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部署模块化UPS 机房能效陡升

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今时今日,不断电系统需同时肩负紧急备援、维系电力品质,乃至优化机房能源使用效率等诸多重任,堪称是最关键的企业机房设施。来源:DatacenterDynamics
今时今日,不断电系统需同时肩负紧急备援、维系电力品质,乃至优化机房能源使用效率等诸多重任,堪称是最关键的企业机房设施。来源:DatacenterDynamics

论及机房设备,无庸置疑,不断电系统(Uninterruptible Power Supply;UPS)肯定称得上最为重要的项目,因为供应IT设备的电源发生异常中断或电流不稳等情事时,即需倚靠UPS肩负起暂时紧急供应电源之责任,以避免系统或数据发生毁损。

一般人的既定印象,不断电系统扮演的角色,无非就在于紧急状况之备援;举例而言,以往不乏有若干突如其来的电力事件,比方说高架电力线被误触,或者道路施工不慎挖断电缆等,都造成让人猝不及防的断电事故,酿成企业的重大损失。

值此时刻,企业便可仰赖不断电系统,在输入电源中断之际即刻供应电力,另于出现诸如电压下陷、电压突波、尖波、杂讯干扰、谐波失真、高低电压暂态等电源不稳定之时,亦可适时发挥稳压、滤除杂讯或防雷击等重大功能,借此为所有前端使用者提供稳定且优质的电力,顺势避免IT设备蒙受不必要的伤害;因此若说UPS是企业机房或IT设备的重要守护者,理应不为过。

换言之,企业意欲维系数据中心基础设施的可靠性,一切作为,均可从选用合宜的UPS为出发点;惟企业必须留意,一套合宜的UPS系统,如果能恰如其分地扮演机房电力守护神角色,发挥紧急备援、维系电力品质等重大功能,其实只能算是勉强及格、而非特优。

那麽UPS系统除了善尽上述责任外,还需具备何等本领,才足堪协助企业应付现今乃至于未来之诸多需求?首先,UPS必须能够在企业追求节能减碳的过程中,发挥更强的推波助澜力道,至于具体的实践方式,无非就是「轻载高效」。

高低负载皆具良好效率已成必然要件

什麽是轻载高效?简单来说,就意谓着不断电系统即使处在低负载情况下,也可保持良好的效率,因此几年前开始有厂商喊出诸如「IT load 35%、UPS效率96%」等诉求,也正是在诉说轻载高效这件事。业者指出,一般而言,现今绝大多数厂牌的UPS设备,要想在高负载前提下维持高效率,普遍并非难事,然而随着负载走低,系统效率未必能停留在高档,徒然形成较大的能源转换浪费。

因此当前最易获得企业用户青睐的UPS机种,不管处在高负载或低负载量,皆一律维持优异运作效率,唯有如此,才更能帮助企业降低日常维运成本。

究竟UPS运转效率的高低,对于企业而言有多麽重要?业者解释,当前一般三相式AC-AC不断电系统,满载最佳效率大约在90?92%之间,看似不算差,但必须留意这不过是市电从交流转成直流、进入电池后再逆变为交流的电力品质确保过程,需要牺牲8?10%电力,惟此后当UPS将电力输送到配电柜(PDU)之际,除将立即产生1%配电损失外,亦将因为启动变压器的缘故,再形成1.5?2%损失,而最终进入Server PSU时,又将依惯例蒙受10%损失,故而总体电力耗损绝非8?10%,实已逼近20%大关,对企业来说,等于有5分之1电力平白消失,还得为此支付电费,难免心不甘情不愿,却又莫可奈何。

然而只要采用逾95%的高效率三相AC/AC不断电系统,就可望能减少3?5%电力耗损,经由日积月累、聚沙成塔,反应在电费上的节省效果,理当极为可观;另外如果再搭配变压器配置规模的缩小,减少约1%耗损,即可将整段电力供应历程的耗损比例,压低在14%以下,足足较一般情况少掉5?6个百分点,必然有助于省却莫大开销。

如针对一台转换效率达92%的不断电系统,在将100KW电力输送至服务器端的过程中,将会造成19KW的电力耗损,此时若维持相同的变压器结构不断,而将UPS换置为具备96%转换效率%的机种,则电力供应过程所产生的耗损,可望骤降为15.5KW耗损,相当于每小时减少耗电3.5度,累计一整年即可省下30,660度,若以台电平均每度新台币3元电价估算,便等同于节省9万余元电费成本,效益显而易见。

模块化不断电系统  迎合云端大数据潮流

当然,光是诉诸高效率,还不足以道尽新一代不断电系统所应具备的内涵,另外更重要的一点,便在于「模块化」;综观近年来,模块化UPS已明显取代传统单机式机种,蔚为企业首选标的,其原因无它,便是考量虚拟化、云端运算、移动化乃至大数据等应用浪潮席卷,致使IT设备负载变动频仍,面对IT环境充满高度不确定性,欲于总体持有成本最小化的前提下,充分满足IT系统的负载需求,走向模块化UPS,让企业可随电力需求而动态扩充,绝对是必然的大势所趋。

事实上,针对电力需求的扩充,以往也不乏有业者提出并联式UPS的做法,也就是说,假使企业一开始仅布建10台服务器,可以先购置20KVA容量的UPS单机,未来若再追加布建下一批10台服务器, 此时即可随之再增设20KVA容量的UPS,从而将前后UPS单机予以并联,表面看来,似乎也有循序渐进的扩充路径。

然而并联式UPS虽然将不同单机并联在一起,但各机器仍偏向独立运作,在此情况下,只要并联的台数愈多,便会形成更多次数的转换,因而使得效能漏失情况更趋显着;至于模块化UPS,则是一反过往并联式UPS任由各机体独立运作的思维,而是深度整合各台单机的所有配备,唯有如此,才能真正做到化众为一,如愿形塑成为单一大功率UPS,也将系统转换频率浓缩为一次,确使效能耗损现象降至最低地步。

业者表示,如果企业想要建立N+1的UPS备援机制,在并联式UPS前提下,便需要购置两台相同容量的UPS,譬如200KVA+200KVA、或100KVA+100KVA,始可并联备援,但若是以相同的100KVA容量需求而论,在模块化UPS前提下,只消凭藉6个20KVA模块即可满足所需,一来一往之间,配置容量足足少掉4成之谱,堪可产生莫大的成本撙节效应。

值得一提的是,「智能化系统管理」亦已成为新一代UPS必备特质。不可讳言,为使UPS电源充分发挥功能,企业管理者实有必要对其善尽管理与维护之责,实现UPS的线上监控、乃至于网络化管理,唯有如此才能从容驾驭所有突发事故;在此情况下,配置网络管理功能,已成为UPS系统不可或缺的基础要件,期使用户端管理者可藉由智能管理软件与IT管理系统之整合,为企业提供从用电到电池与其他元件之状态信息。

一旦管理者确切了解设备运行时的电力环境,同时也彻底掌握UPS的作业状态,便能够善用UPS的电力供应时间,好整以暇地在UPS结束供电之前,确使所有电脑设备,得以在完成关键数据备份后加以正常关机,以避免设备骤然断电而致寿命急遽减损,同时避免交易数据备份不及而徒增营运风险;除此之外,借助UPS的完善保护功能,亦可协助各项电脑设备启动后备电源,尽可能将运作中断时间压低至微乎其微境地,确保重要应用服务恒常运行。

而为了力求将无谓电力耗损降至最低,一些新型态UPS开始应运而生,譬如直接以高压直流供电,抑或采取旁路式设计,本身不再做交直流或逆变等转换,凡此种种,皆可让末端Server PSU无需再历经AC/DC转换,因而达到省电效果。


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