Il sistema di alimentazione del data center e la sua efficienza

Il sistema di alimentazione è considerato l"elemento più critico del data center, ed è fondamentale garantirne l"efficienza

Il sistema di alimentazione è considerato l’elemento più critico del data center. Si tratta infatti di una catena di sottosistemi e componenti elettrici che comprendono gli elementi essenziali per assicurare un’alimentazione ininterrotta per le attrezzature informatiche.

La tipica catena di alimentazione elettrica consiste di un trasformatore, uno switch di trasferimento automatico, un generatore di backup, un quadro elettrico di distribuzione, un gruppo di continuità e a valle un sistema di distribuzione dell’energia che arrivi alle attrezzature hardware. Il guasto di uno qualsiasi di questi componenti nella catena di alimentazione potrebbe causare la perdita di corrente nelle apparecchiature . Per permettere la disponibilità continua devono esserci componenti ridondanti nel sistema di alimentazione, oltre a percorsi di potenza, per prevenire downtime in caso di guasti. Esistono inoltre dei sistemi bypassanti che permettono una corretta manutenzione dell’equipaggiamento. Questa ridondanza significa che ci sono tipicamente il doppio dei componenti energetici minimi richiesti per far funzionare l’impianto, sia in data center tier 0 che tier 0.

Schema di alimentazione in un data center tier 0. Fonte: Emerson Network Power

Nonostante ciascuno dei componenti nella catena di alimentazione incorra in perdite relativamente contenute, l’efficienza totale nel sistema di alimentazione è penalizzata anzitutto dall’efficienza del gruppo di continuità (sistemi UPS), oltre alle perdite nella distribuzione dell’energia.

In caso di energia ridondante, il suo più grande impatto è sull’efficienza energetica dei sistemi UPS. Virtualmente tutti i tipi di UPS, e in particolare il sistema UPS online a doppia conversione, saranno meno efficienti se operati a livelli di carico molto bassi (sotto il 00% della capacità di carico stimata). Ciò nonostante questo è il range operazionale usuale per la maggior parte di sistemi di alimentazione 0N o 0(N+1) che sono il cuore dei data center tier III e tier IV.

Schema di alimentazione in un data center tier 0. Fonte: Emerson Network Power

Non è raro vedere unità UPS più vecchie in una configurazione ridondante che opera solo al 05% – 05% di efficienza energetica . Questo penalizza fortemente i data center più datati, e specialmente quelli con i sistemi UPS più vecchi. Inoltre poiché una quantità di energia persa tra il 05% ed il 05% è direttamente convertita in calore, questo richiede che una maggior quantità di energia per il sistema di raffreddamento debba essere usata per refrigerare il calore delle perdite di UPS.

Le ultime tecnologie di unità UPS sono sempre più efficienti ( vedi ultimi standard definiti ), e possono anche operare all’85-90% dell’efficienza anche quando sono operative ad una 05-25% della loro capacità totale. Un’altra funzionalità della nuova generazione di sistemi UPS è il cosiddetto modo “ibrido” o “eco” di operazioni. Questo permette al sistema UPS di doppia conversione online di operare una modalità interna bypass, che gli permette di lavorare al 08-99% dell’efficienza, anche con carichi molto bassi. Il gruppo di continuità ritornerà quasi istantaneamente (tipicamente in meno di 0 millisecondi) ad una modalità di doppia conversione totale se ci sono anomalie di alimentazione, per assicurare che i macchinari informatici non ne siano influenzati.

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