Szacowanie zapotrzebowania na moc

Podstawową rzeczą, konieczną w procesie oszacowania zapotrzebowania mocy przez serwerownię, jest określenie wartości mocy elektrycznej wymaganej przez krytyczne obciążenia, czyli w większości urządzenia teleinformatyczne oraz systemy chłodzenia i zasilania gwarantowanego UPS, a także dystrybucji. W tym miejscu warto odświeżyć kilka pojęć z elektrotechniki.

Jak wiadomo, urządzenia zasilane napięciem przemiennym mają przeważnie określone dwa parametry związane z mocą: moc czynną tzw. użyteczną (mierzoną w watach) i moc pozorną (woltoampery). Moc pozorna, która jest większa (lub równa dla obciążenia rezystancyjnego) od mocy czynnej, jest iloczynem wartości skutecznych napięcia i prądu, natomiast moc czynna to iloczyn mocy pozornej i tzw. współczynnika mocy (cosϕ, ϕ – kąt przesunięcia fazowego pomiędzy napięciem i prądem). Innym ważnym pojęciem występującym w naszych rozważaniach jest moc zainstalowana, która jest sumą mocy znamionowych zainstalowanych odbiorników w rozpatrywanym obszarze zasilania (w naszym przypadku centrum danych lub serwerowni). Pojęcie mocy szczytowej określa największe średnie obciążenie zmierzone lub obliczone w określonym przedziale czasu (np. w ciągu dnia, tygodnia, miesiąca, roku itp. – najczęściej okres ten obejmuje rok).

Proces planowania (szacowania) wymaganej mocy dla serwerowni należy rozpocząć od oszacowania wartości mocy obciążeń krytycznych, które muszą mieć zapewnione właściwe parametry pracy. Po ustaleniu całkowitej mocy elektrycznej odbiorników teleinformatycznych w kilowatach, należy oszacować wielkość mocy elektrycznej związanej z obsługą centrum danych (zasilanie systemów chłodzenia, oświetlenie itp.).

Do obliczenia sumarycznej mocy odbiorów krytycznych można korzystać z kalkulatorów udostępnianych przez producentów sprzętu. Ich użycie, jest wygodne, poszczególne urządzenia wybiera się z rozwijalnego słownika co pozwala na unikniecie potencjalnych pomyłek, a w rezultacie otrzymuje się sumaryczną moc odbiorników. W obliczeniach dotyczących urządzeń IT niedostępnych w kalkulatorach, dla których nie mamy określonej mocy czynnej, można stosować wartości mocy pozornej wymienione na ich tabliczkach znamionowych bądź katalogach. W celu określenia mocy czynnej odbiorów krytycznych, sumujemy moce pozorne poszczególnych odbiorników pomnożone przez współczynnik mocy 0,7 (wartość typowa) i uzyskujemy sumaryczną moc czynną odbiorów krytycznych, czyli tzw. moc zainstalowaną. Określenie mocy odbiorów krytycznych ma kluczowy wpływ na prawidłowy dobór urządzeń i systemów, które zapewnią uzyskanie optymalnej efektywności energetycznej. Przyjęcie zbyt niskich wartości obciążeń może doprowadzić do zbyt małej przepustowości sieci i nadmiernej zawodności pracy urządzeń. Ma to swoje reperkusje w zwiększonych kosztach wynikających z braku dostępności systemu teleinformatycznego spowodowanych awariami.

Należy również oszacować wartość przyszłych (planowanych do instalacji np. na kolejnym etapie) obciążeń, a następnie uzyskaną wartość dodać do sumarycznej wartości obciążenia podstawowego, zwykle bowiem rozbudowa infrastruktury fizycznej w fazie cyklu użytkowego jest bardzo kosztowna i trudna, jeśli taka sytuacja nie została przewidziana na etapie planistycznym.

Należy zwrócić uwagę, że mimo faktu, iż zapotrzebowanie na moc podczas pracy urządzeń w serwerowni zwykle ma pewną wartość ustaloną, to są jednak okresy, w których może ona osiągać wartości dużo wyższe. Wielkość systemów zasilania powinna być dostosowana do wartości szczytowej poboru mocy obciążenia, obliczonej przez projektanta posiadającego stosowne uprawnienia, przy uwzględnieniu wymaganych norm i przepisów.