UPS: dodatek do systemu

Zasilacze UPS znikają z oferty dla dużych firm i są zastępowane zintegrowanymi rozwiązaniami, w skład których - obok zasilaczy awaryjnych - wchodzą systemy chłodzenia, monitoringu parametrów środowiska, oprogramowanie do planowania i zarządzania centrum danych oraz - opcjonalne - generatory prądu.

Zasilacze UPS znikają z oferty dla dużych firm i są zastępowane zintegrowanymi rozwiązaniami, w skład których - obok zasilaczy awaryjnych - wchodzą systemy chłodzenia, monitoringu parametrów środowiska, oprogramowanie do planowania i zarządzania centrum danych oraz - opcjonalne - generatory prądu.

Prawo Moore'a mówiące o dwukrotnym wzroście co półtora roku gęstości upakowania elementów półprzewodnikowych - i takim samym wzroście mocy przetwarzania procesorów - wciąż sprawdza się empirycznie z zadziwiającą dokładnością. Jego efektem jest zwiększanie gęstości mocy zużywanej przez serwery. Ten kierunek rozwoju technologii zasadniczo zmienia wymagania stawiane przed systemami zasilania awaryjnego. Niestety prawo Moore'a nie dotyczy mocy i gęstości energii oferowanej przez klasyczne urządzenia UPS, korzystające ze standardowych akumulatorów.

Zasilacz + chłodzenie + monitoring

Ich producenci już od pewnego czasu zauważyli, że klasyczne technologie zasilaczy awaryjnych nie są w stanie nadążyć za wzrastającymi wymaganiami na wydajność i niezawodność systemów IT przy jednoczesnym wzroście ich mocy. Stąd też pojawiają się nowe pomysły dotyczące zarówno samych technologii zasilania (przede wszystkim poszukiwania nowych, efektywnych źródeł zapasowej energii), rozszerzania ofert w kierunku rozwiązań integrujących systemy chłodzenia, monitoringu środowiska, jak i oprogramowania do planowania i zarządzania infrastrukturą pod kątem poboru mocy i chłodzenia systemów.

System zasilania awaryjnego dla centrum danych to obecnie już nie UPS z akumulatorami, filtrami przeciwzakłóceniowymi i czasem również generatorami prądu umożliwiającymi podtrzymanie zasilania w wypadku długiej jego przerwy, ale rozwiązanie zawierające również odpowiednio zaplanowany system chłodzenia. Tego typu kierunek rozwoju rynku oznacza konieczność połączenia do niedawna względnie niezależnych dziedzin wiedzy, jak konstrukcja serwerów i urządzeń UPS będących domeną IT oraz klimatyzacja, która wchodziła w zakres odpowiedzialności osób zajmujących się infrastrukturą budynków.

Przykładem takiej konwergencji była umowa APC z IBM dotycząca współpracy w zakresie oferty centrów danych średniej wielkości Scalable Modular Data Center wyposażonych w prekonfigurowany system zasilania i chłodzenia - APC In-Row InfraStruXure. Producenci zasilaczy awaryjnych, jak np. APC-MGE lub Emerson, już dziś mają bowiem w ofercie także zintegrowane systemy chłodzenia i generatory prądu, a inne firmy z reguły przynajmniej współpracują w tym zakresie z niezależnymi przedsiębiorstwami. Ostatnio coraz większą popularność zyskują też inicjatywy szkoleń i edukacji związanej z projektowaniem efektywnej infrastruktury centrów danych o zrównoważonym systemie chłodzenia, jak szkolenia online wprowadzone przez APC-MGE lub ośrodek Chloride Academy firmy Chloride Power Systems.

Jeśli chodzi o technologie zasilania awaryjnego oraz systemów zapewniających możliwość oszczędzania i przechowywania energii, na razie nie widać bliskiej perspektywy rewolucyjnych zmian. Choć na rynku pojawia się sporo nowych pomysłów, technologii i produktów, to wciąż trzeba czekać na ich popularyzację w masowych zastosowaniach.

Nadzieją paliwo wodorowe

Być może już za kilka lat ogniwa paliwowe wykorzystujące skroplony wodór zmienią obraz rynku zasilania awaryjnego. Tego typu rozwiązania już obecnie są dostępne na rynku, m.in. oferuje je APC-MGE jako opcjonalny element systemu InfraStruXure. To rozwiązanie, które wykorzystuje architekturę stelażową i zawiera zintegrowane systemy zasilania, chłodzenia, oprogramowanie do kontroli i zarządzania, a dodatkowo również urządzenia do monitorowania środowiska.

Zasilacze wodorowe wykorzystują m.in. tzw. ogniwa PEM (Polymer Electrolyte Membrane), które umożliwiają kontrolowane przekształcanie energii paliwa wodorowego na energię elektryczną. Jest to rozwiązanie o podobnej funkcjonalności jak generatory prądu stosujące silniki diesela, ale ma wysoką wydajność (gęstość energii wodoru jest wysoka), a oprócz tego jest ekologicznie czyste, bo produktem odpadowym jest woda.

Problemem są względnie wysokie koszty implementacji (dla niewielkiego centrum danych koszt systemu łącznie z jego instalacją nie przekracza 100 000 USD), a także konieczność zapewnienia wysokiego poziomu bezpieczeństwa i ochrony źródła energii - butli z wodorem przed możliwością niekontrolowanej eksplozji (z reguły muszą one być umieszczane na zewnątrz budynku).

Efektywna konwersja AC/DC

Wśród interesujących pomysłów technicznych można zauważyć opracowaną przez nową firmę ColdWatt technologię cyfrowych konwerterów energii elektrycznej AC/DC, które według jej przedstawicieli mają znacznie wyższą efektywność przetwarzania w porównaniu z klasycznymi przetwornikami analogowymi i podczas pracy generują o 45% mniej bezużytecznego ciepła.

Bliższe szczegóły techniczne tego rozwiązania nie są ujawniane. Ostatnio ColdWatt wprowadziła do oferty modele konwerterów o mocy 650 W i 1200 W przeznaczone do montażu bezpośrednio na płytach głównych serwerów stelażowych o wysokości od 1U. Na drugą połowę tego roku firma zapowiada premierę konwerterów o mocach kilku lub więcej kilowatów. ColdWatt podpisała już 15 umów OEM z producentami serwerów i pamięci masowych.

Mechaniczny UPS

Emerson Network Power już w 2004 r. opracowała Liebert FS (Flywheel DC Energy Storage System) - względnie lekkie i efektywne urządzenie do magazynowania energii elektrycznej wykorzystujące mechaniczne koło zamachowe kumulujące energię kinetyczną i przekształcające ją w razie potrzeby w prąd. W porównaniu z UPS-em wykorzystującym akumulatory chemiczne system ma wysoką prędkość ładowania i szeroki zakres temperatur pracy od -20 do +50 st. C. Obecnie dostępne modele Liebert FS wykorzystują koło zamachowe obracające się z prędkością 50 tys. obr./min i mogą dostarczyć mocy 120 W przez ok. 20 s. Urządzenia znajdują zastosowanie przede wszystkim jako uzupełnienie klasycznych UPS-ów, np. pracujących w warunkach, gdzie występują stosunkowo częste, ale krótkotrwałe problemy z zasilaniem.

Konsolidacja producentów

Wartość światowego rynku zasilaczy awaryjnych jest obecnie oceniana przez Frost & Sullivan na 5,7 mld USD rocznie. Według IDC, w 2005 r. światowe wydatki na zasilanie i chłodzenie serwerów osiągnęły poziom 26,1 mld USD, a jednocześnie Uptime Institute szacuje, że ponad 60% energii niezbędnej do zasilania systemów chłodzenia w centrach danych jest bezużytecznie tracona.

Analitycy przewidują stopniową, postępującą konsolidację producentów zasilaczy UPS, generatorów prądu i systemów klimatyzacji/chłodzenia. Ostatnio Schneider Electric kupił za 6,1 mld USD APC (American Power Conversion), łącząc struktury tej firmy z własnym oddziałem MGE UPS Systems. W ten sposób powstał największy na świecie producent systemów zasilania awaryjnego i chłodzenia — APC-MGE. W zakresie systemów klasy korporacyjnej z APC-MGE konkurują przede wszystkim Eaton, Emerson Network Power, Chloride Power Systems i SDMO — producent specjalizujący się w generatorach prądu.


TOP 200