Static vs. Rotary UPS
כדי להקל על יזמים של חוות אירוח (Co-Location) ועל מתכנני חוות שרתים בבחירת המערכת האופטימאלית לגיבוי, בחרנו לסכם בצורה פשוטה ומובנת את הידוע על שתי ארכיטקטורות שונות של מערכות אל פסק:
- מערכת אל פסק סטאטית מגובת מצברים (Static UPS)
- מערכת גבוי רוטטבית מבוססת מנוע-גנרטור דיזל עם גלגלי תנופה
את המערכות נבחן לפי שלושת הקריטריונים הרלבנטיים לחוות שרתים, דהיינו:
- תרומתן לרציפות העסקית (לעומת סיכון להדממה)
- עלות כוללת (TCO): עלות השקעה ראשונית + עלות תפעול לאורך 10 שנים
- תגובתיות לצרכים משתנים (Agility)
לאחר מכן, נציג את היתרונות והחסרונות של כל ארכיטקטורה תוך השוואה ביניהן.
מהו אל פסק סטאטי?
Static UPS מהווה למעלה מ- 98% מההתקנות בחוות שרתים. הוא נקרא כך משום שאין בו חלקים נעים (למעט מאווררים).
Static UPS יכול לעבוד לסירוגין בכל מוד (VI, VFI, VFD) תוך שהוא מתאים עצמו ליציבות ואיכות אספקת החשמל מהרשת.
מהו אל פסק רוטטיבי משולב גנרטור דיזל?
אל פסק רוטטיבי עובד בטופולוגית VI (Line Interactive) בלבד. בימים כתיקונם מוזן העומס בחוות השרתים על ידי חח"י דרך פילטר המורכב ממנוע ו Choke. אותו מנוע מזין את גלגלי התנופה (Flywheel) שהם מקור האנרגיה הקינטי בעת נפילת ההזנה מחח"י. גלגלי התנופה תומכים בעומס החשמלי למס' שניות עד לעליית הגנרטורים.
ההשקעה הראשונית לאל פסק רוטטיבי יכולה להיות ב- 50% גבוהה יותר מאל פסק סטטי. יתר על כן, באל פסק רוטטיבי חלקים נעים רבים ועל כן רמת האמינות שלו (MTBF) נמוכה בהרבה וזמן לתיקון התקלות (MTTR) גבוה בהרבה.
להלן השוואה בין אל פסק סטאטי לבין אל פסק רוטטיבי:
| Static UPS* | Rotary UPS** | |
| השקעה ראשונית | אפשרות להרחבה מודולרית(בהינתן שבוחרים אל פסק מודולארי).
השקעה ראשונית נמוכה יחסית לאלטרנטיבה. |
גבוהה יחסית. 40%-50% מעל האלטרנטיבה.נדרשת השקעה גבוהה גם באמצעי מיזוג אוויר בשל פליטת החום הגבוהה של המע' הרוטטיבית. |
| יעילות אנרגטית | גבוהה. גם בעומס חלקי. בעומס מלא עד 99.5%.בממוצע 98.5% בישראל במוד דינמי. בעומס חלקי: |
97% בעומס מלא.בעומס חלקי יעילות נמוכה מאוד: 90% @ 50% load 85% @ 30% load |
| צריכת חשמל | נמוכה | גבוהה בשל יעילות נמוכה. מאחר והאובדנים הם בצורת חום, נדרשת מע' מיזוג אוויר הרבה יותר מסיבית. |
| תחזוקה ואמינות | פעם-פעמיים בשנהאמינות גבוהה. רכיבים אלקטרוניים
מצברי ליתיום: אין צורך בתחזוקה. מצברי עופרת: ביקורות תקופתיות |
אמינות פחות טובה עם מס' רב של חלקים מכניים נעים. תקלות רבות יותר.טיפולים/ביקורת שבועית, חודשית, שנתית. החלפת מיסבים כל 5 שנים. בחלק מהטיפולים נדרשת השבתה. לעיתים יש צורך במשלוח חלקים לתיקון או טיפול תקופתי במפעל. בד"כ אין מצברים. |
| זמן תיקון (MTTR) | קצר. בד"כ החלפה "חמה" של חלקים ללא השבתה | ארוך. לעיתים עד 36 שעות להחלפת חלקים (לדוגמא, מיסבים). נדרשת השבתה. |
| זמן גיבוי (RUNTIME) | לפי דרישת הלקוח. בד"כ בין דקה ל 30 דקות. תלוי בגודל המצבריה ובעומס. | 8-20 שניות בלבד |
| קיבולת | עד 4MW למערכת אחת.עד 32MW במקביל | עד 3MW למערכת אחת.עד 20MW במקביל |
| Power Factor | 1 | 0.9 |
| החלפת מצברים | כל 6-8 שנים למצברי עופרתכל 12-15 שנה למצברי ליתיום | אין מצברים |
| שטח רצפה – Footprint | כמערכת – צורך פחות שטח רצפה. עם מצברי עופרת – צורך יותר שטח רצפהעם מצברי ליתיום – פחות או יותר זהה |
*הנתונים מבוססים על Vertiv Liebert Trinergy Cube **הנתונים מבוססים על נתונים של היצרנים
חשיבות היעילות האנרגטית של מערכות אל פסק
בחוות שרתים נהוגה יתירות של המערכות ברמה של N+1 לפחות. בחוות שרתים קריטיות נהוגה יתירות של 2N.
בטופולוגיה של 2N העומס המקסימלי על מע' האל פסק הוא 50% מהקיבולת המקסימלית. הנחה סבירה היא שהעומס הממוצע לאורך חיי המתקן על מערכת כזו יהיה לא יותר מ 30%. ולכן, הנתון החשוב הוא היעילות האנרגטית בעומס חלקי (30% במקרה של חוות שרתים 2N) ולא בעומס מלא.
יצרני אל פסק רוטטבי (Rotary) מתהדרים בנתוני יעילות אנרגטית של 97% בעומס מלא. הם פחות מדגישים את היעילות (ליתר דיוק אי-היעילות) בעומס חלקי כגון 30%. שם היעילות האנרגטית האופיינית היא 84%-85%.
בדוגמא הבאה נבחן את המשמעות הכספית הכבדה של הנתונים הנ"ל על ה TCO. נחשב את הנתונים לשנה אחת ולעשר שנים.
דוגמא:
מתקן חוות שרתים, 2N אל-פסק, עומס IT הוא 2,000 קוו"ט. עלות ממוצעת של קווט"ש לאורך 10 שנים הוא 0.45 ₪. נבחן נתונים אלו מול שתי אלטרנטיבות: סטטי מול רוטטיבי.
1. אל פסק סטאטי כדוגמת Vertiv Liebert Trinergy Cube. בעומס 30%. יעילות ממוצעת: 98.5% לאורך השנה.
כדי לתמוך ב 2,000 קוו"ט IT, ביעילות של 98.5% המערכת צורכת
אובדן אנרגיה שנתי בקווט"ש
עלות שנתית
2. אל פסק רוטטבי עם גלגלי תנופה. עומס 30%. יעילות ממוצעת 85%
אובדן אנרגיה שנתי בקווט"ש
עלות שנתית
מסקנה: הפרש עלות התפעול (מבחינת הוצאות חשמל בלבד) בשנה בדוגמא הנ"ל הוא
ובעשר שנים
כלומר, לאורך 10 שנים, חוות השרתים שבחרה באל פסק רוטטבי לפי הנתונים בדוגמא הנ"ל תוציא מעל 12 מיליון ₪ יותר בחשבון החשמל מאשר חוות שרתים זהה שבחרה ב- Trinergy Cube. אם נביא בחשבון גם את עלות מיזוג האוויר הנוסף שנדרש לפנות את החום שנוצר בשל אי-היעילות של המערכת הרוטטבית, נתון זה יגדל לכדי תוספת עלות של כ- 15 מיליון ₪ לאורך 10 שנים.
סיכום:
ביישומי חוות שרתים, למערכות אל פסק סטאטיות יתרונות רבים לעומת מערכות אל פסק רוטטיביות:
- עלות כוללת: למערכת אל פסק סטאטי עלות התחלתית נמוכה יותר, לא רק במערכת עצמה אלא גם בתשתיות הנדרשות. כמו כן היעילות האנרגטית של מערכת סטטיות טובה בהרבה בעומס חלקי ויש לכך משמעות כספית כבדה.
- רציפות עסקית ותפקודית: מערכות אל פסק סטטיות מבוססות על רכיבים אלקטרוניים אמינים מאוד לעומת מערכות רוטטיביות המבוססות על חלקים מכניים נעים רבים, ולכן ההסתברות לכשל הרבה יותר גבוהה ברוטטיבי. כמו כן התחזוקה של מערכת רוטטיביות דורשת ביקורות וטיפולים תכופים. התיקונים ברוטטיביות אורכים זמן רב כולל זמני השבתה. במע' אל פסק סטטיות לעומת זאת, החלפת חלקים נעשית בדרך כלל בהחלפה חמה ללא השבתה.
- תגובתיות (Agility): מערכות סטטיות מודולריות מאפשרות צמיחה בקיבולת הגיבוי בהתאם לצרכי המתקן ( Pay as you grow). במערכות רוטטיביות ההשקעה היא קבועה ולא ניתן להגדיל קיבולת מלבד להוסיף עוד מערכות.
בבחינת הנתונים בכללותם, לא פלא אם כך שמערכות רוטטיביות הן נישה קטנה של השוק ולעיתים רחוקות מותקנות בחוות שרתים קריטיות.
למאמר המלא לחץ כאן
למידע נוסף, מוזמנים ליצור אתנו קשר במייל info@schneider.co.il או טלפונית 09-8924444 ונשמח לסייע במציאת הפתרון המתאים עבורכם.
