پنج مورد از الزامات اساسی در سیستم برق و یو پی اس دیتا سنترها
اگرچه تجهیزات آی تی همیشه به انرژی الکتریکی نیاز داشته است، امروزه روش استفاده از سیستم های آی تی مشکلات جدید مربوط به برق را ایجاد کرده است که بیش از 30 سال پیش هنگام بسط دادن قوانین مربوط به برق دیتا سنترهای جدید، پیش بینی نشده بود.
پنج مورد از الزامات مهم و اساسی تعیین شده است که به مشکلات سیستم های برق امروزی اشاره دارد:
1- سیستم ماژولار که به راحتی ارتقاء یافته و با تغییر الزامات برق تطبیق پیدا می‌کند.
پیش بینی الزامات سیستم مشکل است و بیشتر سیستم ها بسیار بزرگ تر از اندازه خود طراحی شده‌اند. تحقیقات نشان می دهد امروزه کمتر از 50% از ظرفیت زیرساخت دیتا سنترهای معمولی مورد استفاد قرار می‌گیرد. بعلاوه، پیش بینی الزامات برق نشان می‌دهد که تراکم نیرو در حال افزایش و غیر قابل پیش بینی است، با این وجود دیتا سنترهای جدید باید تا 10 سال پاسخگوی این نیاز باشند.
2- سولوشن از پیش طراحی شده استاندارد برق که برنامه‌ریزی و مهندسی مشتری را به منظور افزایش سرعت نصب تسهیل یا حذف می‌کند.
این برنامه ریزی و مهندسی خاص شامل سیستم های سنتی برق است که 12-6 ماه طول می‌کشد و در مقایسه با افق برنامه‌ریزی بیشتر سازمان ها بسیار طولانی است. مهندسی این سیستم ها وقت‌گیر، پرهزینه و منبع اصلی مشکلات مربوط به کیفیت پایین می‌باشد. همچنین توسعه یا تعدیل و تغییر در نصب را بسیار مشکل می‌سازد.
3- سیستم برق با مشخصات آزمون – خطا و کاهش خطای سینگل پوینت (Single Point)که قابلیت دسترسی سیستم را ارتقاء می‌دهد.
طبق تحقیقات آکادمی Uptime، 40% از کل Down Time دیتا سنترها به دلیل خطای انسانی است. بعلاوه، سیستم های سنتی یو پی اس به علت قطعی زیاد مدار که همچون خطای Single Point می‌باشد، دور از جریان شدید بار آی تی نصب می‌شود.
4- سیستم مدیریت که برق را در رک ها و خروجی ها (پریزها) بازبینی و کنترل می‌کند.
نوسانات پویای برق میان سرورها و تغییرات مداوم و تنظیم بار در رک، علت اضافه بارهای غیرقابل پیش بینی و در نتیجه گرمای بیش از حد رک ها می‌باشد. چنانچه تراکم برق در هر رک بطور مداوم افزایش یابد، مشکلات را بیشتر خواهد کرد.
5- سیستم برق به همراه مدل های استاندارد شده، قابل تبادل گرما و قابل سرویس دهی به کاربر که Mean Time بازیابی را کاهش می‌دهد.
در سیستم های سنتی، قطعات یدکی به آسانی در دسترس قرار نمی‌گیرند بنابراین موجی از تشخیص خرابی و تعمیرات به سمت قطعات هجوم می‌آورد. این سیستم ها گاه آنقدر پیچیده هستند که تکنسین های خدماتی و کارمندان بخش نگهداری اجرا و نگهداری سیستم دچار اشتباه شده و میزان بار را کاهش می‌دهند.
برای رفع چالش های نصب سیستم انتقالی برق، لازم است تغییراتی در طراحی های اخیر صورت گیرد. این تغییرات باید هم در نوع تکنولوژی و هم در طراحی تجهیزات الکتریکی و چگونگی تعیین و تخصیص برق در دیتا سنتر صورت پذیرد. هماهنگی اجزای سیستم برق باید از شیوه فعلی طراحی سیستم های منحصر به فرد به سمت سولوشن های پیش مهندسی و حتی پیش تولید حرکت کند.
برای رفع چالش های نصب سیستم انتقالی برق، لازم است تغییراتی در طراحی های اخیر صورت گیرد. این تغییرات باید هم در نوع تکنولوژی و هم در طراحی تجهیزات الکتریکی و چگونگی تعیین و تخصیص برق در دیتا سنتر صورت پذیرد. هماهنگی اجزای سیستم برق باید از شیوه فعلی طراحی سیستم های منحصر به فرد به سمت سولوشن های پیش مهندسی و حتی پیش تولید حرکت کند.
حالت 1
حالت طراحی سیستم UPS
پنج حالت اصلی در طراحی سیستم های یو پی اس وجود دارد که برق را از منبع تولید کننده ساختمان به بارهای مهم در دیتا سنتر توزیع می‌کند. انتخاب حالت و مدل مناسب با کابرد های خاص بستگی به نیازهای موجود، پذیرش خطر و ریسک، نوع بار دیتا سنتر، بودجه و زیرساخت موجود برق دارد.
متغییرهایی که قابلیت دسترسی سیستم را تحت تاثیر قرار می‌دهند عبارتند از خطای انسانی، قابل اطمینان بودن اجزا، برنامه زمان بندی نگهداری و زمان بازیابی. انتخاب مدل و حالت، تعیین کننده تاثیری است که هر یک از متغییرها بر روی قابلیت دسترسی کل سیستم می گذارد. جدول شماره 1 پنج وضعیت اصلی را به همراه گروه های آنها، نوع Tier و هزینه نشان می‌دهد.
جدول 1- میزان قابلیت دسترسی و هزینه تنظیم UPS
| کانفیگ UPS | میزان دسترسی | نوع Tier | هزینه هر رک |
| ظرفیت ( N ) | 1- پایین ترین | Tier I | 18.000-13.500 $ / رک |
| جایگزینی مجزا | 2 | Tier II | 24.000- 18000 $ / رک |
| جایگزینی موازی | 3 | Tier II | 24.000- 18000 $ / رک |
| جایگزینی توزیعی | 4 | Tier III | 30.000- 24.000 $ / رک |
| سیستم – به علاوه- سیستم ((2N,2N+1 | 5- بالاترین | Tier IV | 42.000- 36.000 $ / رک |
ظرفیت N :
به عبارت ساده، سیستمی است که شامل یک ماژول یو پی اس یا مجموعه ای موازی از ماژول هاست که ظرفیت میزان بار اصلی پیش بینی شده تطابق دارد.این حالت (کانفیگ) مقرون به صرفه بوده و موجب کارآیی و راندمان عالی UPS می‌شود.همچنین از تمام ظرفیت استفاده می‌شود.
در این حالت، قابلیت دسترسی به برق اصلی بیشتر شده و در صورت نیاز، قابل توسعه و افزایش می‌باشد. به دلیل اینکه جایگزینی برای این سیستم وجود ندارد، برای نگهداری و کنترل نقص و خرابی یو پی اس لازم است بار را از حالت بای پس(جریان فرعی ) تغییر دهیم زیرا آن را با برق بدون محافظ مواجه می‌کند.
حالت 2
جایگزینی مجزا :
یک UPS اولیه وجود دارد که بطور طبیعی بار را تغذیه می‌کند. UPS ثانویه (مجزا) جریان فرعی ثابت مربوط به UPS اصلی را تغذیه می‌کند. در این نوع طراحی، انتخاب هر نوع محصول امکان پذیر است. یو پی اس جایگزین را می توان از انواع تولیدات، مدل ها و اندازه ها بصورت مختلط انتخاب کرد.
هماهنگی و همزمانی بین UPS ها نیاز نیست و این نوع طراحی برای سیستمی با دو UPS نسبتا مقرون به صرفه است. زمانی که UPS ثانویه بدون هیچ باری شروع به کار می‌کند، باید باری را که UPS اولیه به جریان فرعی منتقل می‌کند به گردش در آورده و اداره کند. Switchgear طراحی شده و کنترل های مربوطه پیچیده و پر هزینه هستند و به دلیل بازده کم UPS ثانویه هزینه اجرایی زیادی تحمیل می‌شود. پیچیدگی این نوع کانفیگ همچنین به دلیل افزایش احتمال خطای انسانی است.
جایگزینی موازی ( N +1) :
شامل UPS های هم اندازه و موازی مرکب با یک نیروی بازده است. اگر ظرفیت UPS یدکی تقریبا برابر با یکی از UPS ها باشد، سیستم N+1 می‌باشد. در این حالت قابلیت دسترسی بسیار بیشتر از حالت ظرفیت N است زیرا در صورت خرابی یکی از UPS ها، از ظرفیت اضافی استفاده می‌شود. همچنین در مقایسه با حالت جایگزینی مجزا، احتمال خرابی کمتر است زیرا تعداد قطعی ها کمتر است و هر دو UPS تمام وقت روشن هستند.
این نوع طراحی قابل گسترش بوده و چیدمان سخت افزاری آن آسان و مقرون به صرفه است. اما UPS ها باید از یک نوع، یک کارخانه و یک گروه باشند.گرچه در این کانفیگ ، UPS جایگزین وجود دارد، هنوز خطای سینگل پوینت باعث افت یا شدت جریان برق UPS ها شده و هنگام کنترل و نگهداری از UPSها، باطری ها و تجهیزات، بار تحت تاثیر برق غیر محافظ قرار می‌گیرد. هنگامی که از UPS تکی بطور کامل استفاده نشود، کارآیی، UPSکمتر می‌شود.
حالت 3
جایگزینی توزیعی :
از 3 یا تعداد بیشتری UPS به همراه تغذیه کننده های ورودی و خروجی مستقل استفاده می‌شود. رابط های خروجی مستقل از طریق یونیت های مرکب توزیع برق ( PDU) و سوئیچ های انتقال دهنده ثابت ( STS) به بار متصل می‌شوند.
در این نوع کانفیگ در صورتی که مسیرهای مجزای برق وجود داشته باشد، نگهداری همزمان از تمام اجزا و بارها امکان پذیر است و نسبت به طرح سیستم – بعلاوه – سیستم از UPS کمتری استفاده می شود و در نتیجه هزینه کمتری صرف می گردد.
در این طرح بعلت استفاده فراوان از سوئیچ جیرها در مقایسه با مدل قبلی، هزینه نسبتا زیادی صرف می‌شود. این طرح متکی به عملکرد مناسب تجهیزات STS دارد که خطای سینگل پوینت و خطا های پیچیده دیگری را نشان می‌دهد. نگهداری و مدیریت سیستم ها و بارها بطور یکنواخت و همچنین دانستن این نکته که کدام سیستم کدام بار را تغذیه می‌کند بسیار پیچیده و پر چالش است.
حالت 4
مدل سیستم- بعلاوه- سیستم :
دارای دو مسیر برق کاملا مجزا می‌باشد که هر کدام می‌توانند بطور مستقل بار را پشتیبانی و تغذیه کنند. امکان خطا در این نوع طراحی اندک است. بطوری که هیچ خطای سینگل پوینتی از مسیرها به بارها منتقل نمی‌شود. UPSها، سوئیچ گیرها و دیگر تجهیزات توزیع کننده را می توان بدون انتقال بار به مسیر فرعی کنترل کرد. در طراحی 2(N+1) ، جایگزینی UPS حتی در خلال کنترل و نگهداری همزمان انجام می‌شود.
همچنین نگهداری سیستم هایی که نصب می‌شوند و دانستن این موضوع که کدام سیستم چه باری را تغذیه می‌کند، آسان است. اما اجرای این مدل به علت تعدد اجزای جایگزین پر هزینه است. مشکل کم بازده بودن یو پی اس همچنان پا بر جاست زیرا در شرایط طبیعی بطور کامل کار نمی‌کند و موقعیت ساختمان ها جهت نصب این سیستم مناسب نیستند و لازم است برای اجزای جایگزین، تقسیم بندی های فیزیکی انجام گیرد.
حالت 5
پی نوشت:
1:کلمه تن Tons به ظرفیت یخ در سیستم سرمایش اشاره دارد و از سال 1930-1870 به جا مانده است. یعنی زمانی که قالب های یخ جهت سرد سازی و تهویه هوا بصورت روزانه تهیه می‌شد.
2 : روترهای VOIP جزء استثنای این قانون هستند. در این دستگاه ها بیش از 30% برق توسط دستگاهی مصرف می‌شود که برق را به ترمینال منتقل می‌کند. بنابراین ممکن است میزان گرمای آن کمتر از میزان برق مصرفی باشد. تصور می شود کل برق مصرفی در محیط هدر می‌رود. در این مقاله در مورد روترهای VOIP اندکی مبالغه شده است. در حالی که در بیشتر موارد خطای ناچیزی به حساب می‌آید.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.