Żadne urządzenie teleinformatyczne nie może funkcjonować bez energii elektrycznej, której dostępność, jak pokazują liczne awarie, nie jest ani ciągła, ani pozbawiona zakłóceń.

W sieci elektroenergetycznej występują stosunkowo często nieprzewidziane, krótkotrwałe zakłócenia w dostarczaniu energii elektrycznej wynikające z awarii, wyładowań atmosferycznych czy z działania elektroenergetycznej automatyki sieciowej. Mogą one powodować utratę danych lub wyłączenie bądź "zawieszenie" się urządzeń teleinformatycznych, skutkując długimi przestoja-mi i związanymi z tym dużymi stratami finansowymi. Jedyną możliwoś-cią przeciwdziałania skutkom tego typu zakłóceń jest stosowanie systemów zasilania gwarantowanego, których podstawą są zasilacze UPS lub siłownie prądu stałego, wspomagane w niektórych aplikacjach, dla uzyskania długich czasów podtrzymania pracy odbiorników, agregatami prądotwórczymi.

W związku z dynamicznym rozwojem systemów teleinformatycznych i postępującą centralizacją ośrodków przetwarzania danych przed systemami zasilającymi stoją nowe wyzwania. Zużycie energii przez centra przetwarzania danych ma wyraźną tendencję wzrostową, gdyż szybkość procesorów, która zwiększa się średnio dwukrotnie na rok, jest nierozwiązalnie związana ze wzrostem zużywanej przez nie energii, co dodatkowo przekłada się na wydzielanie dużych ilości ciepła. Ponadto sytuacje w zakresie zarówno zasilania, jak i chłodzenia pogarsza coraz częstsze stosowanie mniejszych i wydajniejszych serwerów oraz urządzeń sieciowych. W konsekwencji sprzęt IT, który niegdyś zajmował całe pomieszczenie, teraz może być zawarty nawet w pojedynczej półce szafy. Przekłada się to w bezpośredni sposób na zwiększenie gęstości mocy i wydzielanego ciepła, a w konsekwencji na nowe wymagania wobec systemów zasilania.

Sprawność systemów zasilania gwarantowanego

W związku z ciągłą rozbudową sys-temów teleinformatycznych wzras-tają również koszty ich utrzymania, co powoduje konieczność instalacji jak najwydajniejszych, również pod względem energetycznym urządzeń. W największym stopniu na całkowity koszt utrzymania centrum przetwarzania danych wpływają koszty energii elektrycznej. Zmniejszenie tych kosztów jest możliwe przez ograniczenie strat, czyli np. zastosowanie jak najwydajniejszych zasilaczy UPS. Sprawność zasilaczy UPS, czyli stosunek mocy na wejściu do mocy na wyjściu, podawana przez producentów, określona jest zwykle dla obciążenia znamionowego. Parametr ten nie jest stały, lecz zależy od poziomu obciążenia i spada, gdy urządzenia nie są obciążone mocą znamionową, tak więc istotną kwestią jest dopasowanie mocy UPS do aktualnego obciążenia.

Straty energii powstają również podczas procesu zamiany parametrów napięcia w urządzeniach IT. Sprawność bowiem, czyli stosunek mocy wejściowej do użytecznej, w większości typowych zasilaczy serwerów nie przekracza 75%. To znaczy, że aż 25% energii elektrycznej jest tracone i ulega przemianie w ciepło, odprowadzenie którego słono kosztuje. Sposobem na uniknięcie tych strat jest przejście na system zasilania prądem stałym, dzięki któremu nie trzeba realizować konwersji energii AC (prąd przemienny) na DC (prąd stały) w wewnętrznych zasilaczach urządzeń IT. Zgodnie z prognozami zastosowanie takiego rozwiązania pozwala na redukcję zużycia energii nawet o 20%. W związku z czym, jak należy sądzić, nastąpi wzrost w najbliższym okresie zainteresowania systemami zasilania gwarantowanego opartymi na siłowniach prądu stałego.

Skalowalność systemów zasilania

Innym ważnym parametrem branym pod uwagę przy zakupie systemu zasilania jest możliwość skalowalności, czyli dostosowania mocy układu do aktualnych potrzeb. Większość typowych systemów zasilania gwarantowanego (zasilaczy UPS) w pewnym zakresie zapewnia rozbudowę, jak również zwykle umożliwia dodanie redundantnych jednostek dla zapewnienia maksymalnej niezawodności w krytycznych miejscach systemu.

Największymi zdolnościami adaptacyjnymi charakteryzują się jednak zasilacze UPS o budowie modułowej, stąd ciągły wzrost zainteresowania tego typu urządzeniami. Coraz częściej wymiana sprzętu teleinformatycznego w centrum przetwarzania danych oznacza jednak tak znaczący wzrost poboru energii elektrycznej, iż powoduje on konieczność modernizacji całej infrastruktury zasilającej obiektu.

Dodatkowo sytuację w zakresie zarówno zasilania, jak i chłodzenia pogarsza coraz częstsze stosowanie serwerów kasetowych, mniejszych i szybszych przełączników sieciowych oraz innych urządzeń elektronicznych, które zajmują coraz mniejszą przestrzeń, co skutkuje znaczącym zwiększeniem gęstości mocy. Niekiedy wzrost zapotrzebowania energii jest tak duży, iż wymaga zwiększenia tzw. mocy przyłączeniowej dla całego obiektu, co oznacza często znaczne wydatki oraz wymaga zwykle długiego czasu realizacji. Zapewnienie rosnącego zapotrzebowania na energię elektryczną w związku z modernizacją centrum przetwarzania danych jest więc również poważnym zadaniem, jakie stoi przed współczesnymi systemami zasilania.

<hr>

Tomasz Starzec dyrektor handlowy w APC-MGE Polska

Przedstawiciel firmy Google stwierdził niedawno, że wkrótce jego firma będzie wydawała więcej pieniędzy na rachunki za energię elektryczną potrzebną do zasilania centrów danych niż na zakupy serwerów. Zwrócił tym samym uwagę na coraz wyższe koszty operacyjne serwerowni i centrów danych, gdzie koszt prądu zajmuje jedno z najwyższych miejsc. Oprócz kosztów dodatkowym argumentem za zmniejszeniem kosztów energii elektrycznej jest wzrastająca świadomość ekologiczna. Sprawność systemu produkcji i dostarczania energii elektrycznej jest bardzo niska i nawet niewielka oszczędność energii powoduje ogromne oszczędności w zużyciu węgla. Z analogiczną sytuacją mamy do czynienia w serwerowni i centrum danych: niewielki przyrost ilości serwerów powoduje stosunkowo duży wzrost rachunków za energię. Tylko kilka do kilkunastu procent energii idzie na przetwarzanie danych. Cała reszta energii to zasilanie przewymiarowanych układów zasilania awaryjnego i klimatyzacji, często o niskim wskaźniku sprawności. Praktycznie całość energii elektrycznej w serwerowni zamieniana jest na ciepło, które następnie trzeba odprowadzić za pomocą układu klimatyzacji, a układ klimatyzacji, w niektórych przypadkach, podtrzymać z UPS-a. Całość tworzy mocno nieefektywny prądowo i kosztowo układ. Jestem przekonany, że wraz ze wzrastającymi kosztami energii temat efektywnej prądowo serwerowni będzie coraz częściej podnoszony, a klienci, podejmując decyzję o zakupie elementów infrastruktury zasilającej i chłodzącej, będą zwracać uwagę na koszty jej utrzymania. Optymalizacja kosztów utrzymania infrastruktury technicznej znajduje odzwierciedlenie w naszych rozwiązaniach.