COME RISPARMIARE ENERGIA NEI DATA CENTER Roma, 30 ottobre 2012
UPS rotanti per le applicazioni IT Paolo Mazzola Piller Italia srl
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
Prodotti Gruppi rotanti di continuità - potenza UPS installata > 3.000 MVA - numero di installazioni > 5.000 - numero di macchine > 7.000 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
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
Curva ITIC (Information Technology Industry Council - 1996) 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
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
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
Cuore del Sistema Cosa è UNIBLOCK: Macchina Sincrona Trifase con doppio avvolgimento statorico 9
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
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
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
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
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
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
Modularità Quadro comando e controllo Uniblock Powerbridge Batterie Motore diesel 16
UBT : UPS con Volano Powerbridge Convertitore di frequenza Macchina Uniblock Pannello comandi Interruttori Rete, uscita e bypass 17
UBTD : UPS con Volano e Diesel UPS statico Batterie Gruppo Elettrogeno Rifasamento Chiller/Condizionament 18
Quadro controllo motore UBTD : Parte Diesel Motogeneratore Piller UNIBLOCK Accoppiamento elastico Motore Diesel Supporti elastici antivibranti Giunto meccanico a sorpasso (ruota libera) Basamento 19
UBTD : Parte Volano e quadro Powerbridge Convertitore di frequenza Pannello comandi Reattanza Interruttori Rete, uscita e bypass 20
UBTD : Layout finale 21
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
5.000.000 4.500.000 4.000.000 3.500.000 Costo dei Sistemi UPS nell'arco del Ciclo di Vita dell'impianto Costo Totale 3.000.000 2.500.000 2.000.000 1.500.000 1.000.000 500.000 - Risparmio di di costo costoin in 25 25anni 2.000.000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 2xUBTD1600 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 elettricità @ 0,09 /kwh - Tasso di attualizzazione 4% 23
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
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
Architettura del Sistema 26
2 x UBTD E 625/625 kva Locali Dimensioni: L = 10400 mm w = 10200 mm h = 3000 mm 27
UBTD E 625/625 kva Foto 28
UBTD E 625/625 kva Foto 29
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
GRAZIE PER L ATTENZIONE Le opinioni espresse dagli associati non riflettono necessariamente il parere dell AiCARR