Centra danych / Rozdział energii elektrycznej / Zasilanie prądem stałym / Porówanie prądu stałego i zmiennego

Rozwój instalacji prądu stałego do zasilania centrów danych

W latach osiemdziesiątych XIX wieku Nikola Tesla oraz Thomas Edison rywalizowali między sobą o to, który rodzaj prądu - stały (DC) czy zmienny (AC) - zdobędzie przewagę przy elektryfikacji. Wygrał prąd zmienny i przez ponad 100 lat systemy przesyłowe i rozdzielcze były projektowane i budowane w oparciu o tę technologię.

Niektórzy twierdzą, że rywalizacja pomiędzy prądem DC i AC weszła w nową fazę, kiedy w maju 2012 roku ABB ogłosiło otwarcie centrum danych Green Datacenter Zurich West, zasilanego po raz pierwszy prądem stałym o napięciu 380 V. Centrum danych Zurich West jest obiektem demonstracyjnym, w którym ABB prezentuje nową technologię, która stała się realną alternatywą dla systemów zasilania prądem zmiennym.

Tradycyjne systemy zasilania centrów danych wykorzystują zasilacze awaryjne (UPS) z podwójną konwersją, które mają możliwość przełączania w tryb „eco”, w którym sprawność układu jest większa, a straty energii mniejsze. W tym trybie następuje obejście układu podwójnej konwersji (AC-DC oraz DC-AC).

Jednak w takim przypadku nadal występują straty wewnętrzne. Ponadto w systemach klasy Tier 1 do 3 obciążenie UPS nie przekracza 70-80% obciążenia nominalnego, w klasie Tier 4 nie przekracza przeważnie 30-40% obciążenia nominalnego. A są to często zakresy, w których praca w trybie podwójnej konwersji ma mniejszą sprawność. Dlatego praca w trybie „eco” zwiększa ogólną sprawność zasilania poprzez skrócenie czasu pracy w trybie podwójnej konwersji. Wielu operatorów świadomie wybiera tryb „eco”, by zmniejszyć koszty operacyjne.

Systemy zbudowane na bazie UPS-ów o podwójnej konwersji wymagają też rozbudowanej instalacji elektrycznej, często równolegle podłączonych UPS-ów po to, by uzyskać niezawodność na poziomie 99,9%, redundancję N+1 czy zwiększoną dostępność. Nadal też potrzebne są dodatkowe rozdzielacze oraz zasilacze dostosowujące prąd do wymogów serwera.

W przeciwieństwie do systemu AC o podwójnej konwersji, system oparty o prąd stały (DC) wykorzystuje tylko jedną konwersję AC-DC, a prąd stały jest dystrybuowany bezpośrednio do szaf rack, dzięki czemu instalacja elektryczna jest mniej skomplikowana, a wymagania w zakresie niezawodności oraz czasu dostępności zostają zachowane.

Mniejsza liczba punktów konwersji oznacza mniejsze straty, mniejsze prawdopodobieństwo awarii, a w rezultacie większą stabilność i niezawodność, mniejsze ryzyko wyłączeń i szybsze przywrócenie systemu do pełnej funkcjonalnosci.

Mniejsza ilość komponentów oznacza też niższe koszty instalacyjne i obsługi oraz pozwala na lepsze gospodarowanie przestrzenią w serwerowni.

Centra telekomunikacyjne są z powodzeniem zasilane prądem stałym 48 V od dziesięcioleci. Jednak dla współczesnych centrów danych o znacznie większym poborze prądu 48 V DC nie wystarcza. ABB rozwija architekturę zasilania opartą na napięcie 380 V DC we współpracy z innymi znaczącymi firmami. Prowadzi w tym kierunku badania, uruchomiło szereg projektów pilotażowych. Dzięki temu system ten zdobywa coraz większą popularność, stanowiąc uzupełnienie systemów oferowanych przez ABB działających w oparciu o prąd zmienny.

Informacje dodatkowe oraz zasoby [EN]

Select region / language