Устройство UPS (uninterruptible power supply) – это жизненно важный объект технологической инфраструктуры дата-центра. Кроме того, он актуален независимо от объема вычислений (и, соответственно, мощности оборудования), обрабатываемого дата-центром.

В повседневной жизни с системой UPS, скорее всего, сталкивался каждый, кто какое-то время работал в сфере ИТ или просто на предприятии, где люди, ответственные за технологии, обеспечивали непрерывную работу ИТ-систем при кратковременных перебоях в подаче электроэнергии. Особенно актуально это было для так называемых настольных компьютеров, у которых, в отличие от портативных, нет собственного альтернативного источника питания, кроме стандартного напряжения 220 В, получаемого от внутренней электросети здания. Такие случаи многие из нас вспоминают с тревожно бьющимся сердцем и мыслями о том, пропадут или нет последние наработки или даже вся информация, хранящаяся на жестком диске компьютера.

Хотя на первый взгляд кажется, что устройство UPS сравнительно примитивно и его выбор связан, главным образом, с мощностью электричества, которую нужно обеспечить в случае кратковременного нарушения подачи тока, существует ряд важных соображений, которые необходимо учитывать при выборе оптимального оборудования.

В отличие от резервных генераторов, которые обеспечивают альтернативное электропитание оборудованию дата-центра, когда возникает повреждение в подаче электроэнергии, и могут обеспечивать его часами, а в случае необходимости – и несколько дней, UPS выполняет другую функцию.

UPS обеспечивает непрерывную, стабильную подачу напряжения оборудованию с целью выровнять изменения и кратковременные перебои в напряжении тока. Такие проблемы слишком недолговременны, чтобы на них надлежащим образом реагировала система резервных генераторов, однако причиненный ими ущерб может быть таким же, как при фундаментальном перебое электропитания, который длится несколько часов.

Поэтому задача UPS – не только служить кратковременным источником резервного питания при перебоях в подаче электричества, но и выравнивать напряжение, когда в основном источнике электричества возникают его колебания. Как уже упоминалось, такие кратковременные колебания напряжения могут повлечь за собой такие же повреждения ИТ-систем, какие возникают при долгосрочных нарушениях в подаче напряжения.

В своем роде UPS можно сравнить с таким источником питания, как батарея, где хранение электроэнергии обусловлено химическими процессами. Несмотря на то, что основная задача всех UPS одна – обеспечивать стабильную подачу энергии в случае кратковременных колебаний питания в центральной системе подачи электроэнергии, существуют различные виды оборудования с разными параметрами.

Выделяются 3 основных вида устройств UPS.

1. Т. н. standby, или offline, UPS-устройства. Это самое простое и дешевое решение, которое предусматривает, главным образом, кратковременное обеспечение резервного питания в ситуациях, когда подача электричества на некоторое время прекращается полностью. Пока центральная подача электричества обеспечивается, устройство UPS заряжает свою батарею. Как только подача напряжения прекращается, UPS переключается на источник батарейного питания и обеспечивает кратковременную подачу тока к устройствам, чтобы их администратор мог запустить более серьезное средство резервного питания или корректно выключить устройства, чтобы перебои в питании не причинили им необратимых повреждений. Такие устройства не могут использоваться для дата-центра, так как они не защищают от колебаний напряжения, которые не приводят к полному прекращению подачи тока.

2. Интерактивная UPS-система. В основе такого UPS-устройства лежит решение, которое обеспечивает непрерывный проток тока. Фактически устройство все время активно. Как только происходят колебания тока, электроника и батарея устройства стабилизирует напряжение. Из-за принципа своей деятельности такого рода устройства способны обеспечивать стабильную подачу напряжения к технологическому оборудованию и в ситуациях, когда подача тока не прекращается полностью, а возникают изменения/колебания напряжения.

3. Устройства Double conversion (online) UPS лучше всего защищают от различных проблем с напряжением. При нарушении в подаче тока эти системы не переключаются от центральной подачи тока на UPS-батарею, а преобразуют весь входящий переменный ток в постоянный ток и затем обратно.  Часть постоянного тока потребляется, чтобы зарядить аккумулятор UPS-устройства, а остальная часть конвертируется обратно, чтобы снабжать оборудование переменным током. Такая система устраняет практически любую угрозу колебаний электропитания. Однако у нее есть и свои недостатки. Это самая дорогая система. Она также генерирует большую мощность, что приводит к потере эффективности, поскольку потребляется энергия, необходимая для преобразования переменного тока в постоянный и обратно. Дополнительный побочный эффект – выделение тепла во время работы устройства. Это означает дополнительный расход мощности на охладительное оборудование.

Внедряя технологии дата-центра, важно тщательно оценить наиболее подходящее решение UPS, а также создать корректную схему его подключения. Для этого пригодится совет экспертов, которые занимаются созданием критических систем и уже внедряли на практике такие решения.

Какое бы устройство UPS ни использовалось, необходимо помнить, что это лишь кратковременное решение на случаи перепадов напряжения или кратковременных перебоев в подаче электроэнергии. Фактически это решение, которое дает время для запуска фундаментальной системы резервного питания – дизельных генераторов.