های اخیر نسل جدیدی از باتری های لیتیوم یونی معرفی شده اند که بازی را در صنعت تغییر می دهد. این فناوری جدید مزایای زیادی نسبت به باتری سنتی VRLA دارد. اگرچه این باتری ها ممکن است هزینه سرمایه کمی داشته باشند، اما اکثر نصب ها هزینه کل مالکیت شما را ۳۰ تا ۵۰ درصد کاهش می دهند.
علاوه بر این، باتری‌های لیتیوم یونی می‌توانند خطرات عملیاتی شما را به روش‌های مختلفی در مقایسه با باتری‌های VRLA سنتی کاهش دهند. برای مثال، باتری‌های لیتیوم یونی ۲ تا ۳ برابر بیشتر از باتری‌های VRLA معمولی دوام می‌آورند. خطرات برای اجرای پروژه های تعویض باتری با این ماشین حساب مقایسه ای مزایای باتری های لیتیوم یون را برای خودتان بررسی کنید.
با یو پی اس ها و ژنراتورها بر قطع برق غلبه کنید
معماران راه حل Schneider Electric با مشتریان سازمانی و hyperscale کار می کنند تا به آنها کمک کنند تا سیستم های پشتیبان گیری کارآمد و انعطاف پذیر مرکز داده را طراحی کنند. در حالی که هر عنصر برای یک مرکز داده با موفقیت پیاده سازی و نگهداری می شود، معماری قدرت و راه حل پشتیبان مربوطه بسیار مهم هستند.
امیدواریم مقاله ی نکاتی در طراحی یو پی اس در سیستم های داده برایتان مفید بوده باشد. در صورت هر گونه سوال می توانید با کارشناسان فرصت کیش تماس بگیرید.
منابع:
foursatkish