วิธีการเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เหมาะสมสำหรับการสำรองข้อมูลในศูนย์ข้อมูล

การทำความเข้าใจข้อกำหนดด้านพลังงานสำคัญสำหรับการดำเนินงานของศูนย์ข้อมูลอย่างต่อเนื่อง

บทบาทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในการรักษาการดำเนินงานของศูนย์ข้อมูลอย่างไม่หยุดชะงัก

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำหน้าที่เป็นแนวป้องกันสุดท้ายเมื่อเกิดความผิดปกติในการดำเนินงาน โดยทำหน้าที่จ่ายไฟในช่วงเวลาที่ระบบกริดหลักขัดข้อง จนกระทั่งแบตเตอรี่ของระบบสำรองไฟฟ้า (UPS) หมด การพิจารณาข้อมูลจากสถาบัน Uptime Institute ในรายงานปี 2024 แสดงให้เห็นถึงความสำคัญอย่างยิ่งยวดของเรื่องนี้ ปัญหาด้านพลังงานเป็นสาเหตุของเหตุการณ์ปิดศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ครึ่งหนึ่งที่ทางสถาบันศึกษา และการหยุดชะงักที่ยาวนานกว่าสี่ชั่วโมงอาจทำให้บริษัทต้องสูญเสียเงินมากกว่าเจ็ดแสนสี่หมื่นดอลลาร์สหรัฐฯ เฉพาะค่าปรับตามข้อตกลงระดับการให้บริการ (SLA) เท่านั้น การติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบทันสมัยจะให้ผลดีที่สุดเมื่อใช้งานร่วมกับสวิตช์เปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟอัตโนมัติ (ATS) ระบบทั่วไปสามารถสลับแหล่งจ่ายไฟได้ภายในไม่กี่วินาที ซึ่งหมายความว่าการดำเนินงานสามารถดำเนินต่อไปได้อย่างราบรื่นแม้ในช่วงที่ไฟฟ้าดับเป็นเวลานานจากบริษัทผู้ให้บริการไฟฟ้า

ผลกระทบของการหยุดชะงักที่ไม่ได้วางแผนต่อความสามารถในการให้บริการและข้อตกลงระดับการให้บริการ (SLA)

เมื่อระบบหยุดทำงานอย่างไม่คาดคิด บริษัทต่างๆ จะเผชิญกับปัญหาด้านการเงินที่รุนแรง ศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่บางแห่งเคยพบว่าค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นมากกว่า 1 ล้านดอลลาร์สหรัฐในแต่ละชั่วโมงระหว่างเหตุการณ์ดังกล่าว ตามรายงานการวิจัยที่เผยแพร่โดย Uptime Institute เมื่อปีที่แล้ว เกือบครึ่งหนึ่ง (ประมาณ 42%) ของการหยุดให้บริการทั้งหมด เกิดจากปัญหาแหล่งจ่ายไฟสำรองที่ไม่สามารถทำงานได้อย่างถูกต้อง ส่วนใหญ่มักเกิดจากการที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีขนาดเล็กเกินไปเมื่อเทียบกับภาระงานที่ต้องรับผิดชอบ หรือมีปัญหาในการจัดหาน้ำมันเชื้อเพลิงมาใช้งานอย่างเหมาะสม สำหรับธุรกิจที่มุ่งเป้าหมายความพร้อมใช้งานระดับสูงสุดถึง 99.999% การวางแผนเพียงแค่สำหรับการทำงานปกติเท่านั้นยังไม่เพียงพอ พวกเขาจำเป็นต้องมองไปข้างหน้าและพิจารณาถึงสถานการณ์ที่อาจเกิดความล้มเหลวหลายประการพร้อมกันด้วย

มาตรฐาน Uptime Institute Tier และผลกระทบต่อการเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

สำหรับสถานที่ให้บริการที่ได้รับการรับรองระดับ Tier III และ IV จะต้องมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสำรอง (N+1 หรือ 2N) พร้อมกับเชื้อเพลิงสำรองอย่างน้อย 72 ชั่วโมงที่จัดเก็บไว้ในสถานที่เดียวกัน เมื่อมีการทำงานที่จำเป็นต่อภารกิจเป็นพิเศษ โดยมาตรฐาน Tier IV มีความเข้มงวดยิ่งกว่าด้วยแนวทางที่ทนต่อข้อผิดพลาด (fault tolerant) ซึ่งกำหนดให้มีระบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแยกจากกันโดยสมบูรณ์สองชุด ที่สามารถทำให้ระบบทำงานได้เต็มกำลังต่อเนื่องแม้ว่าหนึ่งในส่วนประกอบจะเกิดขัดข้องก็ตาม แม้ว่าข้อกำหนดเหล่านี้จะทำให้ต้นทุนสูงขึ้นประมาณ 34% เมื่อเทียบกับสถานที่พื้นฐานที่ไม่มีการจัดระดับแบบนี้ แต่ก็ให้ผลลัพธ์ที่น่าประทับใจเช่นกัน คือ ความสามารถในการใช้งานได้ถึง 99.982% ตลอดทั้งปี ความน่าเชื่อถือในระดับนี้ถือเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับบริษัทผู้ให้บริการคลาวด์และผู้ดำเนินงานศูนย์ข้อมูลที่แข่งขันกันในตลาดปัจจุบัน ซึ่งการหยุดให้บริการถือว่าไม่สามารถยอมรับได้อีกต่อไป

การเลือกประเภทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เหมาะสม: แบบสำรอง (Standby), แบบใช้งานหลัก (Prime), และแบบทำงานต่อเนื่อง (Continuous Ratings)

ความแตกต่างระหว่างระบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีค่าอัตราการใช้งานแบบ Prime, Standby และ Continuous-Rated

เมื่อพูดถึงศูนย์ข้อมูล การมีระบบพลังงานที่เหมาะสมนั้นมีความสำคัญอย่างมาก เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองทำหน้าที่เป็นระบบสำรองในกรณีที่เกิดปัญหา แม้ว่าจะออกแบบมาเพื่อใช้งานเป็นครั้งคราวเท่านั้น โดยอาจใช้งานได้สูงสุดประมาณ 500 ชั่วโมงต่อปี จากนั้นคืออุปกรณ์แบบแรงขับหลัก (prime-rated) ซึ่งสามารถจัดการกับภาระงานที่เปลี่ยนแปลงไปตามเวลา และทำงานได้ดีในพื้นที่ที่ไฟฟ้าไม่เสถียร อุปกรณ์เหล่านี้สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงของภาระงานได้ดีกว่าทางเลือกอื่นๆ ส่วนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบต่อเนื่อง (continuous-rated) จะทำงานเต็มกำลังตลอดทั้งวันทุกวัน ซึ่งมักพบในสถานประกอบการผลิตที่ดำเนินการตลอดเวลา แต่แบบนี้ไม่สามารถรองรับภาระงานที่พุ่งสูงขึ้นอย่างฉับพลันได้ดีเท่ากับแบบแรงขับหลัก ดังนั้นการเลือกระหว่างพวกมันจึงขึ้นอยู่กับว่าเราต้องการเสถียรภาพของภาระงานในลักษณะใดจากสถานที่ของเรา

การจับคู่ประเภทเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากับความต้องการในการดำเนินงานของศูนย์ข้อมูล

ศูนย์ข้อมูลส่วนใหญ่พึ่งพาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองที่จับคู่กับระบบ UPS เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานความซ้ำซ้อนระดับ Tier III/IV ในพื้นที่ที่มีแนวโน้มเกิดไฟตกบ่อยครั้ง ระบบไฮบริดที่ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเรตเต็ม (prime-rated) ได้รับการนำมาใช้มากขึ้น เนื่องจากสามารถทำงานต่อเนื่องได้นานและปรับเปลี่ยนโหลดได้อย่างยืดหยุ่น แม้ว่าจะต้องใช้การบำรุงรักษาเพิ่มเติม

การจัดอันดับพลังงานศูนย์ข้อมูล (DCP) เทียบกับการจัดอันดับพลังงานอื่น ๆ ในทางปฏิบัติ

มาตรฐาน Data Center Power หรือ DCP ถูกสร้างขึ้นมาโดยเฉพาะสำหรับโครงสร้างพื้นฐานที่ไม่สามารถยอมรับการหยุดทำงานได้ โดยมีการรวมสิ่งต่างๆ เช่น ความสำรองแบบขนาน (parallel redundancy) ที่ระบบหลายชุดทำงานพร้อมกัน และสถาปัตยกรรม 2N ซึ่งหมายถึงการมีส่วนประกอบสำรองสำหรับทุกชิ้นส่วนอย่างละเอียด ขณะนี้คนส่วนใหญ่รู้จักมาตรฐาน ISO 8528 ที่ระบุว่าพลังงานหลักสามารถรองรับภาระที่เปลี่ยนแปลงได้อย่างไม่จำกัดเวลา แต่สิ่งใดที่ทำให้ DCP แตกต่าง? เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผ่านการรับรองเหล่านี้มาพร้อมคุณสมบัติเพิ่มเติม เช่น ระบบไอเสียที่แข็งแรงกว่า และโครงสร้างยึดกันสะเทือนพิเศษ นอกจากนี้ยังต้องผ่านข้อกำหนด TIA-942 ซึ่งข้อกำหนดทั่วไปมักมองข้ามเมื่อพูดถึงความน่าเชื่อถือของศูนย์ข้อมูล

การเลือกขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองให้เหมาะสมกับภาระปัจจุบันและในอนาคต

การกำหนดขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับการใช้งานในศูนย์ข้อมูลโดยใช้โปรไฟล์ภาระจริง

การเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีขนาดเหมาะสมนั้นไม่ใช่แค่การเดาตัวเลขบนกระดาษ การพิจารณาข้อมูลการใช้ไฟฟ้าจริงจากภาคสนามถือเป็นสิ่งสำคัญที่สุดในการกำหนดความจุของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอย่างถูกต้อง ควรพิจารณาดูว่าการใช้พลังงานเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในแต่ละฤดูกาล โดยเฉพาะช่วงเวลาที่เซิร์ฟเวอร์ทั้งหมดเริ่มทำงานพร้อมกัน ซึ่งกระแสไฟฟ้าขณะสตาร์ทเหล่านี้อาจทำให้ความต้องการเพิ่มขึ้นได้ถึง 30 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ในบางครั้ง แนวทางที่ดีที่สุดคือการติดตั้งอุปกรณ์ตรวจสอบขั้นสูงที่บันทึกการใช้งานทุก 15 นาที ซึ่งจะช่วยให้วิศวกรได้รับรูปแบบการใช้งานจริงมาวิเคราะห์ แทนที่จะต้องคาดเดาเอาเอง ด้วยข้อมูลโดยละเอียดนี้ พวกเขาสามารถสร้างโปรไฟล์การใช้งานที่แม่นยำ เพื่อหลีกเลี่ยงทั้งการจ่ายเงินเกินสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใหญ่เกินไป หรือเสี่ยงต่อการล้มเหลวของระบบเนื่องจากเครื่องที่เล็กเกินไปจนไม่สามารถรองรับภาระงานได้

การคำนึงถึงความต้องการสูงสุด ความสำรอง และการขยายโครงการในอนาคต

เมื่อออกแบบระบบสำรองไฟฟ้า สิ่งสำคัญคือต้องสามารถรองรับการจัดวางแบบซ้ำซ้อนที่มีอยู่ เช่น การตั้งค่า N+1 หรือ 2N ได้ รวมถึงต้องเผื่อพื้นที่สำหรับการขยายตัวในช่วงประมาณห้าถึงเจ็ดปีข้างหน้า ผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่ในวงการมักจะสำรองความจุเพิ่มเติมไว้ประมาณ 20 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์ เพื่อรองรับกรณีที่การดำเนินงานอาจขยายตัวเกินคาด นอกจากนี้ พวกเขายังมักจะออกแบบให้มีสัดส่วนความปลอดภัย (safety buffer) เพิ่มอีก 1.5 ต่อ 1 เท่าของภาระสูงสุดที่เคยบันทึกไว้ พิจารณาตัวอย่างจริงจากศูนย์ข้อมูลขนาด 2 เมกะวัตต์ ในกรณีนี้ มักจะติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่สามารถรองรับพลังงานได้ถึง 3 เมกะวัตต์ ซึ่งจะทำให้มีความยืดหยุ่นในการเพิ่มแร็คใหม่ในอนาคต และสามารถปฏิบัติตามมาตรฐานด้านการสำรองระบบต่างๆ ได้โดยไม่จำเป็นต้องปรับปรุงโครงสร้างใหม่บ่อยครั้งในภายหลัง

กรณีศึกษา: การกำหนดขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองสำหรับศูนย์ข้อมูลระดับ Tier III

ศูนย์ข้อมูลแห่งหนึ่งในบอสตันเพิ่งยกระดับมาตรฐานเป็นระดับ Tier III ซึ่งหมายความว่าระบบสำรองต้องทำงานได้แม้ในช่วงที่มีการบำรุงรักษาอยู่ แต่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลขนาด 4 เมกะวัตต์เดิมไม่สามารถรองรับภาระงานได้เมื่อระบบทำความเย็นทั้งสองระบบเริ่มทำงานพร้อมกัน และเซิร์ฟเวอร์เริ่มรีสตาร์ทพร้อมกัน หลังจากพิจารณาตัวเลขทั้งหมด วิศวกรพบว่าทางเลือกที่เหมาะสมที่สุดคือการใช้กำลังไฟ 6.2 เมกะวัตต์ พวกเขาจึงติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแยกจากกันจำนวน 4 ชุด ชุดละ 1.55 เมกะวัตต์ ซึ่งทำงานร่วมกันโดยอัตโนมัติเพื่อแบ่งเบาภาระงาน การจัดวางระบบนี้สามารถรองรับภาระได้ประมาณ 1.5 เท่าของปริมาณการใช้งานปกติ และยังเหลือพื้นที่สำหรับการขยายระบบในอนาคตด้วยส่วนเผื่อเพิ่มเติมอีก 15 เปอร์เซ็นต์ที่ออกแบบไว้ล่วงหน้า

การหลีกเลี่ยงการเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กเกินไป: ผลกระทบและกลยุทธ์การแก้ไข

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กเกินไปมีส่วนทำให้เกิดการหยุดทำงานของศูนย์ข้อมูลถึง 43% ที่เกี่ยวข้องกับความล้มเหลวของระบบไฟฟ้าสำรอง (Uptime Institute 2023) สัญญาณเตือนที่บ่งบอกปัญหานี้ ได้แก่ การแจ้งเตือนโหลดเกินซ้ำๆ และการตอบสนองของสวิตช์โอนแหล่งจ่ายไฟที่ล่าช้า แนวทางการแก้ไขที่มีประสิทธิภาพรวมถึง:

• การติดตั้งระบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบโมดูลาร์ที่สามารถขยายขนาดได้ตามลำดับ
• การนำโปรโตคอลการลดภาระงานมาใช้กับอุปกรณ์ที่ไม่จำเป็น
• การปรับปรุงหน่วยด้วยตัวควบคุมแรงดันชั่วขณะเพื่อจัดการกระแสไฟกระชาก

การทดสอบโหลดแบงก์ประจำปีมีความจำเป็นอย่างยิ่งในการตรวจสอบประสิทธิภาพภายใต้สภาวะสูงสุดที่จำลองขึ้น

การเลือกเชื้อเพลิงและระบบอัตโนมัติสำหรับการทำงานระยะยาวที่เชื่อถือได้

เปรียบเทียบระบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล ก๊าซธรรมชาติ และเชื้อเพลิงคู่

ในปัจจุบันเครื่องกำเนิดไฟฟ้าส่วนใหญ่พึ่งพาเชื้อเพลิงหลักสามประเภท ได้แก่ ดีเซล ก๊าซธรรมชาติ และระบบที่ผสมผสานทั้งสองอย่างเรียกว่า ระบบเชื้อเพลิงคู่ (Dual-Fuel) ดีเซลเป็นที่นิยมมาโดยตลอดเพราะให้พลังงานสูงในถังขนาดเล็กและสามารถทำงานต่อเนื่องได้แม้ในช่วงไฟฟ้าดับยาวนาน แต่ข้อเสียคือหน่วยงานท้องถิ่นมักมีข้อกำหนดเข้มงวดเกี่ยวกับสถานที่และการจัดเก็บปริมาณเชื้อเพลิง onsite ก๊าซธรรมชาติเผาไหม้สะอาดกว่าดีเซลและไหลเวียนอย่างต่อเนื่องผ่านท่อใต้ดิน ซึ่งดีอยู่จนกว่าจะเกิดความเสียหายกับท่อ เช่น จากพายุ อุบัติเหตุ หรืองานบำรุงรักษา ที่อาจทำให้การจ่ายหยุดชะงัก นี่จึงเป็นเหตุผลที่สถานที่หลายแห่งหันมาใช้เทคโนโลยีเชื้อเพลิงคู่ ระบบนี้มีแผนสำรองในตัว โดยจะเปลี่ยนไปใช้เชื้อเพลิงชนิดอื่นที่ยังคงมีอยู่เมื่อเชื้อเพลิงชนิดใดชนิดหนึ่งหมดหรือถูกตัดขาด จึงเหมาะสมกับสถานที่ที่ไม่สามารถยอมรับการหยุดทำงานได้เลย

การเลือกแหล่งเชื้อเพลิงและระบบอิสระสำหรับเหตุการณ์ไฟฟ้าดับเป็นเวลานาน

ระบบอิสระ ความสามารถในการทำงานโดยไม่ต้องเติมเชื้อเพลิง มีความสำคัญอย่างยิ่งในช่วงที่เกิดไฟฟ้าดับต่อเนื่องหลายวัน การจัดเก็บพลังงานแบบหนาแน่นของดีเซลรองรับการใช้งานได้นาน 48-96 ชั่วโมง ในขณะที่ก๊าซธรรมชาติต้องพึ่งพาการเข้าถึงท่อส่งที่ไม่ขาดตอน สำหรับสถานที่ที่มีภารกิจสำคัญ ระบบเชื้อเพลิงคู่จะได้รับความนิยมมากกว่า เพราะสามารถสลับไปใช้เชื้อเพลิงสำรองได้เมื่อแหล่งจ่ายเชื้อเพลิงหลักขัดข้อง

ข้อกำหนดการจัดเก็บเชื้อเพลิงในสถานที่และการขนส่งเติมเชื้อเพลิง

เมื่อพูดถึงการจัดเก็บเชื้อเพลิงในสถานที่ การมีปัจจัยสำคัญหลายประการที่ต้องคำนึงถึงก่อนเป็นอันดับแรก คือ ถังที่ทนต่อการกัดกร่อนซึ่งจำเป็นอย่างยิ่ง นอกจากนี้ยังควรดำเนินการบำบัดเชื้อเพลิงเป็นประจำด้วยสารฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ เพื่อป้องกันไม่ให้จุลินทรีย์รบกวนและปนเปื้อนเชื้อเพลิง และอย่าลืมหมุนเวียนสต็อกเชื้อเพลิงเป็นระยะ เพื่อให้แน่ใจว่าเชื้อเพลิงยังคงใช้งานได้ดีตามระยะเวลาที่ผ่านไป ส่วนข้อกำหนดด้านระยะเวลาการจัดเก็บนั้น NFPA 110 โดยทั่วไปกำหนดไว้ที่ประมาณ 12 ถึง 24 ชั่วโมงของเชื้อเพลิงดีเซลสำหรับระบบสำรองฉุกเฉิน อย่างไรก็ตาม สถานที่ระดับ Tier III และ IV ส่วนใหญ่มักเตรียมการล่วงหน้ามากกว่านั้น มักเก็บสำรองไว้ได้นานถึง 3 ถึง 4 วันติดต่อกัน เมื่อวางแผนเติมเชื้อเพลิง ทำเลที่ตั้งถือเป็นปัจจัยสำคัญอย่างมาก พื้นที่ที่เสี่ยงต่อการเกิดน้ำท่วมอาจจำกัดประเภทของถังใต้ดินที่เราสามารถติดตั้งได้ ผู้ประกอบการที่รอบคอบยังต้องแน่ใจว่าได้ทำข้อตกลงที่มั่นคงกับผู้จัดจำหน่ายแล้ว เพื่อให้ได้รับสิทธิ์ในการจัดส่งเป็นลำดับแรกเมื่อเกิดพายุหรือวิกฤตการณ์อื่นๆ ในภูมิภาค

การรับประกันความสำรอง การรวมระบบ และการปฏิบัติตามข้อกำหนดในงานออกแบบระบบจ่ายไฟสำรอง

โมเดลความสำรองแบบ N+1 และ 2N ในสถาปัตยกรรมระบบจ่ายไฟสำรอง

การมีระบบที่มีความสำรองในระบบจ่ายไฟสำรองช่วยป้องกันปัญหาจุดล้มเหลวเพียงจุดเดียวที่เรามักกลัวกัน ตัวอย่างเช่น แนวทางแบบ N+1 ซึ่งจะมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองหนึ่งเครื่องพร้อมทำงานทันทีหากเกิดข้อผิดพลาดกับหน่วยใดหน่วยหนึ่ง โครงสร้างนี้ถือเป็นมาตรฐานทั่วไปในศูนย์ข้อมูลระดับ Tier III และ IV ในปัจจุบัน ส่วนอีกแบบคือการจัดวางแบบ 2N ซึ่งเป็นการจำลองชิ้นส่วนระบบจ่ายไฟทุกชิ้นให้มีสำเนาที่เหมือนกันทุกประการ หมายความว่า ระบบจะยังคงทำงานต่อไปได้อย่างไม่หยุดชะงัก แม้ว่าทุกอย่างในฝั่งหนึ่งจะล้มเหลวโดยสิ้นเชิง สำหรับศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่และระบบปฏิบัติการขนาดใหญ่ประเภทอื่นๆ ระบบที่ทนต่อความล้มเหลวเช่นนี้จึงจำเป็นอย่างยิ่งเมื่อเวลาที่ระบบหยุดทำงานอาจก่อให้เกิดความเสียหายหลายล้าน

การจัดวางเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบขนานเพื่อความทนทานต่อความผิดพลาด

การจัดวางแบบขนานจะทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลายเครื่องทำงานร่วมกันเพื่อแบ่งภาระงานอย่างไดนามิก การจัดระบบนี้ช่วยให้สามารถกระจายโหลดใหม่โดยอัตโนมัติในช่วงที่เกิดไฟดับหรือระหว่างการบำรุงรักษา โดยยังคงรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าและความมีประสิทธิภาพของระบบไว้ได้

การรวมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเข้ากับระบบสำรองไฟฟ้า (UPS) และสวิตช์เปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟอัตโนมัติ (ATS) เพื่อการสลับแหล่งจ่ายไฟอย่างไร้รอยต่อ

ระบบสมัยใหม่รวมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเข้ากับระบบสำรองไฟฟ้าไม่ขัดข้อง (UPS) และอุปกรณ์สวิตช์เปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟอัตโนมัติ (ATS) เพื่อป้องกันการขาดช่วงของพลังงานไฟฟ้าในระหว่างการเปลี่ยนแหล่งจ่ายจากกริด ซึ่ง ATS จะต้องเริ่มกระบวนการถ่ายโอนภายใน 10 วินาที ตามข้อกำหนดของ NFPA 70 ในขณะที่ระบบ UPS จะทำหน้าที่จ่ายไฟชั่วคราวจนกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะผลิตไฟฟ้าได้เต็มกำลัง

การปฏิบัติตามมาตรฐาน NFPA 110, ISO 8528, NEC, TIA-942 และข้อบังคับด้านสิ่งแวดล้อม

ความสอดคล้องขึ้นอยู่กับมาตรฐานหลักห้าประการ:

1. NFPA 110 -- ความปลอดภัยของระบบไฟฟ้าฉุกเฉินและระบบสำรอง
2. ISO 8528 -- การทดสอบประสิทธิภาพสำหรับชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบลูกสูบ
3. NEC Article 700 -- ข้อกำหนดการออกแบบสำหรับระบบไฟฟ้าฉุกเฉิน
4. TIA-942 -- ระดับชั้นความสำรองโครงสร้างพื้นฐานศูนย์ข้อมูล
5. EPA Tier 4 -- มาตรฐานการปล่อยมลพิษสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงดีเซล

การทดสอบ การบำรุงรักษา และการรับรองเพื่อความน่าเชื่อถือในระยะยาว

การทดสอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทุกไตรมาสด้วยโหลดแบงก์ตามมาตรฐาน ISO 8528-8 คือวิธีที่เรารู้ว่าเครื่องจะทำงานได้เมื่อจำเป็นมากที่สุด สำหรับการดูแลรักษาตามปกติ สถานที่ต่างๆ จำเป็นต้องเปลี่ยนไส้กรองอากาศ เปลี่ยนสารหล่อเย็นอย่างสม่ำเสมอ และตรวจสอบระบบเชื้อเพลิงอย่างละเอียดทุกปี สถานที่ใดก็ตามที่จัดเก็บดีเซลมากกว่า 1,320 แกลลอนในพื้นที่? จะต้องมีแผนป้องกันการหกเทตามกฎหมายผ่านข้อบังคับ SPCC ของหน่วยงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อม (EPA) และอย่าลืมการยืนยันจากบุคคลที่สามด้วย การรับรองระดับ 1 จาก NFPA 110 หมายความว่าระบบทั้งหมดสามารถทำงานต่อเนื่องได้สามวันเต็มหากเกิดปัญหาขัดข้องกับแหล่งจ่ายไฟหลัก

คำถามที่พบบ่อย

เหตุใดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจึงมีความสำคัญต่อการทำงานต่อเนื่องของศูนย์ข้อมูล?

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำหน้าที่เป็นแหล่งสำรองพลังงานให้กับระบบสายส่งหลัก เพื่อให้มั่นใจว่าการดำเนินงานจะดำเนินต่อไปได้ในช่วงที่เกิดไฟฟ้าดับ โดยช่วยป้องกันการหยุดชะงักของบริการและความสูญเสียทางการเงิน โดยเฉพาะในศูนย์ข้อมูลที่ต้องปฏิบัติตามมาตรฐานความพร้อมใช้งานสูง

ประเภทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่นิยมใช้ในศูนย์ข้อมูลมีอะไรบ้าง

ศูนย์ข้อมูลมักใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสำรอง (standby) แบบเบื้องต้น (prime) หรือแบบทำงานต่อเนื่อง (continuous-rated) โดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสำรองใช้ในสถานการณ์ฉุกเฉิน เครื่องแบบเบื้องต้นใช้ในพื้นที่ที่มีไฟฟ้าไม่เสถียร และเครื่องแบบทำงานต่อเนื่องใช้สำหรับการดำเนินงานอย่างต่อเนื่อง เช่น ในสภาพแวดล้อมการผลิต

ควรกำหนดขนาดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับศูนย์ข้อมูลอย่างไร

การกำหนดขนาดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจำเป็นต้องวิเคราะห์ข้อมูลการใช้พลังงานจริง พิจารณาความต้องการสูงสุด ความต้องการด้านความซ้ำซ้อน (redundancy) และความต้องการในการขยายในอนาคต เพื่อป้องกันการเลือกเครื่องที่มีขนาดใหญ่หรือเล็กเกินความจำเป็น

โมเดลความซ้ำซ้อน N+1 และ 2N มีความสำคัญอย่างไร

ระบบสำรองแบบ N+1 หมายถึงการมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพิ่มเติมหนึ่งเครื่องสำรองไว้ใช้ในกรณีที่ชิ้นส่วนใดชิ้นส่วนหนึ่งเกิดขัดข้อง ในขณะที่ระบบสำรองแบบ 2N จะทำการทำซ้ำทุกส่วนประกอบของระบบจ่ายไฟเพื่อให้มั่นใจว่าสามารถทนต่อความผิดพลาดได้อย่างสมบูรณ์ โมเดลเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการลดระยะเวลาการหยุดทำงาน