Istnieje jednak duża grupa urządzeń teleinformatycznych, które nie dysponują podwójnym torem zasilania. Aby zwiększyć dostępność zasilania, dla tych urządzeń stosuje się przełączniki źródeł zasilania, które umożliwiają wykorzystanie nadmiarowych torów zasilania. Przełączniki źródeł zasilania umożliwiają przełączanie pomiędzy różnymi źródłami zasilania (np. linia zasilająca - agregat prądotwórczy) na wejściu zasilacza UPS, co zapewnia znaczne zwiększenie dostępności systemu teleinformatycznego. Ze względu na konstrukcje rozróżnia się przełączniki elektromechaniczne ATS oraz statyczne STS (zbudowane w oparciu o półprzewodnikowe przyrządy mocy). Przełączniki takie mogą być montowane w szafie, co ułatwia ich obsługę oraz monitorowanie, lub być wykonane jako wolno stojące (szczególnie dla urządzeń dużych mocy).

Marek Rojek kierownik Serwisu UPS w Emerson Network Power

Aktualnie daje się zaobserwować tendencję do opracowywania nowych konstrukcji zasilaczy UPS średniej i dużej mocy, które cechują minimalne zniekształcenia prądu wejściowego i współczynnik mocy wejściowej o wartości zbliżonej do jedności. Zasilacz taki nie oddziałuje negatywnie na inne zasilane z sieci energetycznej urządzenia. Przełomowe w tej dziedzinie okazuje się zastosowanie prostowników zbudowanychna tranzystorach IGBT i zastosowanie procesorów sygnałowych w układach sterujących. Jestem przekonany, że tendencja ta będzie się pogłębiała i obejmie zasilacze o coraz większej mocy. Będzie to limitowane rozwojem technologii półprzewodnikówi algorytmów sterowania. Daje się zaobserwować jeszcze jedną tendencję: wraz z rozwojem technologii sterowania cyfrowego rośnie niezawodność urządzeń i ich możliwości diagnostyczno-pomiarowe.

Zmiany i tendencje w technologii UPS

Systemy ochrony zasilania są jednym z najważniejszych elementów infrastruktury służącym zapewnieniu wysokiej niezawodności i bezpieczeństwa funkcjonowania systemów teleinformatycznych. Aby sprostać obecnym wyzwaniom dotyczącym pewnego i o wysokiej jakości zasilania, konieczne jest stosowanie nowoczesnych i nadmiarowych zasilaczy UPS w powiązaniu z innymi urządzeniami, takimi jak przełączniki zasilania oraz urządzenia do zarządzania i monitorowania. Infrastruktura zasilania musi być tak zaprojektowana i wykonana, aby zapewniać możliwość rozbudowy i dostosowania się do zmieniających się potrzeb, co w przypadku klasycznych instalacji znacznie zwiększa początkowe nakłady inwestycyjne. Obecnie coraz częściej przy budowie systemu zasilania odchodzi się od budowania systemów z wielu rozmaitych elementów, oferując rozwiązania standaryzowane. Wśród zasilaczy UPS obserwuje się ciągłą tendencję zmniejszania gabarytów w stosunku do oferowanej mocy spowodowaną optymalizacją powierzchni współczesnych serwerowni. W miarę postępu technicznego doskonalone są tradycyjne rozwiązania techniczne (zasilanie DC, UPS, agregaty prądotwórcze) oraz są rozwijane nowe technologie magazynowania energii (zasobniki energii) szczególnie w zastosowaniach mobilnych.

Obecnie większość zasilaczy UPS dużej mocy jest zbudowana w oparciu o energoelektroniczne układy przekształtnikowe wysokiej częstotliwości przełączania, co skutkuje znacznym obniżeniem poziomu zniekształceń wnoszonych do sieci elektroenergetycznej oraz zwiększeniem sprawności i zmniejszeniem gabarytów. Przykładem nowych rozwiązań w zakresie zasilania są ogniwa paliwowe, które coraz częściej są stosowane jako alternatywa dla agregatów prądotwórczych. W związku z coraz powszechniejszym stosowaniem aplikacji charakteryzujących się znaczną rozległością (np. telefonii VoIP) coraz częściej wykorzystuje się standard 802.3af (Power Over Ethernet) umożliwiający zasilanie urządzeń poprzez miedziowe okablowanie LAN. Specyfikacja 802.3af jest wyjątkowo dobrym rozwiązaniem ze względu na brak potrzeby budowy niezależnej instalacji zasilającej i prostotę zarządzania. Dzięki wykorzystaniu tej technologii możliwe jest zasilanie maksymalną mocą 15,4 W pojedynczego urządzenia, co w zupełności wystarcza do zasilania zarówno typowego telefonu IP, jak i punktu dostępu bezprzewodowego WLAN. Należy zwrócić uwagę, że dla zapewnienia odpowiedniego poziomu dostępności wszystkie przełączniki wspierające standard PoE powinny być zasilane z zasilaczy UPS (siłowni stałoprądowych DC) zapewniających czas autonomii na poziomie powyżej kilkudziesięciu minut. W związku z ciągłym poziomem wzrostu mocy pobieranej przez procesory, co przekłada się na wydzielanie dużych ilości ciepła, skutkuje to problemami technicznymi dotyczącymi nie tylko zasilania, ale i chłodzenia. Dodatkowo sytuacje w zakresie chłodzenia pogarsza coraz częstsze stosowanie serwerów kasetowych, mniejszych, szybszych przełączników sieciowych oraz innych urządzeń elektronicznych, które zajmują coraz mniejszą przestrzeń. W efekcie sprzęt, który dawniej zajmował całe pomieszczenie, teraz może być zawarty nawet w pojedynczym racku szafy, co znacząco zwiększa ilość pobieranej mocy i wydzielanego ciepła. Ze względu na rosnące koszty energii elektrycznej coraz częściej użytkownicy poszukują jak najbardziej sprawnych urządzeń. Takim sposobem na uzyskanie oszczędności w kosztach energii jest przejście na system zasilania prądem stałym, dzięki któremu nie trzeba realizować konwersji energii DC (prądu stałego) na AC (prąd przemienny) w zasilaczach UPS. Urządzenia elektroniczne jak wiadomo pracują na napięcie stałe (posiadają wewnętrzne zasilacze, które konwertują np. AC na DC). Zastosowanie systemu zasilania prądem stałym DC pozwala na redukcję zużycia energii nawet o 20%.

Tomasz Starzec dyrektor APC Polska

W ostatnim czasie czołowi producenci sprzętu informatycznego zapowiadają mniejszą konsumpcję energii elektrycznej przez serwery. Dotychczasowe doświadczenia pokazują jednak, że średni pobór mocy na szafę w serwerowni wzrósł z 1-2 kW kilka lat temu do obecnych 5-6 kW, a częstokroć więcej, gdzie maksymalne moce sięgają ponad 20 kW na szafę. Użytkownicy serwerowni nie wiedzą, jaki będzie za rok czy dwa średni pobór mocy na metr kwadratowy serwerowni lub na szafę. Tym trudniej jest im prawidłowo dobrać UPS dla nowo budowanej serwerowni. Powoduje to wzrost zainteresowania strefowym zasilaniem serwerowni, gdzie użytkownicy kupują infrastrukturę fizyczną (UPS-y, rozdzielnice, szafy 19") w rozbiciu na etapy, oraz modularnymi konstrukcjami zasilaczy UPS, które ułatwiają rozbudowę mocy UPS-a i zwiększają niezawodność zasilania. APC-MGE patrzy na środowisko serwerowni nie tylko z punktu widzenia zasilania, ale również chłodzenia, ponieważ opisany powyżej trend do zwiększania gęstości mocy w serwerowni powoduje konieczność weryfikacji tradycyjnych metod wentylacji i klimatyzacji urządzeń w szafach 19".