UPS-y firmy Rittal - rozmowa z Jörgiem Kreilingiem, szefem działu Data Center Solutions w firmie Rittal

Wysokie koszty energii i konieczność ochrony środowiska mają wpływ na charakter systemów instalowanych w przedsiębiorstwach. Jednocześnie w przypadku wysokich mocy, których dostarczać muszą systemy UPS, nawet najmniejsza poprawa efektywności i sprawności przekłada się na znaczne korzyści. Jörg Kreiling, szef działu Data Center Solutions w firmie Rittal, wyjaśnia, w jaki sposób wykorzystać można nowe technologie w celu obniżania kosztów.

• UPS to tylko prostownik z dużym akumulatorem w obudowie - jaka jest Pana opinia na tak postawione zagadnienie?

W teorii to prawda, jednak w praktyce za takim urządzeniem kryje się technologia niewidoczna dla użytkowników. W ostatnich latach w rozwiązaniach bezprzerwowych systemów dokonał się potężny postęp, a co jeszcze pięć lat temu było zdobyczą techniki, dzisiaj jest już przestarzałe. Zaszło szereg istotnych zmian - zarówno po stronie wymagań użytkowników, jak i samej technologii UPS-ów. W przypadku tych ostatnich wymienić należy wprowadzenie systemów beztransformatorowych. Dzięki rezygnacji z transformatora po stronie wyjściowej można osiągnąć całkiem inne rozmiary i ciężar urządzeń, a także ich efektywność. Jest to tym istotniejsze w przypadku, gdy tego typu systemy pracują z obciążeniami pojemnościowymi.

• Czy chodzi tutaj o wzrost wykorzystania serwerów typu blade? Jakie są tego skutki dla systemów UPS?

Z jednej strony serwery takie wymagają całkiem innych wartości mocy. Obecnie niewiele jednostek pozwala na pracę z mocami na poziomie 5kW, co w przypadku pojedynczych serwerów byłoby niemożliwe. Poza tym serwery blade w porównaniu z tradycyjnymi serwerami wykazują inny, pojemnościowy charakter obciążenia. W tym przypadku współczynnik mocy jest bliski pod względem wartości od 0,95 do 0,9 pojemnościowo, przez co wymóg dotyczący rzeczywistej mocy znacząco wzrasta.

• Czy w takich zastosowania lepsze okazać się mogą beztransformatorowe systemy UPS?

Tak jest. Zwykłe systemy UPS z transformatorami po stronie wyjściowej zostały zaprojektowane do osiągania maksymalnej sprawności przy obciążeniach indukcyjnych. W kombinacji z serwerami typu blade użytkownicy centrów obliczeniowych w praktyce tracą dostępną moc. Zwykła instalacja UPS o mocy pozornej maksymalnie 300kVA przy współczynniku mocy 0,95 pojemnościowo dysponuje tylko 214kW znamionowej mocy czynnej, co jest redukcją o 11%. Jeżeli współczynnik mocy wynosi 0,90 pojemnościowo, do dyspozycji mamy tylko 182kW, co równa się redukcji o 24%. Beztransformatorowe systemy UPS nie wykazują przy współczynniku mocy -0,95 praktycznie żadnych redukcji, a przy współczynniku mocy -0,90 - tylko nieznaczne i wynoszące około 3%. Oznacza to, że ten sam UPS zasilać może więcej serwerów lub, w przypadku tworzenia nowej instalacji, może być zwymiarowany jako mniejszy.

• Jak tworzone są systemy beztransformatorowe?

W tym celu stosujemy układy oparte o IGBT (Insulated-Gate Bipolar Transistors). Dysponują one wysokim napięciem (ponad 6 kV) i mogą przełączać prądy do 3kA, a przy tym są wielokrotnie lżejsze i mniejsze niż w przypadku urządzeń transformatorowych o podobnych mocach. Szacuję, że ich ciężar i zapotrzebowanie na miejsce są zredukowane o połowę w stosunku do zwykłego systemu. Z tych powodów nasze UPS-y cechować się mogą gęstością mocy nawet 250kW na metr kwadratowy!

• Inni producenci oferują urządzenia o podobnych gęstościach mocy…

Jest to możliwe, jednak PMC 200 zostały zbudowane w pełni modułowo, przez co w ramach każdej szafy UPS zaoferować możemy nadmiar n+1. W przypadku większego zapotrzebowania na moc, szafy serwerowe można łączyć równolegle. Ponieważ moduły mocy oferujemy w siedmiu wykonaniach - od 8 do 40kW, klient może określić system dokładnie z dopasowaniem do własnych wymagań. Jeżeli te ostatnie zmienią się, możliwe jest bezproblemowe doposażenie systemu.

• Użycie dwóch systemów UPS zwymiarowanych wystarczająco do obciążenia znamionowego to różnica w stosunku do dotychczas przyjętych w branży standardów...

Fot. 1 Nowy system UPS PMC 40 firmy Rittal może być wbudowany bezpośrednio do szafy serwerowej 19’’

Dokładnie tak jest. Klient kupuje moduły o takich mocach, aby móc zasilać swój system, a także dodaje do układu moduł nadmiarowy. Moduły pracują w trybie load-sharing - jeżeli jeden ulega awarii, inne rozdzielają obciążenie między siebie. Możliwość taka występuje oczywiście w przypadku stosowania jednego lub więcej modułów nadmiarowych. Nasi klienci są nieraz zadziwieni, że systemy UPS pracować mogą w optymalnym dla nich zakresie mocy - blis ko pełnego obciążenia. Tylko wtedy osiągana jest optymalna sprawność, która dla PMC 200 wynosi 96%. W przypadku dwóch równoległe zainstalowanych systemów pracują one z prawie 50-procentowym obciążeniem i odpowiednio zredukowaną sprawnością.

• Czy rozwiązania modułowe zostały zaakceptowane przez klientów? Czy odbiorcy nie wolą stosować kompletnego, nadmiarowego systemu UPS? W końcu współczynnik MTBF (Mean Time Between Failure) systemu jest gorszy w przypadku większej liczby stosowanych komponentów.

Potrafiliśmy przekonać klientów do zalet budowy modułowej. MTBF może być teoretycznie gorszy, ale w praktycznym zastosowaniu chodzi o coś innego. Obojętnie czy awarii ulega system modułowy, czy też monolityczny, wynikiem jest w obu przypadkach system nadal działający, ale pozbawiony urządzeń nadmiarowych. Klient chciałby w takiej sytuacji przywrócić przede wszystkim stan poprzedni, a więc ponownie utworzyć nadmiar. W przypadku PMC 200 „wyciągamy” uszkodzony moduł z szafy serwerowej i wsuwamy tam nowy. Jeżeli moduł znajduje się w magazynie, system nadmiarowy utworzony zostaje po 15 minutach - bez poszukiwania błędów, zamawiania części zamiennych i odwiedzin personelu technicznego.

• Czy w takim razie oferujecie serwis i utrzymanie systemów?

Nasi klienci mają wybór pomiędzy kilkoma opcjami w zakresie usług serwisowych a związanych z utrzymaniem systemu. Te ostatnie są korzystniejsze z powodu znacznie niższych kosztów związanych z utrzymaniem poprawnej pracy urządzeń.

• Czy klient musi polegać na omawianych usługach, czy może również samodzielnie monitorować stan UPS-a?

Nie tylko może, ale i powinien. Jesteśmy zdania, że system UPS niezawierający interfejsów do komunikacji ze światem zewnętrznym nie jest kompletny. Dlatego PMC 200 zawierają w standardzie liczne porty. Występują w nich zestyki bezpotencjałowe, RS-232 i USB, slot dla modułu sieciowego/SNMP i oczywiście złącze emergency power off . Ponadto Rittal ma w ofercie liczne narzędzia programowe do zarządzania otoczeniem centrum obliczeniowego.

• Firma Rittal jest znana w obszarze IT dzięki ofercie szaf serwerowych i sieciowych oraz systemom chłodzenia. Czy UPS-y są w pierwszej kolejności dostosowane do zastosowań w centrach obliczeniowych i serwerowniach?

Niedawno zaprezentowaliśmy system UPS do celów przemysłowych. Szafy sterownicze Rittal znajdziemy w najróżniejszych miejscach - od walcowni stali po linię produkcji artykułów spożywczych. Praktycznie w każdym obszarze przemysłowym mamy długoletnie doświadczenie, które oczywiście procentuje w projektowaniu systemów UPS.

• Jakie są przykładowe różnice pomiędzy zastosowaniami przemysłowymi a tymi w centrum obliczeniowym?

Przykładem są różne wymagania dotyczące stopnia ochrony urządzeń. Może istnieć wymóg, aby system UPS był chroniony przed strumieniami wody lub nawet całkowicie wodoszczelny. Innym przykładem jest odporność na wstrząsy mechaniczne - dlatego w ofercie mamy konstrukcje, gdzie wewnętrzne układy chronione są przed uderzeniami, a wibracje tłumione. Wielu użytkowników przemysłowych ma również wymagania dotyczące krótkiego czasu łączenia, tak więc ważne jest, aby elastycznie zwymiarować akumulatory. Również skoki napięć, które system UPS musi wytrzymać w przypadku pracy w otoczeniu przemysłowym, są znacznie wyższe niż w centrach obliczeniowych.

• Czy sądzi Pan, że systemy beztransformatorowe to przyszłość?

Gdybyśmy nie byli o tym przekonani, nie oferowalibyśmy tego typu rozwiązań naszym klientom. Proszę też zauważyć, że ich zalety, jeżeli chodzi o sprawność, powodują, że omawiane systemy UPS zyskują uznanie. Koszty energii w przyszłości będą wzrastać i żadne przedsiębiorstwo nie może pozwolić sobie na wzrost zużycia energii i wytwarzanie większej ilości CO2, niż jest to konieczne. Nie ma to uzasadnienia ani finansowego, ani ekologicznego.

Rittal Sp. z o.o.
ul. Królewska 6
05-825 Grodzisk Mazowiecki
tel. 022 310 06 12
faks 022 310 06 16
www.rittal.pl