حل UPS لصناعة مراكز البيانات

I. تحديات إمدادات الطاقة في مراكز البيانات

1- متطلبات الاستمرارية العالية لعملية الإنتاج

• إن مراكز البيانات هي جوهر تخزين المعلومات ومعالجتها في العصر الرقمي، مما يتطلب إمدادات طاقة مستقرة وموثوقة. حتى أن انقطاع التيار الكهربائي لفترة قصيرة يمكن أن يؤدي إلى فقدان البيانات وتعطل النظام وتعطله ووقت تعطل طويل، مما يؤدي إلى خسائر اقتصادية كبيرة وأضرار بالسمعة.
• العديد من مهام معالجة البيانات لها دورات طويلة. يمكن أن تؤدي تقلبات الطاقة إلى زعزعة استقرار العمليات، وتقليل جودة البيانات، والتأثير على إمدادات السوق والفوائد الاقتصادية.

2- حساسية المعدات الرئيسية لجودة الطاقة

• تضم مراكز البيانات أنظمة التحكم الآلي، وأجهزة التحليل الدقيق، ومعدات تنظيم سرعة تحويل التردد، وجميعها حساسة للغاية لجودة الطاقة. تتطلب هذه الأجهزة جهدًا وترددًا وطاقة نظيفة مستقرة لتعمل بشكل صحيح.
• يمكن أن تتسبب مشكلات جودة الطاقة مثل انخفاضات الجهد والارتفاعات المفاجئة والتوافقيات في حدوث أعطال في نظام التحكم، وعدم دقة الأجهزة، وإيقاف تشغيل المعدات، مما يؤثر على الاستقرار التشغيلي العام وسلامة البيانات.

3- ظروف بيئة العمل القاسية

• غالبًا ما تتسم مراكز البيانات بظروف بيئية قاسية، مثل درجات الحرارة العالية والرطوبة والغبار والغازات المسببة للتآكل. وتشكل هذه العوامل تحديات كبيرة لأداء وموثوقية معدات يو بي إس.
• تعمل البيئات القاسية على تسريع تقادم المعدات وزيادة تكاليف الصيانة وتقليل الكفاءة التشغيلية.

4- التعقيد وعدم اليقين في إمدادات الطاقة

• تحتوي مراكز البيانات على عدد كبير من الأجهزة الكهربائية ذات الاحتياجات المتفاوتة من الطاقة، من كيلووات إلى ميجاوات. يزيد هذا التعقيد من العبء على نظام إمداد الطاقة ويجعل الإدارة أكثر صعوبة.
• قد تتغير خطط الإنتاج بناءً على متطلبات السوق وتوافر المواد الخام، مما يضيف حالة من عدم اليقين إلى أحمال الطاقة. يجب أن يتكيف نظام إمداد الطاقة مع هذه التغييرات لضمان التشغيل المستقر.

ثانيًا. أهداف حلول مركز بيانات UPS

1- ضمان إمدادات الطاقة غير المنقطعة للمعدات الحرجة

توفير طاقة عالية الجودة وموثوق بها للمعدات الرئيسية في مراكز البيانات للحفاظ على استمرارية التشغيل والاستقرار.

2- تحسين إدارة إمدادات الطاقة والاستجابة لحالات الطوارئ

تعزيز إدارة إمدادات الطاقة والقدرة على الاستجابة لحالات الطوارئ لتقليل مخاطر حوادث الإنتاج وتلف المعدات الناجمة عن مشاكل الطاقة.

ثالثاً. تصميم بنية نظام UPS

1- تصميم النظام بناءً على نطاق مركز البيانات واحتياجاته

• مراكز البيانات الكبيرة: Use a centralized نظام UPS to power critical control systems and important utility systems. Additionally, install distributed small UPS systems in each equipment area to support on-site devices.
• مراكز البيانات المتوسطة: استخدم نظام يو بي إس مركزي نسبيًا مع مراكز فرعية متعددة لتشغيل المعدات الرئيسية في مناطق مختلفة.
• مراكز البيانات الصغيرة أو المواقع البعيدة: استخدم أجهزة UPS المدمجة والمدمجة لتلبية احتياجات الطاقة المحددة وضمان تشغيل المعدات بشكل مستقر.

2- تصميم التكرار للتوافر العالي

تنفيذ التكرار المتوازي لتعزيز موثوقية النظام. في حالة حدوث عطل في UPS، يمكن للوحدات الأخرى أن تتولى بسرعة الحمل لضمان استمرار إمدادات الطاقة.

رابعًا. اختيار نظام UPS وتهيئته

1- الاختيار الدقيق على أساس طاقة المعدات والمتطلبات الكهربائية

قم بإجراء مسح شامل لمتطلبات الطاقة للمعدات الحرجة، بما في ذلك أنظمة التحكم والخوادم وأجهزة التخزين ومعدات الشبكة وأنظمة تكييف الهواء. ضع في اعتبارك أنماط الاستخدام وعوامل الطاقة واحتياجات التوسعة المستقبلية لحساب سعة UPS المطلوبة. يوصى باختيار وحدة إمداد بالطاقة غير المنقطعة بسعة تبلغ 1.2 إلى 1.5 ضعف الحمل المحسوب لتلبية احتياجات التطوير المستقبلية لمدة 3 إلى 5 سنوات.

2- تكوين البطارية وتحديد وقت النسخ الاحتياطي

تحديد بطارية UPS backup time based on operational requirements and emergency response times. For key equipment, the وقت النسخ الاحتياطي can be set to 30 to 60 minutes to provide enough time for emergency power generation systems to start up and ensure safe equipment shutdown. For critical devices like environmental monitoring equipment and safety instrument systems, the backup time can be extended to 2 to 4 hours. Lithium-ion batteries are recommended for their high energy density, long cycle life, and low self-discharge rate, ensuring good performance in harsh environments.

V. استراتيجيات الحماية للمعدات الرئيسية

1- أنظمة التحكم الآلي

ضمان التشغيل المستقر وجمع البيانات الدقيقة أثناء إمدادات الطاقة العادية. الحفاظ على التشغيل المستمر أثناء انقطاع التيار الكهربائي لتسهيل الانتقال السلس والإيقاف الآمن لعمليات الإنتاج.

2- أدوات التحليل الدقيق

توفير طاقة مستقرة لضمان التشغيل العادي ودقة البيانات أثناء تقلبات الطاقة أو انقطاعها.

3- معدات تنظيم سرعة تحويل الترددات الترددية

ضمان التشغيل المستقر لمحولات التردد أثناء تقلبات جهد الطاقة أو الانقطاعات اللحظية للحفاظ على تشغيل المعدات واستمرارية العمليات. الحد من الأضرار الناجمة عن دورات التشغيل والتوقف المتكررة للمعدات.

سادسًا. القدرة على التكيف البيئي وضمان الموثوقية

1- اعتبارات التصميم للبيئات القاسية

يجب أن تتمتع معدات يو بي إس بتصنيفات حماية عالية لمنع دخول الغبار والماء، مع لوحات دوائر كهربائية مقاومة للتآكل وأجزاء معدنية معالجة بشكل خاص. في البيئات القابلة للانفجار، يجب أن تفي معدات UPS بمعايير مقاومة للانفجار.

2- تدابير لتحسين موثوقية نظام UPS

استخدام تصميمات زائدة عن الحاجة مثل مدخلات الطاقة المزدوجة والتكرار المتوازي. تعزيز تصميم تبديد الحرارة واختيار موثوقية المكونات. إنشاء أنظمة صيانة وفحص منتظمة لضمان التشغيل المستقر طويل الأجل لنظام UPS.

سابعاً. المراقبة والإدارة الذكية

1- وظيفة مراقبة نظام UPS

• يجب أن يحتوي نظام يو بي إس على وحدة مراقبة ذكية لمراقبة المعلمات الرئيسية في الوقت الفعلي وعرضها بشكل بديهي لموظفي الصيانة. وهذا يسمح بالوعي في الوقت المناسب لتشغيل النظام والتدابير الوقائية.

2- المراقبة والإدارة عن بُعد

• Using network technology, the UPS system should support المراقبة عن بُعد and management. Maintenance personnel can monitor and operate UPS devices via mobile apps or computer clients from within the data center or remotely, improving equipment availability and management efficiency.

ثامناً. التركيب والتنفيذ

1- تحضيرات ما قبل التركيب

إجراء فحص شامل وتقييم شامل للأسلاك الكهربائية لمركز البيانات ونظام التأريض وبيئة التركيب لضمان الامتثال لمتطلبات تركيب وحدات إمداد الطاقة غير المنقطعة. التخطيط المعقول لموقع تركيب وحدة إمداد الطاقة غير المنقطعة لضمان التهوية الجيدة والنظافة وسهولة الصيانة.

2- خطوات التثبيت واحتياطات نظام UPS

قم بالتركيب وفقًا لدليل الشركة المصنعة، مع التأكد من تركيب المعدات بشكل آمن وتوصيلها بشكل صحيح وموثوق. حافظ على مسافة آمنة بين المعدات والبيئة المحيطة، واتخذ تدابير فعالة ضد الغبار والرطوبة.

3- تشغيل النظام واختباره

بعد التثبيت، قم بإجراء تشغيل واختبار شامل لنظام يو بي إس، بما في ذلك بدء تشغيل المعدات وتعديل المعلمات واختبار شحن وتفريغ البطارية واختبارات تبديل الوضع، لضمان التشغيل العادي والامتثال لمتطلبات إمداد الطاقة في مركز البيانات.

تاسعاً. التشغيل والصيانة

1- نصائح الصيانة اليومية

وضع خطة صيانة يومية مفصلة مع وجود موظفين مخصصين مسؤولين عن صيانة نظام UPS. تنظيف معدات الإمداد المتواصل بالطاقة بانتظام وفحص البطاريات وصيانة نظام التبريد لضمان ظروف تشغيل جيدة.

2- الصيانة الدورية والإصلاح الشامل

استنادًا إلى وقت تشغيل المعدات والجدول الزمني الموصى به من الشركة المصنعة، قم بإجراء صيانة وفحص شامل لنظام الإمداد المتواصل بالطاقة بشكل دوري. ويشمل ذلك فحص المكونات الداخلية، وفحص نظام التوزيع الكهربائي، واختبار أداء شحن وتفريغ البطارية لضمان الموثوقية على المدى الطويل.

3- تطوير خطة الاستجابة لحالات الطوارئ والتدريبات

يجب أن تضع مراكز البيانات خطة مفصلة للاستجابة لحالات الطوارئ لنظام الإمداد المتواصل بالطاقة مع إجراءات ومسؤوليات واضحة. تنظيم تدريبات طوارئ بشكل منتظم لموظفي الصيانة والتشغيل لتعزيز قدرتهم على التعامل مع أعطال نظام يو بي إس. يضمن ذلك اتخاذ إجراءات سريعة للحفاظ على تشغيل المعدات وأمن البيانات أثناء حالات الطوارئ.