A redundância dos centros de dados garante um funcionamento ininterrupto através da duplicação de componentes essenciais como as fontes de alimentação, os servidores e os sistemas de refrigeração. Configurações como N, N+1, 2N ou até 3N2 oferecem diferentes níveis de redundância e um nível otimizado de segurança e estabilidade. Esta redundância significa que os centros de dados podem operar sem quaisquer preocupações, tendo consciência de que a sua infraestrutura está protegida contra possíveis falhas.
Manter o tempo de atividade através da redundância
No domínio da infraestrutura elétrica, a redundância dos centros de dados sempre foi o método mais eficaz para aumentar a disponibilidade da energia e, consequentemente, a disponibilidade do serviço. De acordo com teorias e experiências em matéria de fiabilidade, adicionar um componente redundante torna o sistema mais fiável.
A ideia é simples: num sistema redundante, se um componente falhar, os outros continuam a garantir o bom funcionamento do sistema.
A redundância dos centros de dados envolve a duplicação de componentes críticos para prevenir interrupções do serviço. Isto é feito de diversas formas:
- Redundância de hardware: duplicação de servidores, discos rígidos e outros componentes de hardware.
- Redundância do caminho de energia: múltiplos circuitos elétricos para proporcionar uma alimentação de energia continuada.
- Redundância da rede: diversas ligações à rede.
Estas estratégias garantem uma elevada disponibilidade do serviço.
O Uptime Insitute atribui aos centros de dados uma classificação entre quatro níveis (Tier I a IV), sendo que cada um destes apresenta um grau cada vez maior de redundância e fiabilidade. Examinemos os diferentes níveis de redundância
Níveis de redundância: Tier 1, Tier 2, Tier 3 e Tier 4
Os níveis de redundância de centros de dados variam de acordo com a sua classificação Tier.
O Tier 1 é o nível mais básico, com uma única alimentação de energia e um sistema de refrigeração. Não existe redundância, o que resulta num tempo de inatividade anual de cerca de 28 a 29 horas.
O Tier 2 corresponde a redundância parcial, que inclui componentes redundantes como geradores de emergência e equipamento de refrigeração de emergência. A disponibilidade é melhorada.
O Tier 3 oferece redundância completa. Cada componente crítico, quer seja a alimentação de energia ou a refrigeração, tem um valor de redundância de N+1. Isto significa que, para cada componente essencial, está disponível um componente adicional. Esta configuração proporciona uma alimentação de energia ininterrupta, com uma taxa de disponibilidade de 99,982%, ou cerca de 1,6 horas de inatividade por ano.Os centros de dados do
Tier 4 oferecem 99,995% de disponibilidade, ou cerca de 26 minutos de inatividade por ano. Esta redundância garante uma tolerância excecional a falhas. Cada componente crítico tem redundância completa e uma configuração 2N+1.
Fontes de alimentação redundantes em centros de dados
Os componentes de uma boa alimentação de energia
Para manter uma fonte de alimentação fiável num centro de dados, são necessários diversos componentes.
Os geradores são cruciais. Assumem a alimentação em caso de corte de energia. Estes geradores são comumente alimentados por motores a gasóleo e devem ser submetidos regularmente a testes para garantir o seu funcionamento em caso de emergência.
As fontes de alimentação ininterrupta (UPS), também conhecidas como inversores, desempenham um papel essencial para assegurar uma alimentação de reserva durante cortes de energia.
Os sistemas de transferência estática (STS) efetuam a transferência ininterrupta de uma fonte de alimentação para outra. Recorrem instantaneamente a uma fonte de reserva em caso de falha da fonte principal.
Unidades de distribuição de alimentação (PDU),que distribuem eletricidade aos diferentes equipamentos do centro de dados.
UPS: Um elemento fundamental da redundância de energia
Os sistemas UPS (fontes de alimentação ininterrupta) intervêm assim que ocorre o corte de energia, assegurando uma operação ininterrupta do equipamento crítico.
As configurações N+1 e N+X são frequentemente utilizadas para aumentar a redundância. Numa configuração N+1, é acrescentada uma UPS adicional por cada grupo de UPS, enquanto a configuração N+X permite que sejam acrescentadas diversas UPS redundantes.
Por norma, as UPS operam no modo de conversão dupla e transformam a corrente alternada em corrente contínua e vice-versa, estabilizando a tensão que é fornecida aos servidores para proteger as cargas.
A Delphys XL é uma solução de UPS de elevado desempenho, concebida especificamente para garantir a segurança das aplicações mais críticas. Oferece:
- proteção intrínseca excecional
- um conceito único de bloco que elimina qualquer ponto de falha
- uma solução adequada a todas as arquiteturas de centros de dados, que envolve a operação independente de cada bloco de potência, garantindo um controlo distribuído.
Esta UPS inclui um modo de funcionamento inovador: o modo de conversão inteligente.
O modo de conversão inteligente tem como base um algoritmo avançado
que controla permanentemente a qualidade da rede e opta pelo modo de funcionamento ideal entre conversão dupla (VFI) e linha interativa em tempo real.
Em caso de perturbação na rede, a UPS passa para o modo de conversão dupla com um tempo de transferência de 0ms, em conformidade com os requisitos da Classe 1 da norma IEC 62040-3..
Este modo reduz as perdas para um quinto e poupa 350 MWh de energia por ano sem representar qualquer risco para a continuidade da potência.
Redundância de N2, 3N2 e Catcher: O que é?
2N: Definição e benefícios
A redundância 2N significa que um centro de dados tem o dobro da quantidade necessária de cada componente crítico. Esta configuração garante que nenhum ponto de falha é capaz de perturbar o funcionamento geral.
Esta arquitetura oferece diversas vantagens. Em primeiro lugar, oferece uma fiabilidade excecional. Ainda que se verifique a avaria de um componente, o sistema continua a operar sem interrupção.
No entanto, para a concretização destas promessas, esta estrutura elétrica requer que todo o equipamento elétrico (geradores, inversores, UPS, interruptores, entre outros) seja redundante, o que implica investir no dobro do equipamento.
3N2: Definição e benefícios
Arquiteturas distribuídas, como “4N3” ou “3N2”, têm o objetivo de otimizar a redundância de energia através da sua partilha entre sistemas diferentes. Nesta configuração, de um total de quatro sistemas, somente três são necessários para alimentar a carga. Isto significa que existe sempre um componente de reserva para cada par de unidades em funcionamento.
Os benefícios são claros: Otimiza a implementação de UPS e reduz o investimento. Infelizmente, o preço a pagar é a complexidade. Esta arquitetura exige que todas as UPS sejam instaladas com antecedência, o que resulta em limitações relativas à cablagem, para além de restringir a sua compatibilidade com os requisitos de modularidade dos centros de dados.
Catcher: Definição e benefícios
Com efeito, a arquitetura Catcher cria uma arquitetura N+1 ou N+2 dentro da UPS, preservando simultaneamente uma tolerância a falhas e a possibilidade de efetuar uma manutenção simultânea graças à utilização de sistemas de transferência estática (STS), que são colocados entre a UPS e a carga. As unidades STS são utilizadas nesta configuração para:
- Transferir carga crítica do sistema principal ou ativo para a Catcher,
- Criar isolamento em caso de curto-circuito.
A jusante das unidades STS, o sistema de distribuição elétrica pode ser concebido de forma semelhante à arquitetura 2N.
Com esta configuração, uma UPS pode operar com uma carga de 75% ou mais, enquanto a Catcher permanece descarregada em condições normais.
Atualmente, a arquitetura da Catcher é utilizada por centros de dados de dimensões médias e grandes, incluindo instalações de alojamento na nuvem, em alternativa à arquitetura 2N tradicional. Esta abordagem oferece um nível semelhante de disponibilidade e é, simultaneamente, mais eficiente e menos dispendiosa em termos de capital.
O modelo Catcher destaca-se pela sua capacidade de otimizar a redundânciaao mesmo tempo que limita os custos de investimento. Ao contrário das configurações 2N e 3N2, o modelo Catcher utiliza uma abordagem flexível, que facilita a adaptação às necessidades específicas dos centros de dados. Esta flexibilidade é particularmente vantajosa para a expansão das instalações.
O modelo Catcher oferece diversas vantagens:
- Controlo de custos: São necessários menos componentes redundantes, o que reduz os custos iniciais.
- Melhor dimensionamento da UPS
- Manutenção simplificada: Os módulos podem ser substituídos individualmente sem interromper o serviço.
Exemplo: Com a arquitetura de uma Catcher, uma sala de 1MW requer uma UPS de 1MW a montante e um STS de cerca de 1600 amperes. Em caso de falha da UPS, o STS transfere a carga para uma UPS ou Catcher de reserva, que servirá também como equipamento redundante para outras salas.
Ao adotar este modelo, as empresas conseguem garantir uma elevada disponibilidade dos seus serviços e manter os custos sob controlo em simultâneo.
O papel do sistema do interruptor de transferência estática
Os sistemas de transferência estática (STS) permitem que a carga crítica seja transferida de uma fonte de alimentação que tenha sofrido uma falha para uma fonte alternativa sem interrupção.
Ao contrário do ATS, o STS utiliza semicondutores, como tirístores, para alternar entre duas fontes de alimentação. Isto permite que a troca seja feita de forma praticamente instantânea, em apenas alguns milissegundos. Esta velocidade é essencial para aplicações críticas que não toleram sequer interrupções breves da alimentação de energia. Consequentemente, o STS é particularmente adequado para setores nos quais a continuidade da alimentação de energia é indispensável, como o setor bancário, financeiro, hospitalar e de centros de dados.
O STS também pode ser integrado diretamente nos bastidores de centros de dados. Oferecem uma solução compacta e eficiente para a gestão de energia. Assim sendo, as empresas conseguem assegurar a fiabilidade da sua infraestrutura e otimizar ao mesmo tempo o espaço disponível.
”A tecnologia STS faz com que seja possível alcançar níveis elevados de disponibilidade da energia e manter os custos sob controlo,”
afirma Xavier Mercier, Diretor de Marketing da EMEA na Socomec
Foco no STATYS, o sistema de transferência estática da Socomec
Num contexto em que a continuidade da alimentação de energia é crucial para assegurar a competitividade, o sistema de transferência estática STATYS da Socomec é particularmente relevante.
Com mais de 35 anos de conhecimento especializado e milhões de horas de utilização, a Socomec dedica-se a melhorar constantemente os seus produtos e serviços. A quarta geração de STATYS garante uma disponibilidade ininterrupta da alimentação de energia para aplicações entre 32 e 1800 A.
Esta gama é especificamente designada para ambientes nos quais a rede não pode tolerar quaisquer interrupções.
- O interruptor de transferência estática STATYS assegura o nível máximo de resiliência para uma disponibilidade total da energia, cumprindo todos os requisitos de integração.
- Redundância do microcontrolador, separado fisicamente para uma maior segurança.
- Condutor SCR, com fontes de alimentação independentes e redundantes.
- Refrigeração redundante com um sistema de monitorização de falhas do ventilador,
Existem mais de 8000 unidades em operação atualmente em todo o mundo.
Quer obter mais informações? Não hesite em contactar a nossa equipa através do preenchimento deste formulário.
