Modo econômico: Benefícios e riscos dos modos de economia de energia da Operação com No-Breaks

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1 Modo econômico: Benefícios e riscos dos modos de economia de energia da Operação com No-Breaks White Paper 157 Revisão 0 Por Neil Rasmussen > Sumário Executivo Muitos novos sistemas de UPS (no-break) têm um modo de operação de economia de energia conhecido como modo econômico ou algum outro descritor. No entanto, pesquisas mostram que praticamente nenhum data center realmente usa esse modo, por causa dos efeitos colaterais conhecidos ou previstos. Infelizmente, os materiais de marketing desses modos de operação não explicam corretamente as vantagens e desvantagens de custo/benefício. Este artigo mostra que o modo econômico normalmente gera uma redução de 2 a 4% no consumo de energia dos data centers e explica as várias limitações e preocupações que surgem com o uso do modo econômico. Também são descritas situações em que esses modos de operação são recomendados e contra-indicados. Conteúdo clique em uma seção para ter acesso a ela Introdução 2 Descrição dos modos econômicos Aumentos de eficiência 5 Perda de proteção 7 Impactos sobre a confiabilidade Efeito sobre as operações 10 Conclusão 12 Recursos by Schneider Electric White Papers são parte da livraria de White papers Schneider Electric, produzidos pelo centro científico de data centers Schneider Electric DCSC@Schneider-Electric.com

2 Introdução Os custos financeiros e ambientais cada vez maiores associados ao uso de energia nos data centers tem ensejado uma iniciativa apropriada para melhorar a eficiência dos sistemas de alimentação e refrigeração dos data centers. É possível melhorar a eficiência reduções do PUE em vários níveis no data center: Arquitetura geral do sistema Projeto de sistema dimensionável e corretamente dimensionado. Melhor eficiência dos dispositivos individuais. Decisões operacionais O modo econômico é uma decisão entre risco e benefício > O modo economic tem vários nomes Nomes técnicos Derivação Nomes dos fornecedores SEE Sistema de Economia de Energia SEM Super Eco-Mode VFD Dependência de Tensão e Frequência Modo de economia máxima de energia Este artigo se concentrará em uma técnica específica para melhorar a eficiência operacional de um no-break de dupla conversão, fazendo com que ele funcione no modo econômico, tradicionalmente conhecido como derivação. O modo econômico é um método de operar o no-break com uma proteção de energia reduzida, a fim de melhorar a eficiência elétrica e poupar energia, e é comercializado por fornecedores sob diversos nomes (veja o quadro à esquerda). Este artigo contemplará os seguintes temas. O que é o modo econômico, e como ele funciona? Quais são os ganhos de eficiência possíveis e esperados? Perda de proteção e de confiabilidade causada pelo uso do modo econômico. Considerações operacionais. O modo econômico poupará energia, embora a quantidade poupada seja surpreendentemente pequena. Além disso, a energia economizada gera um custo significativo em termos de proteção e confiabilidade elétricas. Alguns operadores de data centers decidem que a econo-mia de energia compensa os riscos e problemas, mas muitos não tomam essa decisão. Descrição dos modos econômicos > O modo economic tem vários nomes Nomes técnicos Derivação Nomes dos fornecedores SEE Sistema de Economia de Energia SEM Super Eco-Mode VFD Dependência de Tensão e Frequência Modo de economia máxima de energia Grande parte da literatura de marketing relacionada ao modo econômico dos no-breaks é vaga e o descreve-o como uma nova tecnologia revolucionária, com pouca ou nenhuma desvantagem. Isso é enganoso, pois esse modo de operação existe há décadas e, de fato, é o modo básico de funcionamento utilizado pelos no-break quando estão off-line, quando é conhecido como o modo de espera ou de interativo de linha 1. Todos os no-breaks on-line grandes de dupla conversão são equipados com um caminho de derivação estática, que oferece vários recursos, entre eles o de agir como fonte de redundância para o inversor de potência do no-break. Isso é apresentado esquematicamente na Figura 1. 1 Consulte o White Paper 1, Os Diferentes Tipos de Sistemas de No-Break Schneider Electric Centro Científico de Data Centers White Paper 157 Rev 0 2

3 Caminho de derivação SWITCH DE DESVIO ESTÁTICO Figura 1 Diagrama esquemático simplificado do fluxo de energia de um no-break. Caminho on-line CA CA CC CC RETIFICADOR INVERSOR BATERIA Existem dois caminhos principais que podem fornecer a carga, o caminho on-line (dupla conversão) e o caminho de derivação. Perceba que a carga é conectada à rede elétrica bruta 2, sem estabilização quando a derivação está ativa. A tabela a seguir mostra quando cada caminho é usado na operação tanto on-line como no modo econômico: Mesa 1 Caminho de energia usado por um nobreak, mostrando as diferenças do modo econômico. Operação normal Durante uma perturbação de energia Durante uma condição de falha Modo on-line Retificador/ Inversor Inversor Derivação Modo econômico Derivação Inversor Derivação Comentário O modo econômico expõe a carga à rede elétrica bruta O modo on-line dispensa mudanças de caminho durante distúrbios de alimentação Ocorrência extremamente rara Perceba que, na operação on-line, o no-break usa o caminho de derivação apenas quando ocorre uma falha. Na vida útil do no-break, esse é um evento pouco frequente e pode nunca acontecer de verdade. Portanto, no modo on-line, a carga crítica não sofre perturbações 2 Neste contexto, o termo rede bruta significa uma alimentação cuja tensão, forma de onda, frequência, sistema de aterramento e impedância são idênticos aos da rede elétrica. Observe que a rede elétrica em si pode ter alguma proteção paralela, como supressão de surtos. Em alguns casos, acrescenta-se um transformador no caminho de derivação, alterando o sistema de aterramento e a impedância, mas não a forma de onda ou a frequência. Um no-break também pode ter capacitores de saída entre as fases de tensão ou entre a fase e o terra; esses capacitores realizam alguma filtragem do ruído de alta frequência, mas não corrigem a frequência, a tensão nem a forma de onda; na verdade eles podem realmente piorar as distorções de tensão, acrescentando ressonâncias como aquelas vistas na Figura 2. Schneider Electric Centro Científico de Data Centers White Paper 157 Rev 0 3

4 de alimentação, mesmo durante um problema de falta de energia elétrica. No modo econômico, qualquer anormalidade na rede elétrica faz com que o no-break mude os caminhos de energia entre a derivação e o inversor. No modo on-line, o no-break regenera continuamente a tensão de saída. No modo econômico, a carga é normalmente alimentada pelo caminho de derivação, permitindo que a rede elétrica bruta alimente a carga, e o inversor do no-break é acionado apenas quando a rede elétrica falha. No modo econômico o inversor do no-break opera no modo de espera ( standby ). Em princípio, trata-se de uma mudança simples no software de controle do nobreak. No entanto, a realidade é muito mais complexa, conforme será explicado nas seções posteriores deste trabalho. A vantagem do modo econômico é que a eficiência do caminho de derivação fica normalmente entre 98,0 e 99%, em comparação com a eficiência básica do no-break de 94 a 97%. Isto significa que ocorre um aumento na eficiência do no-break entre 2 e 5% de quando o modo econômico é usado. A desvantagem do modo econômico é que a carga de TI fica exposta à rede elétrica bruta, sem a estabilização normalmente realizada pelo no-break. O no-break deve monitorar continuamente a rede elétrica e mudar rapidamente para o inversor do no-break quando um problema for detectado, antes que o problema venha a afetar a carga crítica. Isso pode parecer simples, mas na verdade é bastante complicado e implica uma série de riscos, além de ter alguns efeitos colaterais potencialmente indesejáveis, conforme explicado mais adiante neste documento. Um exemplo de uma forma de onda de tensão de saída de um no-break real com o modo econômico reagindo a uma falha de energia é mostrado na Figura 2. Figura 2 Forma de onda da tensão de saída de um no-break de 275 kva no modo econômico reagindo a uma falha de energia. A forma de onda superior é a tensão de saída; a forma de onda inferior é a corrente de saída. Perceba que este fornecedor afirma que oferece um tempo de resposta detecção e transferência de 1,2 ms durante uma falha de energia um desempenho que claramente não é atingido neste exemplo. Diferentes fornecedores implementam o modo econômico de maneira diferente. Existem variações na forma como o sistema opera o inversor de espera. Existem variações na forma como o modo é ativado e onde ele voltará ao modo normal de no-break sob várias condições. Alguns fornecedores afirmam ter formas especiais patenteadas para controlar a sua comutação de transferência. Mas todos eles usam o mesmo conceito básico de expor a carga de TI à alimentação e eventos de transferência sem estabilização em troca de um pequeno ganho percentual de eficiência. Schneider Electric Centro Científico de Data Centers White Paper 157 Rev 0 4

5 É importante notar que a maioria dos sistemas de no-break que oferecem o modo econômico não exigem a sua utilização. Trata-se de um modo que pode ser ativado pelo cliente. Na verdade, quando a APC ofereceu o modo econômico pela primeira vez na década de 1990 em sistemas de no-break maiores, descobrimos que nenhum cliente realmente usava o recurso. No entanto, o recente esforço para reduzir o uso de energia nos data centers renovou o interesse no modo econômico para os sistemas de no-break. Aumentos de eficiência O sistema de no-break é um dos elementos que mais colaboram para a ineficiência geral ( perdas elétricas) nos data centers, e sua contribuição mais comum para o PUE nos data centers é mostrada na Figura 3. Figura 3 PUE de um data center típico, mostrando como o consumo de energia do no-break e outros sistemas contribui para o PUE total. Perceba que o eixo vertical do gráfico começa em 0,8 não em zero para mostrar os detalhes. A carga de TI sempre contribui exatamente com 1,0 para um valor de PUE. Perceba que a contribuição do no-break para o PUE ocorre em duas partes: a energia utilizada pelo próprio no-break fica em torno de 9%, e a energia utilizada para dissipar o calor gerado pelo no-break é de aproximadamente 5%. A contribuição das perdas elétricas do no-break para o PUE é igual à perda do no-break expressa em uma porcentagem da carga de TI. A contribuição da carga de resfriamento do no-break para o PUE é igual à perda do no-break dividida pelo Coeficiente de Desempenho marginal 3 (COP) da instalação de refrigeração. Para ilustrar como essas perdas causadas pelo no-break contribuem para um valor típico de PUE, essas perdas são os dois segmentos mais altos na barra da Figura 3. A figura acima representa a base instalada dos data centers, com um PUE típico de 1,92. No entanto, a base instalada consiste em equipamentos mais antigos que não representam a geração atual de dispositivos utilizados nos data centers. Usando equipamentos típicos da geração mais recente em um data center com projeto de densidade mais elevada, conseguimos melhorar o PUE, como mostra a Figura 4. 3 A COP marginal é a capacidade de resfriamento incremental, em watts, gerada por watt incremental de energia necessária para a planta de refrigeração. Os valores típicos variam entre 2 e 6 e são normalmente muito melhores (maiores) da COP da planta de resfriamento geral, que é reduzida pela presença de cargas fixas, tais como ventoinhas e bombas. Schneider Electric Centro Científico de Data Centers White Paper 157 Rev 0 5

6 Figura 4 PUE típico dos data centers, mostrando uma melhora do PUE dos projetos atuais em comparação com a base instalada. Perceba que o PUE típico dos novos data centers, 1,57, é consideravelmente melhor do que o valor de 1,92 da base instalada. Na verdade, a conta de energia de uma determinada carga de TI é diretamente proporcional ao PUE. Assim, podemos dizer que um data center da geração atual terá, normalmente, uma redução de 18% no uso da energia com a mesma carga de TI em comparação com a base instalada típica. Podemos agora adicionar um terceiro item no gráfico para mostrar a melhoria do PUE com o uso do eco, conforme mostra a Figura 5. Figura 5 PUE típico dos data centers, mostrando uma melhora do PUE dos projetos atuais em comparação com a base instalada. Quando o modo econômico é ativado, a perda do no-break cai de 5 para 2% (correspondente a um aumento de eficiência de 95 para 98%), mas o PUE cai apenas de 1,57 para 1,52. Isso representa uma economia de 3,3% no consumo total de energia. Nesta análise, pressupõe-se que o data center esteja funcionando a uma carga de 50% utilizando sistemas modernos de no-break. O resultado é que, como regra: Schneider Electric Centro Científico de Data Centers White Paper 157 Rev 0 6

7 A economia de energia obtida com o uso do modo econômico do no-break é de aproximadamente 3,3%, correspondendo a uma economia de energia de aproximadamente US$ por ano em um data center com potência nominal de 1 MW a 50% da carga. A energia poupada efetivamente dependerá do equipamento específico e da arquitetura escolhida, da carga de um data center específico, e do custo local da eletricidade, mas a estimativa acima é apenas um cálculo razoável da economia obtida em uma situação típica. É interessante ver que, em geral, a economia de energia total em um data center será um pouco superior ao aumento da eficiência do no-break. Muitas discussões sobre o modo econômico indicam que a economia total de energia será muito superior ao aumento da eficiência do no-break 4, mas essas análises fazem suposições incorretas sobre como as perdas do no-break contribuem para o PUE, e sobre como as perdas do no-break contribuem para o consumo de energia pelo ar condicionado. Embora 3% não constituam um grande aumento de eficiência, esse aumento é valioso. Infelizmente, a operação no modo econômico tem consequências que devem ser plenamente compreendidas no momento de tomar a decisão de usar esse modo e conseguir um aumento de eficiência. Essas considerações são as seguintes: Perda de proteção elétrica Impactos sobre a confiabilidade Problemas de operação Esses fatores frequentemente fazem com que os operadores decidam contra o uso do modo econômico, e serão discutidos nas seções a seguir. Perda de proteção Uma função essencial de um sistema de no-break sempre foi gerar energia elétrica limpa sem as variações de tensão, variações de frequência ou efeitos transitórios que estão presentes na energia elétrica bruta da concessionária o conceito central é que essas variações podem interferir no funcionamento de sistemas de TI sensíveis. No entanto, ocorreram melhorias notáveis nas características dos equipamentos de TI, de modo que praticamente todos os equipamentos vendidos hoje em dia são imunes às variações de frequência da rede elétrica, e são projetados para adaptar-se a todas as variações de tensão da rede dentro de um intervalo de operação especificado. É fato que os equipamentos de TI de hoje, para funcionar de maneira confiável, exigem menos estabilização de energia do que em décadas anteriores. No caso dos computadores pessoais modernos, eles funcionam de forma confiável se for possível assegurar que a tensão da rede não caia mais de 20% por mais de aproximadamente 8 milissegundos, e que as sobretensões prejudiciais sejam filtradas. Em princípio, isso pode ser conseguido com um no-break de mesa do tipo standby, que é essencialmente uma no-break que funciona permanentemente no modo econômico. 4 Exemplo de análise incorreta citada em Aumentando a Eficiência do No-Break com o Modo Econômico, UPSonNet.com: O ganho no Modo Econômico é bastante tentador. Em média, ganha-se cerca de 3,5% de economia de energia, considerando apenas a eficiência do no-break. Levando em conta também os requisitos de refrigeração, é possível poupar aproximadamente 9% da potência de saída. Na verdade, uma economia de energia de 3,5% em eficiência do no-break só se traduz em uma economia de aproximadamente de 4,2% de energia total. Schneider Electric Centro Científico de Data Centers White Paper 157 Rev 0 7

8 Naturalmente, isso indica que um data center inteiro pode funcionar nesse modo de espera ou de economia. No entanto, a carga em um data center não é igual à de computador pessoal de grande porte. A carga do no-break em um data center é um sistema complexo de circuitos, que contém muitos tipos diferentes de equipamentos de informática e transformadores e, possivelmente, outros dispositivos complexos, como PDUs de chave estática, ventiladores e bombas. Embora um computador pessoal possa ser bem caracterizado quanto à sua reação a oscilações de energia, é muito mais difícil garantir o desempenho de um data center completo. O modo econômico demora para reagir a problemas de energia. O modo econômico não pode prever o futuro. Ele deve reagir a um problema que já existe e transferir o comando ao inversor. Isso significa que o problema passará pelo no-break e chegará à carga crítica do data center até que ocorram os quatro eventos a seguir: 1. Detecção do problema de energia. 2. O no-break determinar se e como deve reagir. 3. O inversor do no-break ser energizado. 4. A chave de transferência ser acionada. Na prática, esses eventos podem levar de 1 a 16 milésimos de segundo, durante os quais a carga do data center ficará sujeita ao problema de energia. Considere algumas das seguintes situações: Embora a perda de 1 a 16 milissegundos de energia talvez não afete o servidor de 2U típico, a perda de energia de 8ms para um transformador de energia pode fazer com que esse transformador fique saturado quando a tensão for restaurada, desarmando os disjuntores. A perda de energia por até mesmo alguns milissegundos em um circuito que alimenta uma PDU equipada com um interruptor estático causará uma mudança de estado nesse interruptor. Isso pode conduzir a uma alteração de estado indesejável do sistema de alimentação como um todo, inclusive sobrecargas e quedas de cargas. A perda de energia por menos de 16 milissegundos pode fazer com que os dispositivos de proteção de bombas e ventiladores sejam acionados, criando uma mudança de estado inesperada e indesejável do sistema. Há equipamentos de TI que não são servidores, tais como switches e outros dispositivos auxiliares, que talvez não sejam tão robustos quanto os servidores para lidar com quedas na faixa de 1 a 16 milissegundos. Os interruptores estáticos utilizados no modo econômico dos sistemas de no-break só podem transferir quando a tensão da rede for menor do que a tensão do inversor, ou quando a tensão da rede passar pelo zero. Portanto, eles não conseguem proteger a carga contra a sobretensão de subciclo da rede, mesmo que a detectem imediatamente. Harmônicos e modo econômico. Um problema à parte envolve os harmônicos. Em um no-break convencional, a carga é isolada do conteúdo harmônico da tensão da rede elétrica e, por outro lado, a rede elétrica é isolada do conteúdo harmônico da corrente da carga. No modo econômico, essas duas funções são derrotadas. Embora seja verdade que as cargas de TI de hoje tenham um conteúdo de corrente harmônica com carga nominal, elas têm um conteúdo harmônico significativo durante os modos de economia de energia, que pode afetar o sistema de alimentação como um todo se não for levado em conta. Os data centers também são conhecidos por ter grandes unidades motoras para refrigeradores, ventiladores e bombas, Schneider Electric Centro Científico de Data Centers White Paper 157 Rev 0 8

9 que podem causar uma tensão harmônica na rede elétrica que não deve passar para a carga de TI. Problemas com harmônicos não são um fator importante na maioria dos data centers, mas o uso do modo econômico pode exigir que eles sejam estudados ou atenuados. A utilização do modo econômico exige cuidado e análise extras. Todos os problemas apresentados nesta seção são problemas que podem ser superados tecnicamente. No entanto, é muito difícil assegurar que eles não serão um fator importante em uma instalação específica, a menos que todos os aspectos do projeto do data center sejam muito bem caracterizados e analisados. A redução da proteção de energia quando o modo econômico for usado pode ser aceitável, mas certamente não pode ser ignorada.a maioria dos data centers consiste em um arranjo complexo de equipamentos cujas interações não são bem caracterizadas, e não é viável assegurar que o sistema conseguirá funcionar de maneira confiável com a proteção de energia reduzida do modo econômico. Portanto, os projetos de data center dados altamente padronizados e préprojetados, nos quais todos os problemas possam ser estudados e testados, são mais adequados para o uso do modo econômico. Impactos sobre a confiabilidade Na seção anterior, discutimos a redução da proteção de energia resultante do modo econômico. Esta seção discute os problemas que podem afetar a confiabilidade do sistema. Choque térmico e ciclagem. Um sistema que funcione no modo econômico precisará iniciar o inversor e a transferência para reagir aos eventos de energia detectados. A frequência com que ocorrem eventos de transferência dependerá de uma série de fatores, entre eles as configurações de sensibilidade do no-break, a qualidade da rede elétrica e distúrbios de energia criados dentro da instalação por outros equipamentos. Aconteça isso uma vez por mês ou uma vez por hora, a mudança de passo da energia aplicada ao inversor do no-break cria um evento e um choque térmico no sistema. É bem conhecido que os transientes térmicos são uma das principais causas da falha de sistemas eletrônicos. Para agravar essa situação, o transiente térmico é aplicado exatamente no momento em que o no-break é mais necessário e não há nenhuma alternativa. Portanto, estamos concentrando o risco de falha no momento exato em que o sistema é mais necessário. Na operação normal do no-break sem o modo econômico, não ocorre choque nem transiente térmico em caso de falha da rede elétrica. Se o inversor do no-break sofrer uma falha aleatória, quase certamente isso ocorrerá em um momento no qual a rede elétrica está presente. Assim, o no-break mudará para o modo de derivação sem nenhuma queda de carga. Duração da bateria. Existem dois fatores interessantes em relação ao modo econômico e à duração da bateria, que são o desgaste da bateria e a temperatura de operação da bateria. As transferências para o funcionamento do inversor costumam causar um acionamento momentâneo da bateria, mesmo que a energia elétrica da rede esteja presente e o carregador de bateria seja capaz de funcionar. Isso significa que o funcionamento do modo econômico exigirá uma transferência para a bateria com muito mais frequência do que o mesmo no-break operado no modo de dupla conversão. Isso pode ser irrelevante se esses eventos acontecerem somente uma vez a cada poucos meses, mas pode ocorrer um desgaste desnecessário da bateria se esses eventos acontecerem várias vezes ao dia. Esse Schneider Electric Centro Científico de Data Centers White Paper 157 Rev 0 9

10 desgaste extra da bateria depende da implementação do modo econômico, da qualidade da rede elétrica local e das configurações do modo econômico. Pode ser difícil prever com antecedência o desgaste da bateria. Por isso, ele precisa ser estabelecido ao longo do tempo com a experiência real em um determinado local. Em princípio, o modo econômico é mais eficiente. Por isso, o no-break gera menos calor. Isso poderia significar que as baterias funcionam a uma temperatura mais baixa e, portanto, duram mais tempo. No entanto, a realidade é que esse efeito não pode ser pressuposto e a temperatura da bateria sofrerá muito os efeitos do projeto do no-break. Por exemplo, se as baterias forem resfriadas pelos ventiladores do no-break e esses ventiladores forem desligados no modo econômico, então as baterias poderão realmente operar em temperaturas mais elevadas no modo econômico. Se as baterias estiverem em armários isolados da eletrônica de potência do no-break, então talvez o modo econômico não cause nenhum efeito. Portanto, não é possível fazer nenhuma suposição geral sobre o efeito do modo econômico sobre a duração da bateria, e o impacto do modo econômico na temperatura da bateria deve ser definido caso a caso. Compensação de falhas Em sua configuração normal, um no-break detecta falhas de saída e realiza a comutação para a derivação para obter corrente extra de compensação de falhas necessária para abrir rapidamente os dispositivos de proteção situados após o no-break no circuito. Trata-se de um recurso valioso que pode evitar a inatividade das cargas de TI durante uma condição de falha. No entanto, quando o no-break está no modo econômico, pode ser muito difícil distinguir uma falha de saída de uma perda de potência de entrada. Durante uma falha de saída, um no-break no modo econômico pode detectar uma queda na tensão de entrada que cause a comutação para o inversor, o que prolongará o tempo de compensação da falha e, possivelmente, exporá a carga crítica de TI a uma perda momentânea de energia. Alguns fabricantes, como a Eaton, afirmam ter algoritmos sofisticados de controle e detecção em seus no-breaks no modo econômico para reduzir este problema. No entanto, esse é mais um fator que deve ser levado em conta quando os ganhos de eficiência do modo econômico forem comparados com os vários custos e riscos. Efeito sobre as operações O uso do modo econômico tem consequências sobre as operações do data center, e pode ser importante reconhecer e planejar essas consequências. Elas serão discutidas nas seções a seguir. Testes O comportamento do modo econômico é específico de cada localidade. Ele será afetado pela qualidade da rede elétrica e pelo efeito de outras cargas dentro da instalação sobre a rede elétrica. Por esse motivo, é importante fazer testes para saber se o modo econômico é compatível com a instalação, e para determinar as configurações adequadas do modo econômico. Isso exigirá a contratação de testes, bem como medições contínuas para saber se ele está funcionando da maneira prevista. É difícil verificar se o modo econômico está funcionando de maneira confiável em um data center real. Existem muitos tipos de transientes de energia e eventos que são muito difíceis de simular durante os testes. Schneider Electric Centro Científico de Data Centers White Paper 157 Rev 0 10

11 Configurações do modo econômico Todos os sistemas no-break com modo econômico têm várias configurações que podem ser adaptadas ao local ou às preferências do usuário. Normalmente, isso envolve o ajuste da sensibilidade ou dos retardos do modo econômico. Se a sensibilidade do modo econômico for muito alta, ele pode reagir de forma exagerada a pequenas perturbações da rede e ativar o inversor muitas vezes. Se a sensibilidade for muito baixa, o modo econômico pode demorar muito para reagir a um problema de energia importante. Normalmente, o no-break também tem um recurso que desativa o modo econômico por algum tempo caso ele detecte um problema de energia, e volta a ativá-lo depois de um certo período de tempo com alimentação estável. Também podem ser realizadas configurações nessa função. Essas configurações não são padronizadas pelos diferentes fornecedores de no-breaks, e podem ter nomes diferentes ou funcionar de maneira diferente. Alguns fornecedores oferecem a capacidade de agendar horários quando o modo econômico estiver ativo. Por exemplo, o modo econômico pode ser programado para ser acionado durante as madrugadas e nos fins de semana, quando a confiabilidade da TI pode ser menos essencial. Pode ser necessário ajustar as configurações do modo econômico ao longo do tempo, e as configurações atuais e o histórico de configurações devem ser documentados. Procedimentos Um data center deve considerar a possibilidade de estabelecer procedimentos para o uso do modo econômico. Por exemplo, estabelecer um procedimento para desativar o recurso do modo econômico caso sejam observadas transições frequentes (que podem, por exemplo, ser causadas por atividades de construção nas proximidades). Outra possibilidade é a de estabelecer um procedimento para desativar o modo econômico quando uma atividade tempestade for iminente, a fim de aumentar a resistência do sistema 5. Perícia de energia Em data centers de alta disponibilidade, muitas vezes existe a necessidade de identificar a causa raiz caso seja sofrida uma queda ou falha de carga real. Medidores de energia com capacidade de gravação e perícia, tais como os medidores e o software da série PowerLogic ION, pode gravar os detalhes da energia durante eventos de falha para análise posterior, sendo normalmente utilizados para esse fim. Alguns clientes contam com o isolamento do sistema de no-break para reduzir a necessidade de perícias de energia no data center, ou podem renunciar a esse recurso por motivos de custo ou outras razões. No entanto, quando o modo econômico for utilizado, a exposição do data center a uma alimentação sem filtragem, além do aumento da frequência da comutação de modo no nobreak, aumenta significativamente a necessidade de perícias de energia quando for desejável identificar as causas primárias dos problemas de energia. 5 Alguns fornecedores até mesmo falaram em automatizar essa função através de alertas de software enviados ao no-break. Schneider Electric Centro Científico de Data Centers White Paper 157 Rev 0 11

12 Conclusão O modo econômico representa um caminho possível de economia de energia em data centers e outras aplicações de no-break. Os operadores de data centers podem esperar uma economia na ordem de 2 a 4% na energia total se o modo econômico for ativado. É possível obter uma economia porcentual maior se o data center for operado com cargas elétricas muito leves. A economia de energia associado ao modo econômico está diminuindo à medida que aumenta a eficiência dos sistemas de no-break das gerações mais recentes. O uso do modo econômico implica riscos. O modo econômico introduz uma série de novos modos de operação do data center, e reduz a proteção da alimentação. Os atuais equipamentos de TI são muito mais resistentes às variações de energia do que os equipamentos de TI das gerações anteriores.isso indica que esses equipamentos devem funcionar de maneira confiável usando o modo econômico. No entanto, sistemas complexos de data centers, que consistem em uma combinação de equipamentos, transformadores, comutadores de transferência e outras possíveis cargas que não sejam de TI, são menos previsíveis em sua reação a eventos de energia raros e incomuns, e sua compatibilidade com o modo econômico é mais incerta. Essas considerações limitaram muito o uso do modo econômico nos data centers reais em tempos passados e, provavelmente, isso continue acontecendo. A operação do modo econômico é como a passagem do bastão em uma corrida de revezamento. É fundamental que a passagem funcione corretamente, cada passagem é um pouco diferente e, em raras ocasiões, pode haver um problema. Por essa razão, o modo econômico deve ser usado em situações nas quais o número de passagens seja o menor possível, por exemplo, quando a qualidade da rede elétrica for excelente. À medida que aumenta a padronização dos projetos de data centers, os equipamentos de TI continuam melhorando, acumula-se experiência real no uso do modo econômico, a previsibilidade e a confiança no modo econômico aumentam e sua aplicação pode começar a se expandir, especialmente em data centers que exigem menos disponibilidade. Sobre o autor: Neil Rasmussen é vice-presidente sênior de Inovação da Schneider Electric. Ele estabelece os rumos de tecnologia do maior orçamento de P&D do mundo dedicado à alimentação, à refrigeração e à infraestrutura de racks para redes essenciais. Neil detém 19 patentes relacionadas à infraestrutura de alimentação e refrigeração de alta eficiência e alta densidade para data centers, e já publicou mais de 50 white papers relacionados a sistemas de alimentação e refrigeração, muitos deles publicados em mais de 10 idiomas, mais recentemente com foco na melhoria da eficiência energética. Ele é um palestrante internacionalmente reconhecido em matéria de data centers de alta eficiência. Atualmente, Neil está trabalhando para promover a ciência das soluções de infraestrutura do data center de alta eficiência, alta densidade e dimensionáveis, além de ser arquiteto principal do sistema APC InfraStruXure. Antes de fundar a APC em 1981, Neil obteve seus diplomas de bacharel e mestre em engenharia elétrica pelo MIT, onde escreveu sua tese sobre a análise de uma fonte de alimentação de 200 MW para um reator de fusão Tokamak. De 1979 a 1981 ele trabalhou para a MIT Lincoln Laboratories em sistemas de armazenamento de energia flywheel e sistemas de energia elétrica solar. Schneider Electric Centro Científico de Data Centers White Paper 157 Rev 0 12

13 Recursos Clique no ícone para linkar a pesquisa Explore todos os White Papers whitepapers.apc.com Explore todas as ferramentas TradeOff tools.apc.com Entre em contato Para incluir comentários sobre o conteúdo deste White Paper: Data Center Science Center DCSC@Schneider-Electric.com Se você é cliente e tem perguntas relacionadas especificamente com o data center que está projetando: Entre em contato com seu representante de Schneider Electric Schneider Electric Centro Científico de Data Centers White Paper 157 Rev 0 13