Considerazioni sui sistemi di alimentazione e sui gruppi di continuità dei Data Center Lan & Wan Solutions

Considerazioni sui sistemi di alimentazione e sui gruppi di continuità dei Data Center

I sistemi IT di oggi pongono una serie di problemi di alimentazione che non potevano essere previsti 30 anni fa quando furono sviluppati i principi per i sistemi di alimentazione del Data Center. Sono stati identificati cinque requisiti essenziali applicabili ai problemi attuali dei sistemi di alimentazione.

  • I sistemi di alimentazione devono essere modulari per poter essere facilmente adattati e ampliati in base alle esigenze di alimentazione. I requisiti dei sistemi di alimentazione sono difficili da preventivare e le caratteristiche della maggior parte dei sistemi attuali sono di gran lunga superiori alle reali necessità. Le ricerche dimostrano che un Data Center tipico utilizza oggi meno del 50% delle infrastrutture disponibili. Oltre a ciò occorre tenere presente che i Data Center devono comunque essere in grado di soddisfare i requisiti per almeno 10 anni, che secondo le proiezioni di settore sono destinati a incrementare in modo del tutto imprevedibile.
  • I sistemi di alimentazione devono avere caratteristiche progettuali standard e specifiche tali da eliminare o semplificare le attività di pianificazione e adattamento, e accelerare la distribuzione. Le attività di pianificazione e personalizzazione dei sistemi di alimentazione tradizionali richiedono circa 6-12 mesi, ossia un tempo eccessivo rispetto alle esigenze di gran parte delle aziende. Le attività di progettazione sono complesse, costose, influiscono sulla qualità delle prestazioni dei sistemi, ma soprattutto rendono molto difficile espandere o modificare le installazioni in tempi successivi.
  • I sistemi di alimentazione devono avere caratteristiche a prova di errore con un numero limitato di punti singoli per garantire una maggiore disponibilità. Secondo i dati dell’Uptime Institute, il 40% delle interruzioni di servizio dei Data Center è causato da errori umani. Inoltre, l’installazione di gruppi di continuità tradizionali a valle di carichi IT fa sì che molti degli interruttori automatici diventino dei punti di guasto singoli.
  • I sistemi di gestione devono garantire la visibilità e il controllo dell’alimentazione sia livello di rack che di presa elettrica. Le variazioni di alimentazione dinamiche tra i server, unite alle continue modifiche o riconfigurazioni dei carichi a livello di rack possono provocare problemi di sovraccarico oltre al surriscaldamento dei rack stessi. Tutti questi problemi sono destinati a peggiorare con l’incremento delle densità dei rack.
  • I sistemi di alimentazione devono utilizzare moduli standard, hot-swap e riparabili dagli utenti che riducano il tempo medio di ripristino (MTTR). I sistemi tradizionali presentano problemi di disponibilità delle parti di ricambio e richiedono attività di diagnosi e riparazione invasive. Questi sistemi sono talvolta così complessi da riparare che i tecnici e il personale di manutenzione finisce spesso per commettere errori o scollegarli durante l’azionamento o la manutenzione.

Questi problemi possono essere risolti solo modificando alcune delle attuali prassi di progettazione, ossia scegliendo tecnologie e caratteristiche progettuali diverse e altri metodi per definire e caratterizzare l’alimentazione all’interno del Data Center. L’integrazione dei componenti dei sistemi di alimentazione deve progressivamente evolvere dagli attuali sistemi singoli verso soluzioni progettate e fabbricate in funzione delle esigenze richieste.

Configurazioni e caratteristiche progettuali dei gruppi di continuità

Le caratteristiche progettuali dei gruppi di continuità impiegati per distribuire l’alimentazione dalla rete dell’edificio ai carichi critici del Data Center possono essere raggruppate in cinque configurazioni tipiche. La scelta della configurazione dipende dalle esigenze in termini di disponibilità, dalla tolleranza al rischio, dalla tipologia dei carichi del Data Center, dai budget e dalle infrastrutture di alimentazione esistenti. La disponibilità dei sistemi è influenzata da molte variabili tra cui gli errori umani, l’affidabilità dei componenti, i programmi di manutenzione e i tempi di ripristino. L’impatto di ciascuna di queste variabili sulla disponibilità complessiva del sistema dipende in larga misura dalla configurazione scelta. La Tabella descrive le cinque configurazioni disponibili, il livello di disponibilità associato, le classificazione dei livelli e il costo.

Disponibilità e costi delle configurazioni dei gruppi di continuità (UPS)

Configurazione UPSDescrizioneLivello disponibilitàClassificazione dei livelli
Capacità (N)Modulo UPS singolo o gruppo di
moduli paralleli
1=minimoTier I
Isolato,
ridondante
UPS principale che alimenta il carico e modulo secondario che alimenta l’interruttore di bypass statico dell’UPS principale2Tier II
Parallelo,
ridondante
(N+1)
Più UPS paralleli delle stesse
dimensioni collegati a un bus di
uscita comune
3Tier II
Distribuito
ridondante
Tre o più UPS con alimentatori di
ingresso/uscita indipendenti
4Tier III
Sistema più
sistema
(2N, 2N+1)
Due percorsi di alimentazione
completamente indipendenti in
grado di sostenere
individualmente il carico.
5 = MassimoTier IV

Calcolo dei requisiti di alimentazione dei Data Center

Oltre a scegliere la configurazione del gruppo di continuità più idonea, è necessario dimensionare la rete elettrica del Data Center. Per effettuare questo calcolo è indispensabile sapere quanta potenza consumano il sistema di raffreddamento, il gruppo di continuità ed i carichi IT.
Benché i requisiti di alimentazione di questi elementi variano significativamente, possono essere stimati con precisione appena sono noti i requisiti di alimentazione del carico IT stimato. Oltre che per stimare le dimensioni della rete elettrica, questo calcolo può essere usato anche per stimare la potenza in uscita necessaria per alimentare un generatore di standby.

Elemento
Dati richiestiTotale kW parziale
Valore del carico critico, ottenuto con l’utility di
calcolo disponibile sul sito di APC
Caratteristiche elettriche di
ciascuna apparecchiatura
IT
1kW
Per le apparecchiature non disponibili nell’utility di calcolo, carico critico indicato sulla targhetta di identificazioneSubtotale VA (inclusi
sistemi antincendio, di
sicurezza e monitoraggio)
2 kW
Carichi futuriVA indicato sulla targhetta
di ciascun dispositivo IT da
usare
3 kW
IlluminazioneSuperficie totale del Data
Center
6 kW
Consumo di potenza picco dovuto a variazioni dei carichi criticiConsumo totale di potenza
del carico critico in
condizioni stabili
4 kW
Non disponibilità del gruppo di continuità e tempi di ricarica batteriaCarico effettivo e carichi
futuri
5 kW
Totale alimentazione richiesta per supportare le richiesteTotale ottenuto nei punti 4,
5 e 6
7 kW
Requisiti di alimentazione – Sistema di raffreddamento
Totale alimentazione richiesta per alimentare il
sistema di raffreddamento
Totale ottenuto dal punto 78 kW
Requisiti di alimentazione complessivi
Totale alimentazione richiesto per alimentare i
sistemi elettrici e di raffreddamento
Totale ottenuto dai punti 7
e 8
9 kW
Dimensione stimata della rete elettrica
Requisiti necessari per garantire la conformità
alle normative NEC e altri standard
Totale ottenuto dal punto 9Totale del punto 9 x 1,25
Tensione trifase CA fornita all’ingresso della reteTensione CA11VCA
Servizio elettrico (ampere) richiesto dalla società
di distribuzione dell’energia elettrica
Totale punto 10 e tensione
CA del punto11
__Amper
Dimensione stimata del generatore di standby (se applicabile)
Carichi critici che devono essere collegati al
generatore di backup
Totale punto 712 kW
Carichi del sistema di raffreddamento che
devono essere collegati al generatore di backup
Totale punto 8 x 1,513 kW
Dimensioni del generatore richiestoTotale punti 12 e 13___kW

Il fattore 1,3 si applica ai gruppi di continuità corretto in base al fattore di potenza. Se si utilizzano gruppi
di continuità con filtri armonici di ingresso, è necessario usare un fattore di 3,0.

Certificazioni Lan & Wan Solutions

Lan & Wan Solutions

Lan & Wan Solutions frequentando il programma di formazione AMP ACT I – II – III ha conseguito la certificazione per l’installazione dei prodotti: TE Connectivity – Enterprise, con la qualifica di NDI Registered Designer & Installer.

Lan & Wan Solutions è pertanto abilitata ad installare, certificare i sistemi di cablaggio TE Connectivity Enterprise e rilasciare le garanzie previste dal Warranty Programme 2014.

Certificazioni

Lan & Wan Solutions ha completato i programmi di formazione APC by Schneider Electric ottenendo le qualifiche:

  • Premier Partner
  • Business Networks
  • Cooling
  • IT Power
  • Industry & Infrastructure Secure Power
  • Software

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