Transcript Presentation

‫כלכלת ‪UPS‬‬
‫‪IT is Exponential‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫משתמשים‬
‫אפליקציות‬
‫המחשוב הארגוני‬
‫תשתית מרכזי המחשוב‬
‫‪IT is Exponential‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫מאז ‪ 1980‬כוח המחשוב ל ‪ CPU‬עלה ב‪ 60%-‬לשנה‬
‫אחסון מוכפל כל ‪ 24‬חודש וביצועיו גדלו ‪ x10‬ב‪15-‬‬
‫השנים האחרונות‬
‫מהירות הרשת מכפילה בסדר גודל כל ‪ 5‬שנים‬
‫העלות היחסית ליחידת מחשוב‪/‬אחסון‪/‬רשת יורדת ב‬
‫‪ 50%‬כל שנתיים‬
‫‪IT is Exponential‬‬
‫צריכת החשמל של מרכזי המחשוב לא‬
‫עלתה בקצב כה מהיר כפי שציפינו‪....‬‬
‫‪John Markoff, New York Times, July 31,‬‬
‫‪2011‬‬
‫‪IT is Exponential‬‬
‫"צריכת החשמל עלתה‬
‫רק‪...‬‬
‫ב ‪ 56%‬מ ‪ 2005‬ל ‪"2010‬‬
IT is Exponential
IT is Exponential
‫משבר כלכלי‬
‫יותר ויותר ארגונים מקנים חשיבות עליונה לחיסכון‬
‫באנרגיה‪ .‬סקר של חברת ‪Emerson Network‬‬
‫‪ Power‬אשר הוצג בכנס שנתי של ‪DCUG‬‬
‫)‪ )Data Centers User Group‬הציג נתונים‬
‫מעניינים‪:‬‬
‫משבר כלכלי‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫‪ 61%‬ממשתתפי הסקר צמצמו את תקציביהם בתחום המחשוב‪.‬‬
‫‪ 35%‬דחו פרויקטים להקמה או הרחבה של מרכזי מחשוב שלהם‪.‬‬
‫כ‪ 50%-‬מהנשאלים סבורים כי יש לתכנן ‪ Data Center‬החדש לצריכת‬
‫חשמל של ‪ 20 kW ÷ 10 kW‬למסד )‪.(High Density Data Center‬‬
‫(הסיבות לכך הן הצורך בחיסכון בשטח רצפה‪ ,‬והרצון לצמצם‬
‫בהוצאות בחשמל – קירור מסד עם צפיפות גבוהה יעיל יותר מאשר‬
‫מספר מסדים הכוללים אותו ציוד עם צפיפות נמוכה‪).‬‬
‫כ‪ 55%-‬ממשתתפי ה‪ DCUG-‬הזמינו שירותי ניתוח תשתיות פיזיות ב‪-‬‬
‫‪ IT‬בתחום החשמל והקירור‪.‬‬
‫‪ 54%‬מהנשאלים הדגישו את חשיבות חסכון באנרגיה‪,‬‬
‫‪ 47%‬הגדירו יעילות האנרגטית בעדיפות גבוהה ביותר בתכניותיהם‬
‫להרחיב תשתיות ורשתות‪.‬‬
‫התפלגות צריכת החשמל ב‪DC-‬‬
‫ציוד ‪IT 50%‬‬
‫תאורה ‪3%‬‬
‫חשמל כוח ‪10%‬‬
‫צורכי קירור ‪37%‬‬
UPS features
• High Reliability
• Safety
•
•
•
•
•
Maintainability
`
Utility and backup generator matching
High effectiveness
Compact ability
Minimum Heat dissipation
Modern UPS features
‫המרה אולטימטיבית (כפולה)‬
‫שיטת המרה כפולה שולטת בשוק מערכות ‪ UPS‬מרכזיות‪:‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫אמינות גבוהה מאוד‬
‫הגנה מושלמת של עומס קריטי מאירועים ברשת החשמל‬
‫גיבוי מיטבי להפסקות חשמל‬
‫צורת הגל יציבה "ונקיה מאוד"‬
‫המחיר הכבד‬
‫• ירידה ביעילות האנרגטית‬
‫• התחממותם‬
‫בשל עליה מתמדת בגודל מרכזי ‪ IT‬ומחירי החשמל‪ ,‬המהנדסים של מרבית היצרנים‬
‫עבדו בשנים האחרונות ללא לאות על שיפור היעילות האנרגטית‪.‬‬
‫•‬
‫המרה כפולה ‪ -‬התקדמות מהותית‬
‫התפתחות טכנולוגיות האל‪-‬פסק‪:‬‬
‫• שימוש ברכיבים אלקטרוניים מתקדמים מסוג ‪Insulated Gate Bipolar) IGBT‬‬
‫‪:(Transistor‬‬
‫• הקטנת גודל המערכות‬
‫• הגדלת אמינות‬
‫• מאפשר ביטול השנאים הודות ליכולתם למתג זרמים גבוהים ברמות מתח גבוהות‬
‫• שילוב ‪ IGBT‬מיקרו מעבדי ‪(Digital Signal Processor) DSP‬מהירים ‪:‬‬
‫• שיפור חד בצורת הגל במוצא ה אל‪-‬פסק‪,‬‬
‫• הקטנת עיוותי זרם בכניסה והקטנת הפסדים ‪ -‬הורדת מקדם העיוותים בכניסה ‪THDI‬‬
‫לרמה מתחת ל‪,3%-‬‬
‫• שיפור מהירות התגובה לשינויים ברשת וכד'‪.‬‬
‫• יכולת משופרת לעבוד עם עומס לא ליניארי‬
‫• תגובה מעולה לקפיצות העומס ב‪ 100%-‬ונחשבות לפתרון מעולה למקומות בהם רשת‬
‫החשמל אינה תמיד יציבה‪.‬‬
‫המרת דלתא ויעילות‬
‫יתרונות‬
‫‪:‬‬
‫• מאפשר זינה יציבה ורציפה‬
‫• ירידה משמעותית בצריכת‬
‫האנרגיה ‪ -‬אנרגית המרה‬
‫נדרשת לתיקון בלבד‬
‫חסרונות‬
‫• מורכבות המערכת‬
‫• היעילות המרבית מושגת רק‬
‫בסביבת העומסים הנומינאליים‬
‫• יכולת הגיבוי תלויה בסנכרון‬
‫רציף עם הרשת‬
‫משטר עבודה ‪ECO‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫חברת ‪ - GE‬שיטת ‪– )Intelligent Energy Management) IEM‬‬
‫הפסקת ‪UPS‬ים מקביליים‪.‬‬
‫חברת ‪ - SOCOMEC‬אימצה שיטת הפסקת ‪UPS‬ים כאשר העומס‬
‫יורד תחת שם מסחרי ‪. )Energy Saver System( ESS‬‬
‫חברת ‪ - EATON‬מערכת התאמת העומס ‪System Variable‬‬
‫)‪ Module Management System , (VMMS‬דומה מאוד ל‪ESS, -‬‬
‫אשר מאפשרת למערכת הבקרה לקבוע באופן אוטומטי אילו‬
‫ממודלי כוח יכולים לעבוד במצב המתנה )‪ (Stand By‬ואילו ישמשו‬
‫להזנת העומס‪ .‬אם נדרש‪ ,‬המערכת תפעיל את כל המודולים‪ .‬בכך‬
‫מושגת יעילות גבוהה של המערכת כולה‪.‬‬
‫שיטות אלה מאפשרות להגיע לרמת יעילות כ‪ 98%-‬ואף מעבר‬
‫לזה‪.‬‬
‫תקינה‬
‫בשנים האחרונות נעשה מאמץ להסדיר אופני פעילות ה‪-‬‬
‫‪UPS‬ים בתקינה‪.‬‬
‫התקן בינלאומי ‪ IEC 62040-3‬מגדיר ‪ 3‬תצורות תקניות של‬
‫מערכות אל‪-‬פסקים עם המרה כפולה‪:‬‬
‫• ‪)Offline( Classification 3 :VFD‬‬
‫• ‪(Line Interactive) Classification 2 : VI‬‬
‫• ‪True Online, real Double ( Classification 1 :VFI‬‬
‫‪)Conversion‬‬
‫תצורות אלה שונות ביניהן מבחינת יכולת להתמודד עם‬
‫ההפרעות ברשת‪ ,‬אך ככל שיכולת זו עולה‪ ,‬היעילות יורדת‬
‫בהתאם‪.‬‬
‫הפשרה המנצחת‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫חברת ‪ EMERSON‬הלכה הכי רחוק במאמציה לפתח‬
‫מערכת חסכונית‪ .98.5% .‬ב‪ UPS-‬תחת שם‬
‫מסחרי ‪.Trinergy‬‬
‫‪UPS‬ים ‪ Trinergy‬מסוגלים לעבוד ב‪ 3-‬משטרי עבודה‬
‫המוגדרים בתקן‪ ,‬בשניים מהם אין המרה כפולה‪.‬‬
‫ה‪ Trinergy -‬מקבל החלטה עצמאית באיזה מהם יש‬
‫לתפקד בתלות מנתונים הרשת שוטפים ונתונים‬
‫הסטטיסטיים אשר נאגרו במאגר הנתונים שלו‪.‬‬
‫באיזה משטרי עבודה מדובר?‬
1=3
:‫ משטרי עבודה‬3-‫ מסוגל לעבוד ב‬TRINERGY UPS
„Where the UPS output is
Dependent on Input supply
Voltage and Frequency
variations“
UPS automatically chooses
this configuration whenever it
detects that the mains energy
supplied is of an ideal quality and
there is limited need for
conditioning.
1=3
„Where the UPS output is
Dependent on Input supply
frequency variations, but
supply Voltage variations are
conditioned (Independent( ... „
UPS automatically chooses
this configuration whenever the
load requires power conditioning
without the need for double
conversion mode, using only the
necessary energy.
1=3
„Where the UPS ouput is
Independent
of Input supply Voltage
and Frequency variations“
UPS automatically chooses
this configuration whenever the
electrical environment needs to be
fully conditioned in order to supply
the best power quality to the load.
.97.9%-‫ שימוש במערכת זו מאפשר להגיע לרמה ממוצעת של יעילות כ‬,‫על פי נתוני היצרן‬
.‫גישה זו היא מאוזנת יותר ולא מנתקת את הממיר מתוך חשש מפגיעה בעומס הקריטי‬
‫ עם אלגוריתם מיוחד‬DSP ‫מעבד‬-‫מערכות אלו ממשיכות להזין את הממיר הכבוי והמיקרו‬
.‫המאפשר הפעלה מאוד מהירה במידת הצורך‬
•
•
‫גבולות היעילות‬
‫בהעמסת ‪ UPS‬ל‪ ,75%÷50 -‬מקדם יעילות עשוי להגיע לרמה של כ‪ .95-96%.-‬למשל ב‪UPS-‬ים של‬
‫חברת ‪ APC‬מסוג ‪ , 94,5% -Galaxy 7000‬ל‪ ,95% –Eaton 9395 -‬ל‪94%( 95% –Chloride 80-NET -‬‬
‫גם כאשר העומס מתחת ל‪ )25%-‬ול‪ Emerson Trinergy-‬למעלה מ‪ 95%-‬עם עומס מתחת ל‪.20%-‬‬
‫פיתוח אלגוריתמי של הבקרה מאפשר עליה ביעילות‪ ,‬במיוחד בעומסים חלקיים האופייניים למערכות‬
‫מקביליות‪ ,‬בהן הבטחת רמת גיבוי נאותה כרוכה בירידת העומס על ‪UPS‬ים הבודדים‬
‫חלופה למצברים‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫‪ UPS‬רוטטיבי ) ‪ Flywheel VSS+ DC (Socomec‬האוגר אנרגיה‬
‫קינטית‪.‬‬
‫היעילות גבוהה ביותר מתקרבת לכ‪ 99.8%-‬ופרק זמן קצר‬
‫לטעינה חוזרת (עד ‪ 5‬דקות בלבד)‪.‬‬
‫למערכות מסוג זה יש שלושה חסרונות מאוד משמעותיים‪:‬‬
‫‪ .1‬עלותם גבוהה מאוד יחסית למערכות סטטיות‪,‬‬
‫‪ .2‬זמן הגיבוי שלהן קצר ביותר (‪ 12÷10‬שניות)‬
‫‪ .3‬ומורכבות השירות גבוהה מאוד‪.‬‬
‫לא יותר יותר מ‪ 6%-5% -‬מהשוק העולמי‪.‬‬
‫אומנם מערכות רוטטיביות אינן מצריכות שימוש במצברי גיבוי‬
‫ומחזור החיים שלהן ארוך מאוד‪ ,‬אך החזר ההשקעה מאוד‬
‫ממושך (עד ‪ 20‬שנים)‪.‬‬
‫בחינת החיסכון האפשרי‬
‫יש לזכור כי רכש אל פסק חדש מתבצע אחת למספר‬
‫רב של שנים ואף עשרות שנים‪ .‬בחינה נכונה עשויה‬
‫לחסוך לארגון כסף רב ולכן בשיקולי הרכש יש לכלול‬
‫חישוב עלויות החשמל יחד עם השיקולים הרבים‬
‫הנוספים‪:‬‬
‫• עלות ההתקנה ותחזוקה‬
‫• זמינות צוותי תחזוקה וכד'‪.‬‬
‫יש נוסחה פשוטה המאפשרת להשוות ‪ 2‬דגמים של ה‪-‬‬
‫‪UPS‬ים על בסיס יעילותם ועלויות החשמל השנתיות‪.‬‬
‫בחינת החיסכון האפשרי‬
‫דוגמא‪:‬‬
‫‪UPS‬ירידת יעילות ב‪ 5% -‬של ‪ ,600kVA (540kW UPS‬משמעותה הגדלת צריכה ב‪ 35kW-‬לרבות‬
‫השקעה על הקירור החום העודף‪ .‬בזבוז האנרגיה השנתית ‪ kW/h 306700‬או כ‪₪ 153.350-‬‬
‫במחירי חשמל של היום‪.‬‬
‫כדי לסבר את ה אוזן‪ ,‬מחיר ‪ UPS 600kVA‬יעיל נא סביב ‪ 350.000‬ועד ‪ ₪ 450.000‬בהתאם‬
‫לתצורתו‪ ,‬דהיינו הפרשי עלות החשמל עשויים כבר בשנה ראשונה למחוק את כל "החיסכון"‬
‫הכרוך ברכישת מערכת זולה‪.‬‬
‫סיכום‬
‫• לא ניתן לבצע המרת אנרגיה ביעילות ‪ 100%‬משום שהיעילות‬
‫במשטר המרה כפולה תמיד תהיה מעט נמוכה מרמה זו וזה‬
‫מה שאנו רואים אצל כל היצרנים‪.‬‬
‫• היום רק יצרנים אחדים מסוגלים להגיע ליעילות ברמה של כ‪-‬‬
‫‪ .99%‬הדוגמא המובהקת היא מערכת ‪ TRINERGY‬של חברת‬
‫‪ .EMERSON NETWORK POWER‬אפשר לומר כי במוצר זה‬
‫הגבול התיאורטי של היעילות הושג למעשה‪.‬‬
‫• מגמת עליה במחירי החשמל תדרבן את היצרנים לחפש דרכים‬
‫חדשניות לשפר היעלות ואמינות מערכות ‪ ,UPS‬אך ככל הנראה‬
‫פתרונות אלה יושגו ע"י טכנולוגיות מהפכניות שטרם הבשילו‪.‬‬
‫‪Alexander Schneider Ltd.‬‬
‫• לאפשר ללקוחותינו לבנות ולהפעיל מרכזי נתונים עמידים (‪)Resilient‬‬
‫ויעילים בצריכת האנרגיה‪.‬‬
‫• מאז ‪ 110+ ,1963‬עובדים‬
‫• משרדים בישראל‪ ,‬ארה"ב והודו‬
‫• מוסמכים ל ‪ISO9001:2010 AS9100 B‬‬
‫• נבחרה בסקר מנהלי ‪ IT‬כחברה מס' ‪ 1‬בישראל לפתרונות בתחום‬
‫הדטה‪-‬סנטר בשנים ‪ ( 2009, 2010, 2011‬מקור‪) Stki research :‬‬
‫תודה‬