Redundantie van het datacentrum zorgt voor een ononderbroken werking door belangrijke componenten, zoals stroomvoorzieningen, servers en koelsystemen, te dupliceren. Configuraties als N, N+1, 2N of zelfs 3N2 bieden verschillende redundantieniveaus en een geoptimaliseerd niveau van beveiliging en stabiliteit. Deze redundantie betekent dat datacentra met volledige gemoedsrust kunnen werken in de wetenschap dat de infrastructuur is beschermd tegen mogelijke storingen.
Beschikbaarheid handhaven door middel van redundantie
Op het gebied van elektrische infrastructuur is redundantie van het datacentrum altijd de meest effectieve methode geweest om de beschikbaarheid van stroom, en daarmee ook van diensten, te verhogen. Volgens betrouwbaarheidstheorieën en ervaring, wordt het systeem betrouwbaarder door een redundant component toe te voegen.
Het idee is simpel: in een redundant systeem blijft, op het moment dat één component een storing heeft, het andere component ervoor zorgen dat het systeem goed blijft functioneren.
Redundantie van het datacentrum betreft het dupliceren van kritieke componenten om serviceonderbrekingen te voorkomen. Dit gebeurt op verschillende manieren:
- Hardware-redundantie: duplicatie van servers, harde schijven en andere hardware.
- Voedingstraject-redundantie: meerdere elektrische circuits om continue voeding te leveren.
- Netwerk-redundantie: meerdere netwerkkoppelingen.
Deze strategieën zorgen voor hoge beschikbaarheid van de dienst.
Het Uptime Institute classificeert datacentra in vier niveaus (tier I tot IV), waarbij elke tier een toenemende mate van redundantie en betrouwbaarheid biedt. Laten we eens kijken naar de verschillende niveaus van redundantie
Niveaus van redundantie: Tier 1, Tier 2, Tier 3 en Tier 4
De redundantieniveaus van het datacentrum variëren, afhankelijk van de tier-classificering.
Tier 1 is het meest basale niveau met een enkele stroomvoorziening en één koelsysteem. Er is geen redundantie, wat ongeveer 28 tot 29 uur stilstand per jaar inhoudt.
Tier 2 is gedeeltelijke redundantie en bevat redundante componenten, zoals noodgeneratoren en noodkoeling. De beschikbaarheid is verbeterd.
Tier 3 biedt volledige redundantie. Elke kritieke component, of het nu gaat om de stroomvoorziening of de koeling, heeft een redundantie van N+1. Dit betekent dat voor elke essentiële component een extra component beschikbaar is. Deze configuratie zorgt voor een ononderbroken stroomvoorziening, met een beschikbaarheidspercentage van 99,982% of ongeveer 1,6 uur stilstand per jaar.
Tier 4 datacentra bieden 99,995% beschikbaarheid of ongeveer 26 minuten stilstand per jaar. Deze redundantie zorgt voor een uitzonderlijke fouttolerantie. Elke kritieke component is volledig redundant met een configuratie van 2N+1.
Redundante stroomvoorzieningen in datacentra
De componenten van een goede stroomvoorziening
Om een betrouwbare stroomvoorziening in een datacentrum te handhaven, zijn verschillende componenten essentieel.
Generatoren zijn kritiek. Deze nemen de werking over in geval van stroomuitval. Deze generatoren worden vaak aangedreven door dieselmotoren en moeten regelmatig getest worden om er zeker van te zijn dat ze werken in een noodsituatie.
Ononderbroken stroomvoorzieningen (UPS), ook wel bekend als omvormers, spelen een cruciale rol bij het garanderen van back-up-voeding in geval van stroomstoringen.
Statische omschakelsystemen (STS) beheren de overdracht van één stroombron naar een andere stroombron, zonder onderbreking. Deze systemen schakelen onmiddellijk over naar een back-up-bron indien er een storing optreedt in de hoofdbron.
Stroomverdelingsunits (PDU's), die elektriciteit distribueren naar alle apparatuur in het datacentrum.
UPS: Een belangrijk element van redundantie van stroom
UPS-systemen (ononderbroken stroomvoorzieningen) worden geactiveerd zodra een stroomonderbreking optreedt en garanderen de ononderbroken werking van kritieke apparatuur.
N+1- en N+X-configuraties worden gewoonlijk gebruikt om de redundantie te verbeteren. In een N+1-configuratie wordt een extra UPS toegevoegd aan elke UPS-groep, terwijl N+X het mogelijk maakt om verschillende redundante UPS toe te voegen.
Een UPS werkt gewoonlijk in een dubbele conversiemodus waarbij wisselstroom wordt omgezet in gelijkstroom en omgekeerd, waardoor de spanning wordt gestabiliseerd die aan de servers wordt geleverd om de ladingen te beschermen.
Delphys XL is een hoogwaardige UPS-oplossing die speciaal is ontworpen voor de beveiliging van de meest kritieke toepassingen. Het biedt:
- uitzonderlijke intrinsieke bescherming
- een uniek bouwsteenconcept dat een 'single point of failure' elimineert
- een oplossing die geschikt is voor alle architecturen van datacentra, waarbij elke voedingseenheid onafhankelijk werkt en een gedistribueerde controle wordt gegarandeerd.
Deze UPS bevat een innovatieve bedrijfsmodus: the de slimme conversiemodus.
De slimme conversiemodus is gebaseerd op een geavanceerd algoritme
dat de netwerkkwaliteit voortdurend bewaakt en de optimale bedrijfsmodus in realtime selecteert uit Dubbele Conversie (VFI) en Line Interactive.
In geval van een verstoring van het net, schakelt de UPS onmiddellijk over naar de dubbele conversiemodus met een overdrachtstijd van 0 ms in overeenstemming met de klasse 1 vereisten van standaard IEC 62040-3..
Deze modus reduceert verliezen met een factor 5 en bespaart 350 MWh aan energie per jaar zonder enig risico voor de stroomcontinuïteit.
Redundantie 2N, 3N2 en Catcher: Wat is het?
2N: Definitie en voordelen
2N redundantie betekent dat een datacentrum tweemaal de benodigde hoeveelheid van elke kritieke component heeft. Deze configuratie zorgt ervoor dat een 'single point of failure' de algehele werking niet kan verstoren.
Er zijn een groot aantal voordelen verbonden aan deze architectuur. Ten eerste biedt het uitzonderlijke betrouwbaarheid. Zelfs in geval van uitval van een component blijft het systeem zonder onderbreking werken.
Om de beloften waar te maken, moet in dit elektrische ontwerp echter alle elektrische apparatuur (generatoren, omvormers, UPS, schakelaars, enz.) redundant zijn, wat betekent dat er in tweemaal zoveel apparatuur geïnvesteerd moet worden.
3N2: Definitie en voordelen
Gedistribueerde architecturen, zoals '4N3' of '3N2', streven naar het optimaliseren van de redundantie van stroom door deze te delen tussen verschillende systemen. In deze configuratie zijn er van de totaal vier systemen slechts drie nodig om de lading van stroom te voorzien. Dit betekent dat er altijd een reservecomponent is voor elk paar units in bedrijf.
De voordelen zijn duidelijk: Het optimaliseert de implementatie van UPS en verlaagt de investering. Dit gaat helaas ten koste van de complexiteit. Deze architectuur vereist dat alle UPS op voorhand worden geïnstalleerd, wat leidt tot kabelbeperkingen en de compatibiliteit met de modulariteitsvereisten van datacentra beperkt.
Catcher: Definitie en voordelen
De Catcher-architectuur creëert op effectieve wijze een N+1- of N+2-architectuur binnen de UPS terwijl de fouttolerantie en de mogelijkheid tot gelijktijdig onderhoud wordt gehandhaafd dankzij het gebruik van statische omschakelsystemen (STS) die tussen de UPS en de lading worden geplaatst. STS-units worden in deze configuratie gebruikt om:
- Kritieke last over te dragen van het hoofdsysteem of actieve systeem naar de Catcher,
- Te isoleren in geval van kortsluiting.
De STS-units te downstreamen, het elektrische distributiesysteem kan op een vergelijkbare manier als een 2N architectuur worden ontworpen.
Met deze configuratie kan een UPS werken bij een lading van 75% of meer, terwijl de Catcher onder normale omstandigheden onbelast blijft.
De Catcher-architectuur worden gewoonlijk gebruikt door grote en middelgrote datacentra, inclusief faciliteiten voor cloud hosting en colocatie, als alternatief voor de traditionele 2N-architectuur. Deze benadering biedt een vergelijkbaar niveau van beschikbaarheid, maar is efficiënter en minder duur in termen van kapitaal.
Het Catcher-model onderscheidt zich door het vermogen om redundantie te optimaliseren terwijl de investeringskosten beperkt blijven. In tegenstelling tot de 2N- en 3N2-configuraties gebruikt het Catcher-model een flexibele benadering, waardoor het eenvoudiger aan te passen is aan de specifieke behoeften van datacentra. Deze flexibiliteit is in het bijzonder gunstig voor uitbreidende faciliteiten.
Het Catcher-model heeft een groot aantal voordelen:
- Kostenbeheer: Minder redundante componenten nodig, wat de initiële kosten verlaagt.
- Beter formaat van UPS
- Vereenvoudigd onderhoud: Modules kunnen individueel worden vervangen zonder de service te onderbreken.
Voorbeeld: Met een Catcher-architectuur heeft een ruimte van 1 MW een 1 MW UPS upstream nodig en een STS van ongeveer 1600 amp. In geval van een UPS-storing zal dit STS de lading overdragen naar een reserve-UPS of Catcher die ook fungeert als redundante apparatuur voor andere ruimtes.
Door dit model te implementeren, kunnen bedrijven een hoge beschikbaarheid van hun diensten garanderen en de kosten onder controle houden.
De rol van een statistisch omschakelsysteem
Statische omschakelsystemen (STS) maken het mogelijk om een kritieke last zonder onderbreking over te dragen van een uitgevallen stroombron naar een alternatieve bron.
In tegenstelling tot ATS gebruikt STS halfgeleiders, zoals thyristoren, om te schakelen tussen twee stroombronnen. Dit maakt vrijwel onmiddellijke omschakeling mogelijk in slechts enkele milliseconden. Deze snelheid is essentieel voor kritieke toepassingen die zelfs korte onderbrekingen van de stroomvoorziening niet tolereren. Daarom is STS bijzonder geschikt voor sectoren waarin de continuïteit van stroomvoorziening uiterst belangrijk is, zoals banken, financiële instellingen, gezondheidszorg of datacentra.
STS kan ook worden geïntegreerd in racks van datacentra. De systemen bieden een compacte en efficiënte oplossing voor stroombeheer. Bedrijven kunnen daardoor de betrouwbaarheid van hun infrastructuur garanderen terwijl de beschikbare ruimte wordt geoptimaliseerd.
"STS-technologie maakt het mogelijk om hoge beschikbaarheidsniveaus van stroom te bereiken, terwijl de kosten onder controle worden gehouden",
Xavier Mercier – Marketing Director EMEA bij Socomec
Focus op STATYS - het statische omschakelsysteem van Socomec
In een context waar de continuïteit van de stroomvoorziening een belangrijke factor is om concurrerend te blijven, is het statische omschakelsysteem van Socomec bijzonder relevant.
Met meer dan 35 jaar ervaring en miljoenen gebruiksuren, is Socomec voortdurend bezig met het verbeteren van de producten en diensten. De vierde generatie STATYS garandeert een ononderbroken beschikbaarheid van stroomvoorzieningen voor toepassingen die variëren van 32 A tot 1800 A.
Dit bereik is speciaal ontworpen voor omgevingen waarin het netwerk geen enkele onderbreking kan tolereren.
- Het STATYS statische omschakelsysteem garandeert een maximale bestendigheid voor de totale beschikbaarheid van stroom en voldoet aan alle integratievereisten.
- Redundantie van micro-controller, fysiek gescheiden voor verhoogde veiligheid.
- SCR-driver met onafhankelijke, redundante stroomvoorzieningen.
- Redundante koeling met een bewakingssysteem voor ventilatorstoringen.
Momenteel zijn er meer dan 8.000 units over de hele wereld in bedrijf.
Wilt u meer weten? Aarzel niet om contact op te nemen met ons team door dit formulier in te vullen.
