Како одабрати погодан електрогенератор за резервно напајање центра података?

Разумевање критичних захтева за напајање ради непрекидног рада центра података

Улога електрогенератора у одржавању непрекидног рада центра података

Generatori su poslednja linija odbrane kada dođe do operativnih problema, popunjavajući razmak između prestanka rada glavne električne mreže i pražnjenja baterija rezervnog napajanja (UPS). Pogledajmo brojke iz izveštaja Uptime Institute-a za 2024. godinu koje pokazuju koliko je ovo važno. Pola svih većih prekida rada u centrima podataka koje su proučavali bila je posledica problema sa napajanjem. A ti duži prekidi, koji traju više od četiri sata, mogu koštati kompanije više od sedamsto četrdeset hiljada dolara samo u kaznama po osnovu sporazuma o nivou usluge (SLA). Savremeni sistemi generatora najbolje funkcionišu u kombinaciji sa automatskim preklopnim prekidačima (ATS). Ovi sistemi obično prebace napajanje za manje od deset sekundi, što znači da se rad nastavlja bez prekida čak i tokom produženih prekida napajanja od strane distributera.

Uticaj neplaniranih prekida na dostupnost usluga i SLA

Када системи неочекивано престану са радом, компаније се суочавају са озбиљним финансијским проблемима. Неки велики центри података су имали рачуне који су скочили преко 1 милион долара сваког часа током ових инцидената. Према истраживању објављеном од стране Uptime Institute прошле године, скоро половина (око 42%) свих прекида услуга догодила се због тога што резервни извор струје није радио како треба. Најчешће је то било због тога што су генератори били премали за оптерећење које су морали да поднесу или су постојали проблеми са исправном довозом горива до њих. За пословне операције које циљају на врло строге циљеве доступности од 99,999%, није довољно само планирати за нормалан рад. Морају унапред размишљати и о ситуацијама када више ствари истовремено откаже.

Uptime Institute Tier стандарди и њихов утицај на избор генератора

За сертификована подручја нивоа III и IV, неопходна је редунданција генератора типа N+1 или 2N заједно са минималним резервама горива од најмање 72 часа које се чувају на самом месту, када су у питању операције од критичног значаја. Стандард Tier IV иде још даље својим приступом отпорности према грешкама, захтевајући два потпуно одвојена система генератора који могу одржати рад свега у потпуном капацитету, чак и ако дoђе до отказивања једног компонента. Иако ови захтеви сигурно повећавају трошкове за око 34% у односу на основне објекте без таквих оценa, они истовремено обезбеђују нешто изузетно важно: импресивних 99,982% доступности током године. Таква поузданост чини огромну разлику за компаније које пружају облачне услуге и операторе центара података који се такмиче на данашњем тржишту где више није прихватљив застој.

Избор правилног типа електрогенератора: Резервни, примарни и континуирани рејтинг

Разлике између примарних, резервних и генераторских система са континуираним рејтингом

Када је реч о центрима за податке, важно је имати правилну конфигурацију напајања. Резервни генератори служе као резервни системи када дође до проблема, иако су заправо намењени само повременом раду, можда максимално око 500 сати годишње. Затим постоје опреме са примарним капацитетом које могу управљати променљивим оптерећењем током времена и добро функционишу тамо где струја није увек поуздана. Ове могу боље да поднесу флуктуације у односу на већину других опција. Генератори са сталним капацитетом раде на максималном нивоу целог дана сваки дан, често се користе у производним условима где операције никада не стају. Међутим, ови модели не могу поднети изненадне скокове оптерећења које примарни генератори лако савладавају. Стога је избор између њих зависи од тога колико стабилност оптерећења нашим објектима треба.

Усклађивање типа генератора са оперативним захтевима центра за податке

Већина центара за податке ослања се на резервне генераторе у комбинацији са ИБП системима како би испунили стандарде редунданције Тир III/IV. У подручјима склоним честим падовима напона, све више се усвајају хибридни системи који користе генераторе намењене сталном раду, где дуже време рада и флексибилност оптерећења оправдавају веће захтеве за одржавањем.

Оцена ДЦП (DCP) за напајање центра података у односу на друге оцене напајања у пракси

Data Center Power или DCP стандард је направљен посебно за инфраструктуру која једноставно не може да приушти искључење. Укључује ствари попут паралелне редунданције где више система ради истовремено, као и архитектуре 2N што у основи значи имати резервне компоненте за сваки појединачни део. Већина људи зна за ISO 8528 стандарде који говоре о примарној снази која може непрекидно да поднесе варијабилна оптерећења. Али шта издваја DCP? Ови сертификовани генератори долазе са додатним карактеристикама као што су јачи системи испуштања и специјални сеизмички упори. Они морају да испуњавају и захтеве TIA-942, нешто што редовни стандарди често занемарују када се прича о поузданости дата центара.

Правилно димензионисање резервног електрогенератора за тренутна и будућа оптерећења

Димензионисање генератора за примену у дата центрима коришћењем стварних профила оптерећења

Odabir generatora odgovarajuće veličine nije samo pitanje pogodanja brojeva na papiru. Najvažnije je stvarno merenje potrošnje električne energije pri određivanju odgovarajuće snage generatora. Posmatrajte kako se potrošnja menja tokom različitih godišnjih doba, naročito u trenucima kada se serveri istovremeno uključe. Ovi prekidi pri pokretanju mogu povećati potražnju čak za 30 do 40 posto. Najbolji pristup? Instalacija napredne opreme za nadzor koja beleži potrošnju svakih 15 minuta. To inženjerima daje stvarne obrasce korišćenja umesto da rade na osnovu pretpostavki. Sa ovim detaljnim podacima, mogu kreirati tačne profile potrošnje koji pomažu da se izbegne previše plaćanje zbog prevelikog generatora ili rizik od kvara sistema zbog premalog generatora koji ne može da zadovolji zahteve.

Uzimanje u obzir maksimalnog opterećenja, rezervisanja i planiranog proširenja

Приликом пројектовања резервних система, важно је да они подржавају постојеће поставке редундантности као што су N+1 или 2N конфигурације, као и да обезбеде простор за проширење у наредних пет до седам година. Већина искуствених стручњака у овој области обично задржава додатних око 20 до 25 процената капацитета, како би били спремни на неочекивано проширење операција. Такође, често уносе онда тзв. сигурносни фактор од 1,5 до 1, изнад било којих до сада забележених вршних оптерећења. Узмимо као пример типичан објекат од 2 мегавата. Такав објекат често инсталира генераторе способне да обраде 3 мегавата електричне снаге. Ово им омогућава флексибилност приликом каснијег додавања нових шкафова и испуњава све те досадне стандарде редундантности, без сталне потребе за каснијом надоградњом.

Студија случаја: Димензионисање резервног генератора за центар података трећег нивоа

Недавно је центар података у Бостону надоградио свој стандард до нивоа Тир III, што значи да им је потребно да резервни системи раде чак и током одржавања. Стари дизел генератори од 4 мегавата нису могли да поднесу оптерећење кад су се истовремено активирали системи хлађења и сервери рестартовали. Након анализе свих бројки, инжењери су закључили да им је најбоље решење шест целих два мегавата. Инсталирали су четири одвојена уређаја по 1,55 мегавата који аутоматски раде заједно и деле оптерећење. Ова конфигурација обухвата отприлике пола пута више него што они нормално користе, а такође оставља простор за будуће проширење због додатних петнаест процената резерве која је уграђена.

Избегавање недовољне величине: последице и стратегије исправљања

Генератори недовољне величине доприносе 43% престанка рада центара података повезаних са отказивањем резервног напајања (Uptime Institute 2023). Упозоравајући знаци укључују понављање аларма претеретења и одложени одговори прекидачица преноса. Ефикасне стратегије исправљања укључују:

• Uvođenje modularnih generatora koji se razvijaju postepeno
• Uvođenje protokola za isključivanje potrošača koji nisu bitni
• Nadogradnja jedinica stabilizatorima prelaznog napona za upravljanje strujnim udarima

Godišnje testiranje opterećenja je neophodno da bi se potvrdila performansa u simuliranim uslovima maksimalnog opterećenja.

Izbor goriva i sistemski opseg za pouzdanu dugoročnu eksploataciju

Poređenje dizel, prirodnog gasa i dvogorivnih sistema generatora

Већина електрогенератора данас зависи од три главне опције горива: дизел, природни гас и хибридни системи познати као бифлуел системи. Дизел је увек био популаран зато што смешта много енергије у малим резervoарима и наставља са радом чак и током дужих прекида струје. Мана? Локалне власти су прилично строге када је у питању где и колико горива се може чувати на локацији. Природни гас сагорева чистије од дизела и стално стиже кроз подземне цеви, што је одлично све док не дође до оштећења цевовода. Олује, несреће, поправке — било шта може прекинути довод. Због тога многе институције прелазе на бифлуел технологију. Ови системи имају уграђен план за резерву — аутоматски прелазе на онај тип горива који је још увек доступан када један тип престане да буде доступан или му је довод блокиран. Логичан избор за објекте који не могу да приуште ни тренутак простоја.

Избор извора горива и системска аутономија за продужене прекиде

Системска аутономија — способност рада без додатног напајања горивом је од суштинског значаја током вишедневних прекида у напајању мрежом. Дизелово компактно складиштење енергије омогућава рад од 48 до 96 сати, док се природни гас ослања на непрекидан приступ цевоводу. За објекте од кључног значаја, преферирају се системи са двоструким горивом, који омогућавају пребацивање у случају отказивања примарног снабдевања горивом.

Захтеви за складиштење горива на локацији и логистика допуне

Када је у питању складиштење горива на локацији, постоји неколико кључних фактора које треба имати на уму. Прво и пред свега, резервоари отпорни на корозију су апсолутно неопходни. Такође је важно редовно третирати гориво биоцидима како би се спречило загађење горива штетним микроскопским организмима. И не заборавите да периодично ротирате залихе горива како бисте осигурали да остане употребљиво током дужег временског периода. Што се тиче захтева за дужином складиштења, NFPA 110 генерално предвиђа између 12 и 24 сата потрошње дизела за системе резервног напајања у ванредним ситуацијама. Међутим, већина објеката Треће и Четврте категорије иде знатно даље, често одржавајући резерве које могу издржати непрестано 3 до 4 дана. Када планирате поновно пуњење, локација има огроман значај. Подручја подложна поплавама могу доста ограничити тип подземних резервоара које можемо инсталирати. Паметни оператери такође обезбеђују чврсте договоре са добаљачима како би имали приоритет у испоруци када ударе олује или се јаве друге регионалне кризе.

Обезбеђење редунданције, интеграције и праћења у дизајну резервног напајања

N+1 и 2N модел редунданције у архитектури резервног напајања

Редунданција уградјена у системе резервног напајања спречава досадне јединочне кварове којих се сви плашимо. Узмимо N+1 приступ, где постоји додатни генератор спреман за случај да дође до квара на једној јединици. Ова конфигурација је данас стандардна у објектима Тир III и IV категорије. Постоји још и 2N конфигурација која у суштини прави тачне копије сваког елемента напајања. Шта то значи? Систем наставља са радом без прекида чак и ако дође до потpunog отказивања свега на једној страни. За масивне центре података и друге великокапацитетне операције, ова врста сигурносне мере постаје апсолутно неопходна када просто стајање кошта милионе.

Паралелне конфигурације генератора за отпорност према кваровима

Паралелне конфигурације синхронизују више генератора да динамички деле оптерећење. Ова постава омогућава аутоматску прерасподелу током прекида или одржавања, очувавајући стабилност напона и ефикасност система.

Интеграција генератора са ИБП-ом и аутоматским прекидачима преноса (АТС) за безпрекоран прелаз

Савремени системи интегришу генераторе са беспрекидним изворима напајања (ИБП) и АТС уређајима како би елиминисали прекиде напајања током прелаза на мрежу. АТС мора започети пренос у року од 10 Sekundi према NFPA 70, док ИБП осигурава напајање све док генератори не достигну пуну снагу.

Придржавање NFPA 110, ISO 8528, NEC, TIA-942 и еколошких прописа

Усклађеност зависи од пет основних стандарда:

1. НФПА 110 -- Безбедност система за хитно и резервно напајање
2. ISO 8528 -- Тестирање перформанси генераторских сетова са клипним моторима
3. NEC члан 700 -- Захтеви за пројектовање хитних система
4. TIA-942 -- Nivoi rezervne infrastrukture centra za podatke
5. EPA Tier 4 -- Standardi emisije za dizel generatorne agregate

Testiranje, održavanje i certifikacija za dugoročnu pouzdanost

Testiranje generatora svakog kvartala uz pomoć otpornih opterećenja u skladu sa standardima ISO 8528-8 je način da znamo da će generatori raditi kada su najviše potrebni. Za redovno održavanje, objektima je potrebno menjati filtere vazduha, redovno menjati rashladno sredstvo i jednom godišnje temeljno proveravati sisteme za gorivo. Svako mesto koje čuva više od 1.320 galona dizela na licu mesta? Zakonski su dužni da imaju odgovarajući plan sprečavanja razlivanja prema propisima EPA SPCC. I ne zaboravimo ni na potvrđivanje treće strane. Sertifikacija nivoa 1 prema NFPA 110 znači da ceo sistem zapravo može neprekidno raditi tri puna dana ako dođe do kvara u glavnom napajanju.

Често постављана питања

Zašto su generatori važni za dostupnost centra za podatke?

Електрогенератори служе као резервни извор у односу на главну електричну мрежу, осигуравајући непрекидан рад током прекида напајања. Спречавају прекиде услуга и финансијске губитке, посебно у дата центрима који се придржавају стандарда високе доступности.

Које врсте генератора се обично користе у дата центрима?

Дата центри обично користе резервне, прве или континуирано оцењене генераторе. Резервни генератори се користе у ванредним ситуацијама, први за подручја са непоузданом електричном енергијом, а континуирано оцењени за сталне операције, као што су индустријски објекти.

Како треба одабрати величину генератора за дата центар?

Одабир величине генератора подразумева анализу стварних података о потрошњи енергије, узимајући у обзир вршну потражњу, захтеве за редунданцијом и потребе за будућим проширењем како би се спречило преоптерећење или недовољна величина.

Који је значај N+1 и 2N модела редунданције?

N+1 редунданција подразумева постојање додатног генератора у резерви за случај квара појединачног компонента, док 2N редунданција дуплира све компоненте напајања ради потпуне отпорности на кварове. Ови модели су од суштинског значаја за минимизацију истанка.