COME RISPARMIARE ENERGIA NEI DATA CENTER. Roma, 30 ottobre 2012

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Dante Belloni
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1 COME RISPARMIARE ENERGIA NEI DATA CENTER Roma, 30 ottobre 2012

2 UPS rotanti per le applicazioni IT Paolo Mazzola Piller Italia srl

3 Presentazione azienda Dal 1909 Piller produce macchine elettriche con particolare attenzione a qualità e affidabilità. Piller Power Systems GmbH Osterode / Germania appartiene al Gruppo inglese Langley Holdings plc. 3

4 Prodotti Gruppi rotanti di continuità - potenza UPS installata > MVA - numero di installazioni > numero di macchine > Gruppi statici di continuità Commutatori statici Sistemi di alimentazione aeroportuali a 400 Hz Convertitori di frequenza 50/60 Hz Sistemi di alimentazione per applicazioni militari 4

000 Gruppi statici di continuità Commutatori statici Sistemi di alimentazione

5 Parliamo di Paradigmi A) Non esiste solo la continuità tramite UPS statici a batteria e gruppo elettrogeno B) Non esistono solo i rotanti con diesel (Diesel-UPS) C) Non è l investimento iniziale ad incidere sul costo del ciclo di vita di un impianto Attenzione a non cadere nella trappola del mito della caverna di Platone, ossia: la realtà, a volte, non è quella che vediamo o che ci viene descritta 5

ad incidere sul costo del ciclo di vita di un impianto Attenzione a non cadere nella trappola del

6 Curva ITIC (Information Technology Industry Council ) Tre zone: 1. al di sopra della curva delle sovratensioni, 2. al di sotto della curva di sotto tensione 3. compresa tra le due curve o zona di tolleranza: punti con ampiezza-durata proprie di eventi per i quali il funzionamento della apparecchiatura può essere considerato corretto. 6

al di sotto della curva di sotto tensione 3.

7 PUE: Power Usage Effectiveness PUE = Total Facility Power IT Equipment Power PUE Livello 3.0 Molto inefficiente 2.5 Inefficiente 2.0 Medio 1.5 Efficiente 1.2 Molto efficiente 7

8 Energia assorbita da un Data Center 100% 90% 80% Lighting 1% Switchgear/Generator; 1% UPS 18% PDU 5% 25 % Energia elettrica 70% 60% 50% IT Equipment 30% 30 % Energia utile IT 40% 30% 20% CRAC 9% Humidification 3% Chiller 33% 45 % Energia frigorifera 10% 0% 1 8

70% 60% 50% IT Equipment 30% 30 % Energia utile IT 40% 30% 20%

9 Cuore del Sistema Cosa è UNIBLOCK: Macchina Sincrona Trifase con doppio avvolgimento statorico 9

10 Motore Generatore Tecnologia standard fino agli anni 80 Motore di lancio Avvolgimento motore Avvolgimento generatore Ventola Macchina compatta mono-rotore progettata da Piller nell anno 1981 Eccitatrice Raddrizzatore rotante Unica macchina elettrica estremamente affidabile comprendente motore e generatore 10

mono-rotore progettata da Piller nell anno 1981 Eccitatrice Raddrizzatore

11 Da un recente studio svolto è emerso che sulla nostra linea elettrica si verificano oltre 128 disturbi di vario genere ogni mese (oltre 4 al giorno!). I disturbi più frequenti sono i seguenti: - 87,2% Abbassamenti di tensione (Buchi) - 7,4% Innalzamenti della tensione (Spikes) - 4,7% Assenza di tensione (Black-Out) - 0,7% Altri disturbi Qualità della rete in Italia 11

I disturbi più frequenti sono i seguenti: - 87,2% Abbassamenti di tensione (Buchi) - 7,4%

12 Funzioni di Power Quality degli UPS rotanti Regolazione della tensione Eliminazione armoniche e spike Eliminazione blackout Fattore di potenza prossimo all unità Alta corrente di corto circuito Elevati rendimenti Ingombri ridotti dei locali : 87% degli eventi anomali di rete : 7% degli eventi anomali di rete : 6% degli eventi anomali di rete : no rifasamento : garanzia selettività delle protezioni e carico sempre protetto : minori costi di esercizio : minori costi iniziali e operativi 12

locali : 87% degli eventi anomali di rete : 7% degli eventi anomali di rete : 6% degli eventi anomali di rete : no

13 UNIBLOCK è un filtro Passa Basso Gabbia di smorzamento La gabbia di smorzamento annulla gli effetti dei campi magnetici rotanti prodotti dalle correnti armoniche. Attenuazione delle armoniche fino al 99% Assenza di condensatori 13

magnetici rotanti prodotti dalle correnti armoniche.

14 Durante un corto circuito:? I cc - Carico NON protetto - Selettività protezioni:? In assenza di rete o con gruppo elettrogeno, una corrente fino a 3 volte la corrente nominale NON è sufficiente a garantire l intervento tempestivo delle protezioni e il distacco dell utenza I cc - Carico SEMPRE protetto - Selettività protezioni: SEMPRE garantita Una corrente fino a 14 volte la corrente nominale garantisce l intervento tempestivo delle protezioni e il distacco dell utenza entro 10 ms, in QUALSIASI condizione, anche in assenza rete o con gruppo elettrogeno 14

tempestivo delle protezioni e il distacco dell utenza I cc - Carico SEMPRE protetto - Selettività protezioni: SEMPRE garantita Una corrente

15 Raffreddamento Ventilatore integrato Un UNICO ventilatore montato sul rotore della macchina Uniblock raffredda il sistema, senza la necessità di elettroventilatori elettrici ausiliari Temperatura max: 40 C Media giornaliera: 35 C No Condizionamento 15

sistema, senza la necessità di elettroventilatori elettrici

16 Modularità Quadro comando e controllo Uniblock Powerbridge Batterie Motore diesel 16

17 UBT : UPS con Volano Powerbridge Convertitore di frequenza Macchina Uniblock Pannello comandi Interruttori Rete, uscita e bypass 17

18 UBTD : UPS con Volano e Diesel UPS statico Batterie Gruppo Elettrogeno Rifasamento Chiller/Condizionament 18

19 Quadro controllo motore UBTD : Parte Diesel Motogeneratore Piller UNIBLOCK Accoppiamento elastico Motore Diesel Supporti elastici antivibranti Giunto meccanico a sorpasso (ruota libera) Basamento 19

20 UBTD : Parte Volano e quadro Powerbridge Convertitore di frequenza Pannello comandi Reattanza Interruttori Rete, uscita e bypass 20

21 UBTD : Layout finale 21

22 Confronto economico tra UPS rotanti e statici nel: a) Tempo: ciclo di vita dell impianto (25 anni) b) Spazio: stesse condizioni al contorno (locali+ups+accumulo+ge+condiz.) considerando che il Costo totale nel ciclo di vita (TCO) è pari a: C = Ci + Co + Cf Ci = Costo investimento iniziale (CAPEX) Co= Costi operativi di funzionamento (OPEX): Cg + Cm + Cs Cf = Costi finanziari (costo del denaro/inflazione) 22

23 Costo dei Sistemi UPS nell'arco del Ciclo di Vita dell'impianto Costo Totale Risparmio di di costo costoin in 25 25anni xUBTD1600 Statico Anni Carico critico: : 1500 kva UPS rotante: : 2x1600 kva DUPS con PB UPS statico: : 3x800 kva + batterie + 2xGE Punto di pareggio costi: : 5 anni - Costo 0,09 /kwh - Tasso di attualizzazione 4% 23

24 CONSIDERAZIONI: I COSTI dell investimento INIZIALE (Ci) incidono minimamente (circa il 15% - 20% rispetto al costo totale in 25 anni di esercizio) I COSTI OPERATIVI (Cg + Cm + Cs) sono i principali responsabili del costo nel Ciclo di Vita dell impianto Gli UPS ROTANTI migliorano la redditività e l efficienza degli impianti 24

25 Soluzione PILLER in bassa tensione: UBTD E Cliente: Processo: ente istituzionale archiviazione, elaborazione dati e uffici Applicazione: alimentazione server e uffici Esigenza: Soluzione : adeguamento all impianto esistente + spazio ridotto 2 x UBTD E 625/625 kva con Powerbridge/Diesel 25

26 Architettura del Sistema 26

27 2 x UBTD E 625/625 kva Locali Dimensioni: L = mm w = mm h = 3000 mm 27

28 UBTD E 625/625 kva Foto 28

29 UBTD E 625/625 kva Foto 29

30 Conclusioni La soluzione con UPS rotanti nei Data Center: migliora la qualità dell energia garantisce una alta affidabilità dell impianto non necessita del condizionamento aumenta il rendimento globale riduce gli spazi occupati In definitiva: riduce il PUE del Data Center garantendo le massime prestazioni di alimentazione elettrica 30

31 GRAZIE PER L ATTENZIONE Le opinioni espresse dagli associati non riflettono necessariamente il parere dell AiCARR

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