Systemy zasilania i chłodzenia jako kluczowe systemy infrastruktury fizycznej
-
- Sylwester Igras,
- 14.10.2013
Systemy zasilania i chłodzenia, których głównym zadaniem jest utrzymanie optymalnych warunków zasilania oraz parametrów środowiskowych (wilgotność, temperatura) dla data center są kluczowymi systemami infrastruktury fizycznej. W dynamicznie zmieniającym się środowisku biznesowym sukces każdej firmy zależy od dostępności do informacji i komunikacji w reżimie 7 dni przez 24 h. Aby sprostać tym wymaganiom, konieczna jest niezawodna i efektywna infrastruktura fizyczna, zapewniająca zasilanie i właściwe parametry środowiskowe.
Żadne urządzenie teleinformatyczne nie może funkcjonować bez zasilania, lecz dostępność energii nie jest niestety ani ciągła, ani pozbawiona zakłóceń. Sieć elektroenergetyczna, poprzez którą jest ona dostarczana nie jest bowiem niezawodna, a ponadto występują w niej różnorakie zakłócenia, takie jak np. przepięcia mogące uszkodzić zasilane za jej pośrednictwem urządzenia teleinformatyczne. Systemy teleinformatyczne są bowiem szczególnie wrażliwe na złą jakość zasilania i już nawet chwilowa przerwa (kilkadziesiąt ms) w zasilaniu może spowodować utratę danych znajdujących się w pamięci RAM urządzeń komputerowych lub spowodować wyłączenie bądź „zawieszenie” się urządzeń teleinformatycznych, skutkując długimi przestojami. Zdecydowana większość zaników napięcia ma charakter krótkotrwały (trwający nie dłużej niż 5 s), lecz jednak i one mogą spowodować długotrwały brak dostępności systemu. Obecnie ze względu na ważną rolę, jaką odgrywają systemy teleinformatyczne głównym czynnikiem skłaniającym administratorów CPD do instalacji systemów zasilania gwarantowanego są wysokie straty powstające w okresie przestoju. Pod pojęciem „czas przestoju systemu” należy rozumieć okres jego niedostępności, uwzględniający zarówno czas trwania zaniku zasilania, jak i „podniesienia” systemu. Warto więc sobie uświadomić, iż mimo tego, że okres zaniku zasilania może trwać do kilku sekund, to czas przestoju jest relatywnie długi, ponieważ trzeba uwzględnić proces ponownego uruchomienia sytemu oraz ewentualnego odzyskania i weryfikacji danych. Brak funkcjonującej infrastruktury sieciowej ma wpływ zarówno na pojedynczego użytkownika, jak i na całe przedsiębiorstwo. Do sumarycznego kosztu przestoju systemu informatycznego zalicza się m.in. stracony przychód i zysk, utrata wizerunku firmy i bezproduktywny czas pracowników.
Aby w jakiejś mierze uniezależnić się od sieci elektroenergetycznej i zapewnić wysoki poziom dostępności Centrum Przetwarzania Danych, stosuje się systemy zasilania gwarantowanego złożonego z takich urządzeń jak: zasilacze UPS (Uninterruptible Power Supply), siłownie prądu stałego oraz agregaty prądotwórcze, które zasilają poszczególne odbiorniki systemu teleinformatycznego poprzez instalację elektryczną składającą się z przewodów elektrycznych, różnorakich łączników oraz ochronników przepięć. Zastosowanie zasilaczy UPS pozwala na wyeliminowane problemów wynikających z krótkotrwałych przerw w zasilaniu (krótszych niż czas autonomii zasilacza), a więc tych, które występują najczęściej. Istnieje wiele konstrukcji, które dość znacznie różnią się od siebie budową i właściwościami. Najczęściej stosowane obecnie topologie zasilaczy to:
• zasilacze UPS „true online”, które zapewniają utrzymanie stabilizowanego napięcia dzięki ciągłemu przetwarzaniu energii elektrycznej ze swego wejścia na napięcie stałe i z powrotem na przemienne poprzez falownik pracujący synchroniczne z siecią. W wypadku zaniku napięcia zasilającego układ falownika czerpie energię z baterii akumulatorów, które są na stałe podłączone do jego wejścia, nie występuje więc konieczność przełączania źródła energii;
Zobacz również:
• zasilacze UPS „line interactive”, które zapewniają w czasie zaniku napięcia szybkie przełączenie na zasilanie z falownika, który jest zsynchronizowany z siecią zasilającą. Falownik jest podłączony równolegle do napięcia zasilania dokonując ładowania baterii akumulatorów. Zasilacze tego typu charakteryzują się wysoką sprawnością, lecz mają mniejsze – w porównaniu z true online – właściwości filtrowania zakłóceń;
• zasilacze UPS „off line”, w których prosty falownik (wytwarzający najczęściej napięcie o kształcie jedynie zbliżonym do sinusoidy) uruchamia się tylko w momencie, kiedy napięcie sieciowe będzie poza założoną tolerancją. Podczas pracy przy obecności sieci zasilającej urządzenie zasila odbiorniki poprzez proste filtry oraz ładuje baterie akumulatora za pomocą prostownika. W • zasilaczach tych zawsze występuje czas przełączenia na baterie, będący sumą czasu detekcji oraz czasu przełączenia i uruchomienia falownika.
