Деректер орталығы үшін дизельді генераторлар: Үзіліссіз электрмен жабдықтау

1 Дерекқорларының қуат кедергілері және дизель генераторларының рөлі

Қазіргі цифрлық дәуірде, деректер орталықтары қазіргі қоғамның негізгі инфрақұрылымына айналды, бұлттық есептеулер мен жасанды интеллекттен бастап қаржылық транзакциялар мен денсаулық сақтауға дейінгі маңызды операцияларды қамтамасыз етеді. Бұл қондырғыларға қуаттың үздіксіз берілуі талаптары жоғары; токтың бірнеше секундқа үзілуі миллион долларлық шығындарға, қалпына келтірілмейтін деректерді жоғалтуға және имидждік зиянға әкелуі мүмкін. Істемділікті қамтамасыз ету үшін дерек орталықтары жалпыға бірдей көп деңгейлі резервтелген қуат архитектурасын қолданады, онда дизель генераторлары физикалық қорғаныстың соңғы сызығы ретінде маңызды рөл атқарады.

Қуат үзілген кезде деректер орталығының Үзіліссіз қуаттама жүйесі (UPS) дереу маңызды жүктемелерді қамтамасыз етеді, бірақ бұл бірнеше минуттан ондаған минутқа дейін созылады. Осы кезде дизельгенераторлар , оның сияқты негізгі резервтік қуат көзі тез іске қосылып, қуат беруді өзіне алуы керек, объектінің электрмен жабдықтау қалпына келгенге дейін жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін. Бұл ауысу процесі әдетте 10-15 секунд қызмет көрсетудің үзілмеуі үшін тез орындалуы керек. Tier III және Tier IV деректер орталықтары үшін резервтік қуат жүйесінің сенімділігі тек техникалық талап емес, сонымен қатар міндетті сертификаттау шарты болып табылады.

Деректер орталықтарында дизель генераторларының таралуы көптеген адамдардың елестетуінен де көбірек болуы мүмкін. Мысалы, Германиядағыдан он еседен көбі — 5000-нан астам деректер орталығы бар Америка Құрама Штаттарын алсақ, дизель генераторлары жоқ деректер орталықтары сирек кездеседі стандартты конфигурация үлкен деректер орталықтары үшін. Мысалы, Amazon Minnesota штатының Беккер қаласында жоспарланған деректер орталығына жалпы қуаты 600 мегаватқа жететін 250 дизелді генератор орнату ұсынылған, бұл атом электр станциясының шығысына тең. Қоршаған ортаға деген түсініктемелерге қарамастан, дизелді генераторлар деректер орталықтары үшін резервтік қуат көзі ретінде алтын стандарт олардың есіктеуі жоқ Надежділік , тез қайта жауап қабілеті және жетілген жабдықтау тізбегі жүйесі .

2 Деректер орталықтары үшін неге дизелді генераторлар негізгі таңдау болып табылады

Деректер орталықтары операторларының резервтік қуат шешімін таңдаған кезде ескеретін факторлары өте күрделі, ал дизелді генераторлар бірнеше негізгі бағыттар бойынша ерекшеленеді. Олардың жұмыс принципі компрессиялық тұтандыру технологиясына негізделген: дизельдік қозғалтқыш ауаны сорып, сығады, оның температурасы күрт көтеріледі; содан кейін дизель отыны осы жоғары температуралы ауаға енгізіледі де, өздігінен тұтанады, қозғалтқыштың жұмыс істеуін қамтамасыз етеді, бұл кезде генератор роторы айналады да, магнит өрісінің сызықтарын кесіп өтіп, электр тогын өндіреді. Бұл конструкция дизель генераторларына бензиндік генераторларға қарағанда жоғары термиялық тиімділік және қуат тығыздығы береді, оларды жоғары қуатты, ұзақ уақыт бойы үздіксіз жұмыс істеу талап етілетін жағдайларға одан әрі сәйкес қылады.

2.1 Ештеңемен салыстырылмайтын сенімділік және тез реакция

Дизель генераторларының ең үлкен артықшылықтары олардың үздік сапалы және екінші деңгейлік реакция қабілетінде :

• Автоматты түрде іске қосылу және жүктемені қабылдау : Электр желісінің үзілуін сезгеннен кейін дизель генераторлары автоматты түрде іске қосылып, жүктемені 10 секунд ішінде қабылдай алады, маңызды жүйелердің жұмысын үзіліссіз жалғастыруын қамтамасыз етеді.

• Қиын орта жағдайларында тұрақтылық : Қазіргі заманғы дизель генераторлары экстремалды температуралар мен биіктіктер сияқты әртүрлі қиын экологиялық жағдайларда тұрақты шығыс беруін сақтайды.

• Параллельді резервтелген конфигурация : Бірнеше генераторлар параллель жұмыс істеуі мүмкін, N+1 немесе тіпті 2N резервтелген конфигурацияларды қамтамасыз етеді; жеке блоктың істен шығуы жүйенің сенімділігіне әсер етпейді.

2.2 Жоғары қуат шығысы және масштабталуы

Дизель генераторлары 40 кВА-дан 5000 кВА астамға дейінгі қуат шығысы диапазонын ұсынуы мүмкін, бұл кіші сервер бөлмелерінен бастап гипермасштабты деректер орталықтарына дейінгі әртүрлі қажеттіліктерді қанағаттандыруға жеткілікті. Бұл модульдік конструкция мен параллельді функциялар арқылы іске асырылады, ол деректер орталықтарының бизнес өсуіне қарай өздерінің энергия өндіру қуатын икемді түрде кеңейтуіне мүмкіндік береді. Мысалы, Zenith сияқты жеткізушілер (Ескерту: Zenessis — мүмкін қате/дұрыс емес аударма; Zenith белгілі өндіруші) деректер орталығының энергия қажеттіліктеріне дәл сәйкес келетін жеке блоктардан бастап толығымен синхрондалған генераторлық орнатымдарға дейінгі шешімдер ұсынады. масштабталу ұсынуы мүмкін, бұл кіші сервер бөлмелерінен бастап гипермасштабты деректер орталықтарына дейінгі әртүрлі қажеттіліктерді қанағаттандыруға жеткілікті. Бұл модульдік конструкция мен параллельді функциялар арқылы іске асырылады, ол деректер орталықтарының бизнес өсуіне қарай өздерінің энергия өндіру қуатын икемді түрде кеңейтуіне мүмкіндік береді. Мысалы, Zenith сияқты жеткізушілер (Ескерту: Zenessis — мүмкін қате/дұрыс емес аударма; Zenith белгілі өндіруші) деректер орталығының энергия қажеттіліктеріне дәл сәйкес келетін жеке блоктардан бастап толығымен синхрондалған генераторлық орнатымдарға дейінгі шешімдер ұсынады.

2.3 Отын қауіпсіздігі және ұзақ мерзімді сақтау қабілеті

Дизель отыны салыстырмалы түрде жоғары энергия қысқартуы және жақсы стабильдік , сондықтан ұзақ уақыт сақтауға жарамды. Табиғи газ сияқты құбыр желісі арқылы жеткізілетін отыннан айырмашылығы, дизельді жер бетінде сақтауға болады, бұл оны сыртқы жеткізудің бұзылуына қарсы тұрады. Сонымен қатар дизельдің жоғары тұтану нүктесі (шамамен 60-80°C) температурасында сақталады, бұл оны бензинге қарағанда қауіпсіз етеді және сақтау және пайдалану кезінде өрт қаупін азайтады.

2.4 Қымбатшылық-сатықтылық және операциялық тиімділік

Жалпы меншік құнының тұрғысынан алғанда, дизель генераторлары өте жақсы экономика :

• КВт/сағатына төмен шығын : Төтенше жағдайларда дизельді өндірудің құны басқа қосалқы шешімдерге қарағанда төмен болады.

• Кең сервистік желі : Дизель генераторлары әлемдік қызмет көрсету және қолдау желісіне ие; бөлшектерді алу салыстырмалы түрде оңай, және техникалық қызмет көрсету персоналын оқыту кеңінен таралған.

• Ұзақ қызмет мерзімі : Дұрыс күтім жасалатын дизель генераторларының жұмыс мерзімі жиі 20 000 сағатты асыра алады.

Кесте: Дета-центрдің резервтік қуаттандыру шешімдерін салыстыру

дерек орталығының дизель генератор жүйесін таңдау мен жобалаудың 3 негізгі ескертуі

Дерек орталығы үшін тиісті дизель генератор жүйесін жобалау мен таңдау — әртүрлі техникалық және басқару факторларын толық ескеруді талап ететін күрделі инженерлік міндет. Қатысу қабілетін жоспарлау ең маңызды бөлігі болып табылады және жүйенің сенімділігі мен экономикалығына тікелей әсер етеді. Дерек орталығының электр энергиясына деген қажеттілігі серверлерді, суыту жүйелерін, желілік жабдықтарды, жарықтандыруды және қауіпсіздік жүйелерін қоса алғанда, барлық маңызды жабдықтарды қамтиды. Сарапшылар жүктеме шыңдарын және болашақтағы кеңею қажеттіліктерін қамтамасыз ету үшін осының үстіне 10-20% буферлік қуатты қосуды ұсынады. Тіпті сақтандырылған жобаларда жеке генератордың істен шығуы немесе техникалық қызмет көрсету кезінде жалпы резервтік қабілетке әсер етпейтіндей етіп N+1 немесе 2N артық жүйелері қолданылады.

3.1 Сәйкестік және стандартталған талаптар

Дерек орталығының дизель генераторлары көптеген халықаралық стандарттар мен салалық спецификацияларға :

• ISO 8528 G3 Стандарты : Генератордың жиілігі мен кернеуінің өзгеруіне қатаң шектеулер қояды, сезімтал электрондық жабдықтар үшін жоғары сапалы электр энергиясын қамтамасыз етеді.

• Uptime Institute деңгейі талаптары : Tier III және Tier IV сертификаттары резервтік электрмен қамтамасыз ету жүйесіне нақты талаптар қояды, ол генераторлық жүйенің құрылымына тікелей әсер етеді.

• Қоршаған ортаға сәйкестік : Қазіргі заманғы дизельді генераторлар EPA Tier 4 сияқты шығарынды стандарттарын қанағаттандыруы керек, жиі Селективті каталитикалық төмендету (SCR) және Дизельді бөлшектер сүзгісі (DPF) жүйелері тіпті нөлге жақын шығарынды деңгейлеріне жету үшін қажет болады.

• NFPA 110 : Төтенше жағдайлардағы және резервтік электрмен қамтамасыз ету жүйелеріне арналған Американың Ұлттық өрттен қорғау ассоциациясы (US) стандарты, оның ішінде отын сапасына қойылатын талаптар да кіреді.

3.2 Жүйенің интеграциялануы және бақылау мүмкіндіктері

Қазіргі заманғы дизельді генераторлар енді оқшауланған резервтік құрылғылар емес, интеллектуалды жүйелер болып табылады және олардың қатыстылықпен интеграциялау дерек орталығының электрмен жабдықтау инфрақұрылымымен:

• Автоматты тарату қосқыштарына (АТҚ) : Электр желісінде апат болған кезде автоматты түрде жүктемені генераторлық электрмен жабдықтауға аудару.

• Параллельдік функциясы : Бірнеше генераторлардың параллель жұмыс істеу мүмкіндігі, сондай-ақ сенімділікті қамтамасыз ету және масштабталуы.

• ҮЗТ-мен синхрондау : Генератордың іске қосылуы мен жүктемені қабылдау кезінде үзіліссіз ауысуын қамтамасыз ету үшін Үзіліссіз электрмен жабдықтау жүйесімен бірлесіп жұмыс істеу.

• Ғимаратты басқару жүйесіне (BMS) интеграциялау : Жалпы объектіні басқару жүйесіне генераторларды бақылауды енгізу арқылы бірыңғай басқаруды қамтамасыз ету.

Қазіргі уақытта деректер орталығы генераторлары үшін нақты уақыт режиміндегі бақылау жүйелері стандартты конфигурация болып табылады. Нақты уақыт режиміндегі бақылау параметрлері қозғалтқыш температурасын, май қысымын, аккумулятор күйін, отын деңгейін, жүктеме пайызын және шығарылым деректерін қамтиды. Осы деректерге қашықтан бақылау платформалары (Endress Tech сияқты), техникалық қызмет көрсету персоналы кез-келген орыннан жүйенің күйін бақылап, ертерекке арналған ескертуді алуы мүмкіндігін береді.

3.3 Отын басқару стратегиясы

Дизель отынының сапасы резервтік электрмен жабдықтау жүйесінің сенімділігін анықтайтын маңызды фактор дизель отыны сақтау кезінде баяу төмендейді отынның тотығуы, микробиологиялық ластану және бөлшектердің жиналуы салдарынан. Салалық талдаулар резервтік ыдыстарда сақталатын отынның бір ай ішінде 26% төмендейтінін көрсетеді, негізінен шаян, бөлшектер, су және микробиологиялық өсу деңгейінің артуына байланысты.

Толыққанды отын басқару бағдарламасы төмендегілерді қамтиды:

• Тез-тестік тестілеу : ASTM D-975 стандарттары бойынша отын сапасын тексеру, цетан саны, тұрақтылық және күкірт мөлшерін талдау кіреді.

• Микробиологиялық бақылау : Бактериялық және саңырауқұлақ ластануын анықтау үшін АТФ тестілеу немесе зертханалық микробиологиялық санақ қолдану.

• Химиялық өңдеу : Отынның сапасын сақтау үшін отын стабилизаторларын, биоцидтерді және су реттегіштерді қолдану.

• Механикалық парылталау : Су, шөгінді және микробиологиялық биомассаны алып тастау үшін отынды парылталау жүйелерін орнату.

Кесте: Дизель отынының сапасына қатысты мәселелер мен шешімдер

4 Негізгі кепілдіктен тыс: Дизелді генераторларды пайдалану, техникалық қызмет көрсету және басқару

Деректер орталығының электрмен жабдықтауын үздіксіз қамтамасыз ету үшін сенімді дизелді генератор жүйесі бар болу — бұл тек алғашқы қадам; жалғастырушы кәсіби пайдалану және техникалық қызмет көрсетуді басқару бұл жүйелердің маңызды сәттерде сенімді жұмыс істеуін қамтамасыз етудің негізі болып табылады. Алдын ала техникалық қызмет көрсету дизелді генераторларды басқарудың негізі болып табылады және май мен сүзгілерді ретімен ауыстыруды, аккумулятордың күйін және зарядтау жүйесін тексеруді, суыту жүйесінің жұмысын сынауды, басқару жүйесінің қызметін тексеруді қамтиды. Бұл техникалық қызмет көрсету шаралары өндірушінің ұсыныстары бойынша немесе жұмыс істеген сағаттарға сәйкес орындалуы тиіс және аудит пен бағыттық талдау үшін мұқият тіркелуі қажет.

Отын сапасын басқару мәліметтер орталығын басқаратын компаниялар жиі назар аудармайтын, бірақ маңызы зор сала. Дизель отыны көптегендердің ойлағанынан да тезірек нашарлайды, әсіресе қазіргі ультра төменкүкіртті және биодизель қоспалы отындар. Тиімді отын басқару стратегиялары мыналарды қамтиды:

• Тез-тестік тестілеу : Жылына бір рет толық тестілеуді, тоқсандық микробтық бақылауды және ай сайынғы визуалды тексеруді жүргізіңіз.

• Химиялық өңдеу : Отандың күйі мен сақтау ортасына байланысты стабилизаторлар, бактерицидтер және диспергаторларды қолданыңыз.

• Отынды тазарту : Су, бөлшектер мен микробтық ластаушы заттарды үздіксіз алып тастау үшін циркуляциялық және сүзгілеу жүйелерін орнатыңыз.

• Резервуар басқаруы : Резервуар түбінде судың және шөгінділердің жиналуын ретімен тексеріңіз және қажет болған жағдайда маман тарапынан кәсіби тазарту жүргізіңіз.

Сынақ протоколдары дизель генератор жүйесінің дайындығын қамтамасыз ету үшін маңызды. Көбінесе мәліметтер орталықтары аптасына бір рет тестілеу режимін қолданады , мұнда генераторлар жүктеме астында жүйенің дайындығын қамтамасыз ету үшін бір сағат жұмыс істейді. EPA ережелері авариялық генераторларды техникалық қызмет көрсету тексерулері мен дайындық сынақтары үшін жылына 100 сағатқа дейін пайдалануға рұқсат етеді. Сонымен қатар, генератордың максималды жобалық жүктемедегі жұмыс істеуін тексеру үшін толық жүктеме сынағы жүргізілуі тиіс; бұл потенциалдық мәселелерді анықтауға және жабдықты нақты жағдайларда сынап шығуға көмектеседі.

5 Болашақтағы тенденциялар мен тұрақты даму

Мәліметтер орталықтары үшін дизельді генератор технологиясы қосымша қиындықтарға байланысты дамуде экологиялық қысым және тиесіздік арттыру . Осы салада жаңартылатын отындар пайдалану маңызды болып табылады. Гидрогендендірілген өсімдік майы, сонымен қатар HVO қалдық мал майлары, соя майы, пайдаланылған ас майы және басқа көздерден алынатын жоғары дәрежеде тазартылған альтернативті отын болып табылады. Бұл отын өзгертулерсіз барлық дизель генераторларымен үйлесімді болып келеді және жылуға қатысты газ бен басқа да шығындарды 50-85% азайтуға мүмкіндік береді. Kohler сияқты өндірушілер (Ескерту: Rehlko қате болуы мүмкін; HVO-мен жұмыс істеуге Kohler белгілі өндіруші) өздерінің генераторларын HVO отынымен пайдалануға рұқсат еткен, бұл экологияға қолайлы нұсқаны ұсынады.

Гибридті жүйелер тағы бір маңызды даму бағытын білдіреді. Дизель генераторларын батареяларды сақтау және жаңартылатын Энергия Деректері біріктіру арқылы деректер орталықтары лезде қажет болған кезде тез арада қуат беретін, дизель қозғалтқыштарының уақытша жүктемесін азайтатын, сондықтан жалпы тиімділікті арттырып, шығындарды төмендететін икемді және тиімді резервтік қуат жүйелерін жасай алады.

Ақыл-ойландырылған және алдын ала техникалық қызмет көрсету технологиялар генераторларды басқару тәсілін өзгертуде. IoT датчиктері отын сапасын, қозғалтқыштың жағдайын және шығарындының өнімділігін үздіксіз бақылап, мәселелер пайда болғанға дейін олардың дамуын анықтап, ескертуді беруі мүмкін. Болжау аналитикасы тарихи деректер мен қоршаған ортаның жағдайлары негізінде болуы мүмкін дамуларды болжайды, осылайша техникалық қызмет көрсету топтарына уақытылы шара қолданып, күтпеген тоқтаулардан құтылуға мүмкіндік береді.

Бірге ынтымақтастық жариялық желімен болашақ даму үшін қызықты бағыт болып табылады. Кейбір сарапшылар дерек орталықтарының резервтік генераторлары тексеру немесе авариялық жағдайларда пайдаланылмайтын кезде желіге қосымша қызметтер көрсетуі мүмкін деп ұсынады. Бұл ретте желінің тұрақтылығы жақсаруы мүмкін және дерек орталықтары операторлары үшін қосымша табыс ағыны пайда болуы мүмкін, бірақ нормативтік және техникалық кедергілерді шешу қажет.

Қорытынды

Берілген алтын стандарт дерек орталықтары үшін резервтік электрмен қамтамасыз ету көзі ретіндегі дизель генераторларының жағдайы жақын болашақта теріс әсерге тұрақты болып қала береді. Экологиялық қиыншылықтар мен жаңа технологиялардың бәсекесіне қарамастан, дизель генераторларының жалпы артықшылықтары емдеу , даму , қуат тығыздығы және қымбат шығынды тиімділік оларды ірі масштабды дерекқор орталықтар үшін ұстанылатын резервтік электрмен жабдықтау шешіміне айналдырады.

Технология дамуды жалғастырған сайын біз дизель генераторларының одан әрі жетілуін күтуге болады тиімді және экологиялық таза , дерекқор орталығының жалпы инфрақұрылымына тиімді түрде енуін қамтамасыз ете отырып. жаңартылатын отындар қабылдау арқылы қатаң отын басқару жоспарларын және пайдалану арқылы білім беру технологияларын жетілдіру дерекқор орталықтар операторлары миссиялық маңызды қолданбалардың үздіксіз жұмыс істеуін қамтамасыз ете алады, сонымен қатар экологиялық әсерін азайта алады.

Барынша сандық әлемде дерекқор орталықтарының сенімділігі тікелей экономика мен қоғамның тұрақты жұмыс істеуіне байланысты. Бұл экожүйенің негізгі компоненті ретінде дизель-генераторлар келесілердің төзімділігін қамтамасыз ету үшін ауыстырусыз рөл атқара береді сандық инфрақұрылым . Бұл жүйелерді таңдау, жобалау және қолдау барысында көрсетілетін ұқыптылық пен кәсіби тәсіл дерекқор орталығының үздіксіз жұмыс істеу қабілетін тікелей анықтайды үздіксіз Жұмыс қуат үзілуімен байланысты қиыншылықтарға тап болғанда.