Как подобрать ИБП для ЦОД: учитываем функциональные потребности и экономическую выгоду

Специфика выбора ИБП для дата-центров

К сожалению, скачки напряжения и аварийные отключения электричества остаются реальной угрозой. Перебои в электросети приводят к поломкам оборудования, простоям в работе ЦОД и значительным убыткам. Чтобы этого избежать, важно выбрать правильный ИБП, способный работать с широким диапазоном входных напряжений и частот и обеспечивать надежную защиту от сбоев. Разберем, на что обращать внимание при выборе ИБП для ЦОД.

Главные критерии оценки ИБП

• Экономия средств: выгодно выбирать производителей с широким ассортиментом, чтобы подобрать устройство с нужными характеристиками, не переплачивая за лишние мощности и функции.
• Удобство сервисного обслуживания, что предполагает:
• простую замену модулей;
• возможность дистанционного мониторинга состояния устройства;
• надежное и быстрое обеспечение запасными деталями;
• наличие сервисных центров и складов рядом.
• Срок технической поддержки и службы ИБП: например, гарантия 10 лет, но есть риск, что детали могут стать недоступны при старении модели.
• Занимаемое пространство — важный фактор, так как площади для ЦОД дорогостоящи. Компактные решения, как литий-ионные батареи вместо громоздких свинцовых, позволяют сэкономить место.
• Внимание к расположению вентиляционных отверстий: если они расположены сзади, потребуется отступ от стены до 80–100 см, для плотной установки предпочтительны модели с верхней вентиляцией.
• Цена в соотношении со сроком службы: дорогие ИБП от проверенных производителей обычно служат дольше. Например, свинцовые батареи дешевле литий-ионных, но имеют меньший ресурс.
• Топология выходного сигнала: в технической документации обязательно должна быть указана чистая синусоида, а не аппроксимированная или модифицированная — только такие сигналы подходят для ЦОД.
• Совместимость с генераторами: номинальная мощность генератора должна быть выше, чем у ИБП, особенно если генератор работает на газе.

Минимизация ошибок оператора при выборе ИБП

• Отдавайте предпочтение устройствам с понятным интерфейсом: русскоязычный дисплей, цветные индикации состояний, звуковые сигналы и кнопки с защитой от случайных нажатий.
• Желательно наличие функций:
• регистрации скачков напряжения во внутренней памяти для последующего анализа причины отказов;
• самотестирования устройства и батарей (Self-aging);
• режима агрегирования нагрузки («Зеленый режим»), который при снижении нагрузки автоматически отключит лишние модули, повышая КПД до 94–96% и продлевая срок службы элементов.
• Внешний байпас позволит обесточить модули и шкаф для ремонта без отключения ЦОД полностью, что очень важно, поскольку внутренний байпас требует полной остановки при ремонте.

Моноблочные или модульные ИБП: что выбрать

Источник бесперебойного питания Evada Electronics

1. Моноблочные: мощность дает один силовой блок. Для расширения надо подключать второй отдельный блок, что ведет к дополнительным расходам на монтаж и электрооборудование, и не позволяет гибко масштабировать мощности. Лучше подходят для небольших ЦОД без планов расширения или крупных с изначальной большой загрузкой.
2. Модульные: состоят из нескольких силовых блоков, работающих совместно. Масштабируются плавно — можно докупать дополнительные модули при росте нагрузки. Преимущества:

• быстрая замена модулей;
• возможность подключения «на горячую» без отключения ЦОД;
• монтаж не требует специальных инструментов и может выполняться штатным персоналом.
• обеспечивают высокую скорость восстановления работоспособности, что сохраняет бизнес-процессы непрерывными.

Подходят для любых ЦОД: маленьких, средних, больших, с масштабируемой и фиксированной мощностью. Например, ИБП Delta Modulon DPH Series 500 кВА — эффективное решение для мегаваттных ЦОД с лучшим в мире КПД и высокой плотностью мощности.

Перед покупкой уточняйте, есть ли у модели функция вертикального масштабирования мощности за счет добавления модулей в один шкаф.

Надежность моноблоков и модулей

• Чем больше компонентов и соединений в системе, тем выше риск отказов. С этой точки зрения моноблочные ИБП более надежны.
• Но современные модульные модели имеют двойное резервирование важных узлов, что повышает их надежность выше моноблоков.
• Ключевой параметр для ЦОД — не отказ, а скорость восстановления после сбоя. Здесь модульные ИБП выигрывают — замена модуля занимает около 30 минут, в то время как демонтаж и монтаж моноблока — от нескольких часов до нескольких дней.
• Поломка моноблочного ИБП приводит к отключению питания или переходу в байпас, требуя полного резервирования всей мощности для бесперебойной работы ЦОД.

Соотношение цены и выгоды

• Моноблочные ИБП изначально дешевле, но при масштабировании расходы на монтаж и электропроводку могут удвоиться.
• Большой шаг мощности у моноблоков (обычно 100 кВА), что часто приводит к избыточным мощностям и повышенным энергозатратам.
• Монтаж и замена моноблоков требуют квалифицированного сервисного персонала, они тяжелые и громоздкие.
• Модульные ИБП легче (30–40 кг на модуль), могут отключать неиспользуемые модули, поддерживать энергосбережение и масштабирование с шагом от 20 до 125 кВА.
• Пример: для 660 кВА моноблоками восемьсот кВА обеспечивают избыточность в 140 кВА, а модульными блоками по 60 кВА — 11 штук без лишнего запаса.

Статический или динамический ИБП

• Статические ИБП (online) — трехфазные, без движущихся частей, работают с аккумуляторами, надежно обеспечивают качественное питание при любых колебаниях напряжения. Минус — нужно регулярно обслуживать и менять батареи. Подходят для всех типов ЦОД.
• Динамические (дизель-роторные или DRUPS) имеют маховик, который аккумулирует энергию и не нуждается в аккумуляторах. Но резерв питания всего 20–30 секунд, после чего питание переключается на генераторы, что требует их идеальной работы. Используются для крупных ЦОД с быстрым запуском генераторов.

Выбор аккумуляторной батареи

1. Свинцово-кислотные VRLA:

• Доступные и недорогие;
• До 1000 циклов;
• Возможна установка в стойки;
• Срок службы сокращается при повышении температуры;
• Могут выйти из строя за 2–3 года при неправильной эксплуатации.

1. Литий-ионные (Li-ion):

• В 2 раза большее количество циклов (до 5000);
• В 3 раза легче и компактнее;
• Саморазряд всего 1–2% в месяц;
• Дороже свинцовых, требуют совместимости с ИБП;
• Пример модели с литий-ионными батареями — Evada DTH-11-RTL-Li.

Подходят для любых ЦОД, особенно в офисных зданиях с ограничениями по нагрузке. Желательно переходить на Li-ion при модернизации системы не старше 5 лет, чтобы избежать устаревания ИБП раньше самого оборудования.

• Регулярная проверка батарей обязательна, особенно старше трех лет.
• Для автономной работы емкость батарей рассчитывают на 5–15 минут работы под полной нагрузкой, без генераторов — от 30 минут до 8 часов.

Расчет количества ИБП по схемам резервирования

Выбор схемы резервирования зависит от класса надежности по стандарту TIA-942:

• Компактный корпоративный ЦОД обычно достаточно оборудовать по уровню Tier II или III;
• Большинство коммерческих ЦОД в СНГ — Tier III.

Примеры схем:

• N+1 — один резервный блок сверх требуемого, применяется как для моноблоков, так и для модульных систем.
• 2N — полное дублирование мощностей в параллельных линиях, часто используется на моноблоках.
• 2(N+1) — обеспечивает Tier IV с максимальной надежностью, обычно реализуется на модульных ИБП.

Стоит ли менять старые ИБП?

• Современные модели обладают большим КПД и экономят электроэнергию, поэтому покупка нового ИБП обычно выгоднее модернизации старого.
• Часто компоненты старых систем изношены: батареи служат 5–8 лет, конденсаторы и вентиляторы требуют замены каждые 5–10 лет.
• Если системе более 10 лет без обновления компонентов — она уже не надежна.

Учет мощности при выборе ИБП

• Мощность и емкость аккумуляторов рассчитывают, учитывая время переключения на дизель-генераторы.
• Обычно для корпоративных ЦОД хватит 300–400 кВт, а коммерческим требуются мощности в мегаваттах.
• В проекте принимается с запасом 20% на пики нагрузки и температурные условия.

Архитектура системы ИБП

• Централизованная: вся нагрузка идет на один мощный ИБП или группу устройств. Подходит для крупных дата-центров, требует больших первоначальных вложений, но удобна и экономична в долгосрочной перспективе.
• Распределенная: ИБП располагаются индивидуально на стойках или близко к серверам, каждая нагрузка защищена автономно. Упрощается ремонт и замена, но сложнее администрировать, нуждается в эффективном охлаждении. Подходит для небольших и средних ЦОД с постепенным расширением.
• Комбинированная (двухуровневая): сочетает центральный мощный ИБП и менее мощные устройства второго уровня для критических нагрузок.

Если остались вопросы, специалисты «Темпесто» окажут помощь с расчетом мощности и выбором оптимального ИБП для вашего проекта.