Solutions de protection à Haute Densité de puissance pour les Data Centers : Onduleur On Line décentralisé et modulaire, solution évolutive de Tier I à Tier IV

1. Aunilec est
Le spécialiste de la disponibilité,
du conditionnement et de la
sécurité électrique.

2. Votre continuité de service et d’activité: notre défis
Solutions de protection à Haute Densité de puissance
pour les Data Centers
(Flexibilité, Disponibilité, TCO)
Régulateur
ASI
ASI
Régulateur
BATTERY
PDU
Mission Critical
Application
Transformateur
Power
Protection

3. Préoccupations du Service Informatique
Recensement de la problématique des Data Centre?
Vos inquiétudes
Nos solutions
•
Durée d’inactivité / Défaillances
• Disponibilité
•
Changements / Croissance, Technologie
• Flexibilité
•
Demande d’augmentation de puissance
• Efficacité
•
Maintien des performances
• "Maintenabilité"

4. Gestion des défaillances
Causes des PRINCIPAUX DÉFAUTS
36% des défauts
sont causés par des
Erreurs Humaines
Mise en serivce ou Test
déficients
Catastrophe naturelle
4%
3%
Conception du syteme
20%
Défaut du matériel
28%
Absence de
Maintenance
4%
Erreur d’installation
10%
Conception matériel
13%
Erreur Humaine
18%
Reference: EYP Mission Critical Facilities

5. Gestion du Changement (Data Centre Dynamic)
En constante évolution…
Exemple :
An n é e 2 0 0 6
An n é e 2 0 0 7
C onstruction
n o u v e au x D C
R é habilitation,
M ig ratio n,
E xte n sio n
D é localisation,
T ran sfé re
UN DENOMINATEUR COMMUN:
Un Data Centre n’est jamais achevé, il est en perpétuelle mutation

6. Gestion de la puissance
Faire face au défi de l’augmentation de puissance des
Data Centre?
•
La demande de puissance des DC est en augmentation constante,
devenant un facteur de coût majeur.
•
Beaucoup de DC n’ont plus la capacité électrique et de climatisation
nécessaire aux serveurs haute densité. Ils sont donc incapables de
supporter le déploiement de nouveaux serveurs. Ceci limite sévèrement les
capacités de développement de l’activité.
•
De nombreux DC disposent de mauvais rendements.

7. Gestion de la maintenabilité
Les défis et les facteurs pour
une continuité de service
•
Adaptabilité / Flexibilité de l’architecture
•
Viabilité de l’efficacité durant le cycle de vie
•
Viabilité du facteurs humain
•
Détection au plus tôt / Rétablissement au plus tôt

8. Disponibilité
Les ASI modulaires répondent-ils au défi de la
sécurisation électrique des Data Centre ?
•
La viabilité des performances par la Maintenabilité
•
La puissance par l’Efficacité
•
Le changement par la Flexibilité
•
La disponibilité par la Modularité

9. DISPONIBILITE
La disponibilité par la modularité
L’aptitude à maintenir une continuité de
service tout en conservant l’alimentation haute
qualité y compris pendant la période de
maintenance ou pendant une migration de la
puissance soit en augmentation soit diminution
de la puissance.
Remplacement Sécurisé
des Modules

10. DISPONIBILITE
Echange sécurisé
Extension sécurisée
36% des défauts sont
causés par des Erreurs
Humaines
• Ne JAMAIS passer sur by-pass
• Temps de rétablissement réduit (faible MTTR)
• Réparation garantie
• Continuité de service de la charge critique
• Sécurité pour l’Ingénieur Technique de maintenance

11. DISPONIBILITE Rappel des classifications « TIER »
La classification en tiers des datacenters, définie par l'Uptime Institute, permet de
classer les datacenters selon leur niveau de fiabilité :
•
Tier I : le datacenter est composé d'un seul circuit électrique pour l'énergie et pour le
refroidissement et ne possède pas de composants redondants. Offre un taux de disponibilité de
99,671%.
•
Tier II : le datacenter est composé d'un seul circuit électrique pour l'énergie et pour le
refroidissement et possède des composants redondants. Offre un taux de disponibilité de 99,741%.
•
Tier III : le datacenter est composé de plusieurs circuits électriques pour l'énergie et pour le
refroidissement mais un seul est actif. Il possède des composants redondants. Offre un taux de
disponibilité de 99,982%.
•
•
Tier IV : le datacenter est composé de plusieurs circuits électriques pour l'énergie et pour le
refroidissement, tous actifs. Il possède des composants redondants et supporte la tolérance de
panne. Offre un taux de disponibilité de 99,995%.

12. DISPONIBILITE Rappel des classifications « TIER »
Classification
TIER I
TIER II
TIER III
TIER IV
Only 1
Only 1
1 Active
1 Passive
2 Active
Redondance
N
N+1
N+1
2 (N+1)
Maintenance sans arrêt de
l’exploitation
no
no
yes
yes
Taux de disponibilité avec ASI
traditionnelle
99.9951
99.99952
99.99952
99.99952
Taux de disponibilité avec ASI
modulaire avec « Safe Swap »
99.9996
99.99992
99.99992
99.99992
99.67
99.75
99.98
99.99
Nombre de voies disponibles
Taux de disponibilité du site
ASI: Alimentation Statique sans Interruption
Safe Swap: Echange sécurisé des Modules
Source: Uptime Institute (2008)

13. Classification de la fiabilité des sites
Tier I
Tier II
Tier III
Tier IV

14. DISPONIBILITE
Comment atteignons-nous la plus
haute disponibilité?
Haute disponibilité
Topologie On-Line
Double Conversion
Classe VFI-SS–111
Tolérance de
panne
Redondance
Rétablissement
rapide
Modularité

15. DISPONIBILITE
Traitement
du business
standard
Pas critique
Coût élevé
du temps
mort
Coût moyen
du temps
mort
Coût faible
du temps
mort
Conditions de disponibilité
Mission
critique
Impact Business t de l’interruption
Niveau d’application de sensibilité
Architectures
Nécessitent d’une disponibilité
continue de protection
Disponibilité électrique même durant les
continué
opérations de maintenance ou
de migration. Intégration de la
technologie.
Contrôle et gestion proactive.
La protection électrique peut
Haute
être focalisée sur des
disponibilité
architectures simples ou
parallèles.
Fiable
Le focus est mis sur la fiabilité
des composants hardware et les
caractéristiques technologiques
individuelles

16. FIABILITE des configurations parallèles
tend vers le million (>26)
MTBF[h] vs Redundant UPS Configuration[n+1]
( Modular or Free Standing Non-Modular UPS)
1+1
2+1
3+1
4+1
5+1
6+1
7+1
8+1
9+1
10+1
11+1
12+1
13+1
14+1
15+1
16+1

17. DISPONIBILITE des configurations redondantes
Availability of Redundant UPS Systems
- Modular (MTTR = 0.5h)
- Free Standing, Non-Modular (MTTR = 6h)
Availability
1,000001
1,000000
0,999999
0,999998
0,999997
0,999996
0,999995
0,999994
0,999993
0,999992
0,999991
0,999990
0,999989
0,999988
0,999987
0,999986
0,999985
0,999984
0,999983
0,999982
UpGrade DPA
Redundnant Configuration
1+1
2+1
3+1
4+1
5+1
6+1
7+1
8+1
9+1
10+1 11+1 12+1 13+1 14+1 15+1 16+1

18. DISPONIBILITE des configurations redondantes
Système Traditionnel
NON MODULAIRE
2 x 120kVA
(1+1) – Config. Redondante
Système Traditionnel
NON MODULAIRE
3 x 40kVA
(3+1) – Config. Redondante
Système Modulaire évolué
6 x 20kVA
(5+1) – Configuration Redondante
Module
Module
Module
Module
Module
120kVA
120kVA
Charge critique = 120kVA
40kVA
40kVA
40kVA
Disponibilité: A = MTBFASI / (MTBFASI +
Spare
Spare
Spare
Spare
Module 20kVA
40kVA
Charge critique = 120kVA
20kVA
20kVA
20kVA
20kVA
20kVA
Charge critique = 120kVA
MTTRASI)
Non Modulaire (1+1)
Redondance
Non Modulaire (3+1)
Redondance
Modulaire (3+1)
Redondance
MBTF
600 000h
500 000h
500 000h
MTTR
6h
6h
0,5h (30mn)
Disponibilité
0,999990 (5 neufs)
0,999988 (4 neufs)
0,9999990 (6 neufs)

19. FLEXIBILITE
Le changement par la Flexibilité
La capacité à répondre rapidement aux
changements et aux évolutions de l’IT comme par exemple :
• la demande croissante de la puissance électrique et/ou
• le changement de l’architecture selon les niveaux de
classifications (Tier I à IV).

20. FLEXIBILITE
La flexibilité par la modularité
•
Augmentation de la capacité (adaptabilité)
•
Diminution de la capacité (adaptabilité)
•
Changement du niveau de classification TIER
•
Reconfiguration rapide

21. FLEXIBILITE - Exemple Concret migration
application.serveurs
Data Centre avec évolution(s) des besoins
Salle 1
Swap
de module
Salle 2
20 KVA
SPARE
20 KVA
20 KVA
20 KVA
20 KVA
20 KVA
Batteries
Batteries
Batteries
Batteries
SERVER
RACK
SPARE
SPARE
SPARE
SPARE
SPARE
20 KVA
SPARE
40kVA
20 KVA
40kVA
20 KVA
40kVA
Batteries
Batteries
Batteries
++++SURCHARGE++++
SERVER
RACK
SERVER
RACK
20 KVA SPARE
SPARE
20 KVA SPARE
20 KVA 20 KVA
20 KVA

22. FLEXIBILITE - Exemple Concret évolution Tier
Commencer en TIER I et migrer en TIER IV (ou inversement!)

23. EFFICACITE Densité
L’exigence de puissance par de bons rendements
2000mm
Le cout total lié à l’acquisition du matériel et au coût de
fonctionnement peut être réduit de façon considérable par
l’installation d’ASI modulaires UpGrade DPA conçues pour la
haute densité de puissance et avec de hauts rendements.
840mm
Haute densité de puissance:
jusqu’à 200kW par baie soit
jusqu’à 357kW/m² disponibles
avec UpGrade DPA
Rendement minimum
95% à charge partielle

24. EFFICACITE TCO
Total Cost of Ownership
Le coût total de possession :
Objectif: intégrer tous les couts qu’ils soient directs ou indirects pour
évaluer au plus juste le cout total lié à la possession du matériel.
• Les investissements de capital (CaPital EXpenditure), se réfèrent
au coût de l’acquisition des ASI.
 installations évolutives, surfaces aux sol minimales…
• Les dépenses de fonctionnement (OPerational EXpenditure) sont
les coûts liés à l’entretien, à l’électricité, aux formations…

bons rendements, taux de disponibilité très élevé,
budget maintenance maitrisé…

25. EFFICACITE Technologique
L’efficacité par la Modularité
Principaux paramètres qui contribuent aux économies d'énergie:
•
Choix judicieux de la puissance des ASI.
•
Rendement élevé des ASI à pleine pleine
charge et charge partielle
•
Ajout de puissance sans surface additionnelle
•
PF en entrée élevé proche de 1(≥0.99)
•
Faible THDi ≤2% sans déclassement en
fonction du niveau de charge
•
Dissipation thermique minimale <13kW / 200kW
•
Compatibilité des ASI sur charges capacitives
ASI Opérationnelles
24h/24 – 7j/7
365 jours/an

26. EFFICACITE Investissez comme vous grandissez - Ex
600 kVA
Configuration standard
500 kVA
AVEC LA CONCEPTION
MODULAIRE, L’ENERGIE
GASPILLEE DURANT
TOUTES CES ANNES
EST REDUITE !
Puissance
[kVA]
400 kVA
300 kVA
Courbe de la
charge
200 kVA
Configuration modulaire
100 kVA
1
0
2
3
5
4
6
années
20 KVA
20 KVA
20 KVA
20 KVA
20 KVA
200kVA
200kVA
200kVA
20 KVA
20 KVA
20 KVA
Charge critique attendue =
200kVA
160kVA
20 KVA
20 KVA
40kVA
Charge critique finale = 200kVA

27. EFFICACITE – Rendement
Rendement
97
96
Technologie sans transformateur
UpGrade DPA
Rendement (%)
95
95
96
95
95
94
93
93
92
92
Technologie traditionnelle
91
90
Charge (%)
90
25%
50%
75%
100%
Plus on est proche de la charge max plus le rendement est important
HELIOS existe en option avec un cos phi 1

28. RENDEMENT Monobloc / Modulaire
Systeme Modulaire DPA, Transformerless 6 x 20kVA
Système Traditionnel
2 x 120kVA
(1+1) – Config. Redondante
UpGrade DPA
(7+1) – Configuration Redondante
20 KVA
20 KVA
20 KVA
20 KVA
20 KVA
120kVA
(96kW)
120kVA
(96kW)
Chaque Module 20KVa
cos phi 0,9 soit 18 KW
Spare
Spare
Spare
20 KVA
20 KVA
CHARGE CRITIQUE
CHARGE CRITIQUE 96kW
96kW
ASI
96kW
96kW
ASI
ASI
Capacité 50%
ASI
ASI
ASI
ASI
ASI
18kW
18kW
18kW
18kW
18kW
18kW
Rendement 96%
Rendement 90%
48kW
48kW
Capacité 88%
16 kW
16 kW
16 kW
16 kW
16 kW
CHARGE CRITIQUE
CHARGE CRITIQUE
96kW
96kW
16 kW

29. RENDEMENT Monobloc / Modulaire
Charge critique – 96kW
Coût de l’énérgie – tarif indicatif = 10 cents/kWh
Systèmes conventionnels
ASI
2 x 120kVA
Modulaire transformerless
PowerWAVE 9000 DPA
UpGrade DPA
6 x 20kVA
50%
Charge critique
96.0%
96.0 kW
Rendement
88%
90.0%
Pourcentage de charge
96.0kW
Puissance d’entrée des ASI
106.7 kW
Dissipation calorifique
10.7kW
5kW
Coût annuel des pertes ASI
EUR 9 373
EUR 4 368
Coût annuel des pertes clim
EUR 3 124
EUR 1 450
COUT TOTAL PAR ANNUEL
EUR 12 497
EUR 5 818
Economies électriques réalisées durant 5ans =
Réduction CO2 sur 5 ans = 245.5
Source: CarbonNeutral Company
Tonnes ( = 378 arbres !)
108 kW

30. EFFICACITE – THDi et Charges capacitives
15 Rendement
(%)
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
3,4
4
3
2
1
0
25%
12
8
technologie
traditionnelle
5
2,4
2,3
2
Taux de
charge (%)
Upgrade DPA
50%
75%
100%
1,2
CHARGE CAPACITIVE
cosφ 0,9
cosφ 0,8
kW
CHARGE INDUCTIVE
100%kW
cosφ 0,9
cosφ 0,8
cosφ 0,7
1
cosφ 0,6
0,8
sans déclassement
0,6
0,4
0,2
kVAR
0
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0

31. MAINTENABILITE
La maintenabilité par la Modularité,
la Fléxibilité et la redondance
Sur chaque module
• Afficheur LCD
• Bypass
• Chargeur 6 A
• Mesure de température
• Mesure de fonctionnement et alerte
• Contrôle de la vitesse du ventilateur
• Possibilité de déclassement
Sur chaque armoire
• Afficheur LCD complet
• Report d’information fonctionnement des modules
• Possibilité d’installer les batteries par modules
• Configurable 384/408/432/456/480Vdc
(en cas de panne batterie il suffit d’enlever un module batterie)
• Sectionneur entrée et sortie déjà équipé
• Mode de charge à 3 niveaux
• 3 tailles d’armoire pour s’adapter au besoin
• Option avec cos phi 1
• Parallélisassions jusqu’à 4 armoires
• Partage des armoires batteries par toutes les armoires
• Affichage Heure de fin de vie du ventilateur
• Déclassement de fonctionnement : 10% par 5 ° C
• Interfaces de communication polyvalentes
•
•
•
•
2 x RS485 Ports
1 x RS232 Port
1 x Mod Bus Port
2 x Slots de Communication pour agent SNMP

32. MAINTENABILITE - Supervision Distante
Des performances durable par l’expertise du support
•Rapport automatique d’anomalies produit
au plus tôt.
• Diagnostic rapide des problèmes
• Résolution rapide des problèmes
• Activité sur site réduite
• Ingénieur technique “virtuel” sur site 24x7*
(*en fonction du partenaire)

33. Résumé
•
Conclusions
Nous avons montré comment les défis liés à la protection de
puissance des DC peuvent facilement être satisfaits avec
l’installation d’ASI modulaires UpGrade DPA, les onduleurs
modulaires à haute densité de puissance et à haute
disponibilité utilisant la technologie Safe-Swap Module et
Safe Scale Module, lesquels fournissent:
•
Plus grande flexibilité
•
Plus grande disponibilité
•
Faible coût de fonctionnement
•
Des performances plus durables

34. QUE DISENT LES ANALYSTES ?
Les défis majeurs
• Concentration de puissance
Les ASI doivent être suffisamment flexibles pour satisfaire une demande de
puissance imprévisible au sein du DC.
• Rendement des ASI
L’utilisation d’ASI efficaces peut permettre une amélioration allant jusqu’à 20% du
rendement énergétique, et réduire les pertes de puissance. La demande en
puissance des ASI doit refléter la demande de puissance du DC.
• Intégration de l’architecture en puissance
85% des DC en Europe utilisent une architecture centralisée, aussi l'intégration
avec des ASI modulaires est importante.

35. QUE DISENT LES ANALYSTES ?
Les tendances clés de la technologie
•ASI de petites tailles
Manque d’espace disponible dans les DC et du coût important de
l’immobilier
• Mouvement vers l’architecture distribuée
L’utilisation des systèmes modulaires pour faire face à une demande
croissante de la flexibilité par rapport aux systèmes centralisés.
• Supervision intelligente des ASI
La supervision distante est une fonction clé mise en évidence dans une
étude sur les utilisateurs finaux. Un écran qui affiche la charge totale, les
harmoniques, la puissance active, etc...

36. AUNILEC
Le spécialiste de la disponibilité, du conditionnement et
de la sécurité électrique.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Les Onduleurs
Les redresseurs, chargeurs de batteries, convertisseurs de
tension DC/AC et et les sources centrales d’éclairage de
sécurité
Les batteries de condensateurs
Les transformateurs de basse tension
Les régulateurs de tension
Les batteries industrielles et accumulateurs tous types
L’éclairage de sécurité et l’alarme incendie
Les alimentations à courant continu
Solutions solaire On Grid, Off Grid et mixte
Microcentrales Hydroélectriques

37. Aunilec est
Le spécialiste de la disponibilité,
du conditionnement et de la
sécurité électrique.