引言:
从刚刚结束的“2009中国绿色数据中心发展与实践高峰论坛”得到的数据显示,随着我国GDP的增长,能源消耗正在以每年10%的增长速度在向前发展。从全国范围来看,每年要有800亿千瓦时的政府能源消耗,其中50%是IT产品的能源消耗。据调查,IT产品能源消耗的增长速度是在以8%到10%的速度增长,耗电的总量达到了500亿千瓦时。而数据中心的能耗又在其中占40%。无论是出于节能减排还是提升自身效益,打造高效节能绿色为核心价值的下一代数据中心,已经成为IDC产业发展潮流。
1.需求描述
那么,建设绿色数据中心最大的挑战是什么呢?IDC公司一项针对CIO的调查显示,70%的被访者认为那就是电源和制冷问题。为确保供电系统的高可靠性,采用具有冗错技术的UPS供电系统,比如:并机冗余供电、双总线冗余供电等方案,其UPS系统实际运行的负载情况都是在30%左右,目前数据中心面临着低效率运行的问题。下列为传统UPS在不同负载百分比情况下的效率示意图。
造成UPS低负载运行的原因:1、为将来扩展留有余量;2、传统的过度配置留有余量;3、为提高可靠性和可用性采取冗余设计留有余量。
面临数据中心UPS电源系统运行现状,台达HIFT系列UPS秉承了台达“环保、节能、爱地球”的社会责任及设计理念,对台达HIFT UPS而言,不但拥有高可靠性和高可用性,而且,从保护环境的角度来说,实现节能降耗亦是它的最大亮点。接下来将对台达HIFT系列UPS在提升UPS效率及节能降耗方面的分析说明。
2.绿色节能分析
2.1 模块化设计,N+X冗余
HIFT UPS采用模块化设计,单个模块均可在线插入和抽出,无须转旁路操作,大大提升了故障维护和未来扩容的方便性。可与数据中心IT负载合理匹配设计容量,有效的解决了因传统“为将来扩容留有余量”过大导致的UPS低负载运行情况下的低效率状态。
台达HIFT UPS主机
「N+X冗余」通常指系统中N+X台UPS单机(或模块)并联运行,当最大X台UPS单机(或模块)发生故障时,系统仍然能够逆变输出正常运行。
为了提高可靠性,传统UPS通常采用主从结构的1+1并联备份方案,虽然这在一定程度上提高了可靠性,但是它不便于离线维护、扩容,同时对设备的利用不充分、缺乏灵活性。更重要的,是此时系统的冗余度仅为1。而HIFT UPS的结构极具弹性,可实现N+1、N+2、N+3、N+4、N+5、或当并机时具有更高的N+X 冗余。同时,客户还可通过定购额外的模块,来增加HIFT的备用冗余能力。即,同样的功率配置,HIFT UPS拥有更高的冗余度;而同样的冗余度,HIFT UPS拥有更经济的配置方案。
通常UPS带载不会超过70%,因此在实际应用中,N+X冗余有最高的系统可靠性。
冗余度越高,可靠性与可用性越高。
2.2 随需扩容
快速变化的业务要求企业数据中心具备灵活性(Agility)。当更多的IT应用强调动态结构时,支撑这些应用的UPS供电系统是必须提前一步到位,还是可以根据需要灵活配置?
传统UPS的客户,在规划时必须满足未来可预见的最大负荷功率要求。比如,现在负载总容量虽然只有20kVA,但因将来可能会增长到60kVA,客户在初始配置时通常都会直接采购功率为达到100kVA的UPS,以避免未来因升级困难而导致的可能容量不足。这种传统的设计导致UPS系统严重的容量冗余,使得UPS系统在低负载率、低效率的状态下运行。
HIFT UPS因采用模块化结构,可以在20kVA到480kVA的宽广范围内,以20kVA为单位来随时随需在线扩容,客户不再需要仅是为未来的可能性而提前投入大笔费用。
HIFT UPS的这种灵活性,即允许配置容量最贴近实际需求容量的能力,不仅降低了UPS的初始购置成本,更减少了配套设备(如空调)的配置与能耗支出,有效防止了基础设施超前超大规模设计导致的不必要开支。
2.3 高效节能
绿色节能不仅是企业对社会的责任,更与企业运营成本息息相关。通常带载越少,UPS效率越差。而HIFT UPS,即使带载只有额定容量的15%,整机效率亦超过90%;当带载达到27%时,效率就已高达94%。效率在百分比上的每一小步提升,能耗支出的节省将会降低一大步。
如一台容量为100KW的UPS,如果提升整机效率达5%,则一年可以节省5万度电。按照工业用电1.5元/度计算,可以节省电费7.5万元。但我们不难发现,在某些地区,既使我们愿意多付出7.5万元,也会因为能源的供应不足,而无法保证系统的正常用电。这个时候,HIFT UPS在节能减排方面的特性,才尤为值得我们关注。
3.总结
做好绿色数据中心建设不仅是企业的需要,也是国家节能减排工作的需要。“绿色、节能”不仅是企业对社会的责任,节能降耗更是恒久的主题。