Les unités de distribution d'énergie évoluent avec les centres de données

13 octobre 2017

Anand Krishna est vice-président du développement commercial pour Power Distribution, Inc. (PDI) et unCOMAFmembre.

Les unités de distribution d'énergie (PDU) font partie intégrante des architectures de distribution d'énergie des centres de données depuis des décennies.

De 2011 à 2015, les PDU et les équipements de distribution électrique en général ont évolué pour s'adapter à la tendance des entreprises à externaliser leurs centres de données vers des fournisseurs de colocation, ou colos. Les PDU qui se situaient généralement dans la gamme 75-225 kVA ont grandi pour occuper l'espace 150-300 kVA. Au cours des deux années suivantes, les PDU de 400 à 650 kVA sont devenus plus courants, et certaines colos ont utilisé des PDU de capacité encore plus élevée.

À mesure que le marché des colo devenait plus compétitif, les colos ont commencé à faire pression pour améliorer le coût total de possession (TCO), l'empreinte/densité, les dépenses d'investissement et la rapidité de mise sur le marché. Aujourd'hui, les PDU de 1+ MVA commencent à devenir plus visibles dans l'architecture de distribution basse tension des plus grands centres de données, car les fabricants d'équipement d'origine (OEM) permettent aux opérateurs de centres de données de bénéficier d'importantes économies d'échelle en termes de dépenses d'investissement et d'espace.

Avec leurs offres de PDU avec transformateurs en aluminium et en cuivre, les entreprises incitent leurs clients à utiliser des transformateurs à facteur K inférieur pour réduire le prix des PDU. De plus, certains fabricants dotés de fortes capacités en ingénierie magnétique proposent des PDU équipés de transformateurs multi-sorties, c'est-à-dire que la tension de sortie peut être modifiée en quelques minutes en fonction de l'évolution des besoins des clients du centre de données.

Pour répondre aux besoins des clients en matière de sécurité accrue, les fabricants compartimentent les zones de faible puissance et celles de haute puissance du PDU. Cette compartimentation permet d'appliquer différents calculs d'énergie d'arc électrique afin que le personnel de maintenance n'ait pas besoin d'être aussi lourdement équipé pour certains travaux effectués dans la zone de faible puissance de l'unité. Ils compartimentent également les disjoncteurs de distribution ou les alimentations secondaires avec des conceptions mécaniques et électriques innovantes pour permettre une plus grande sécurité lors de l'ajout de circuits.

La fiabilité des PDU a pris encore plus d’importance que par le passé ; plus les enjeux augmentent, plus la puissance de sortie du PDU est élevée (plus de racks de serveurs seraient détruits en cas de panne). Les constructeurs OEM mettent également en place une surveillance de la température dans davantage de zones de la PDU que le simple transformateur, afin de fournir une alerte précoce en cas de problème. Ils installent également des fenêtres de balayage infrarouge pour permettre des balayages infrarouges sans perturber les opérations ni obliger le personnel de maintenance à prendre des risques. Une mise sur le marché plus rapide est plus facilement supportée par les fabricants de PDU verticalement intégrés, c'est-à-dire ceux qui disposent d'installations internes d'ingénierie et de fabrication de transformateurs. La capacité de ces équipementiers à traduire les besoins des clients en conceptions personnalisées et en PDU prêts à être expédiés est devenue plus prononcée par rapport aux sociétés de PDU qui ne sont pas intégrées verticalement en raison du passage à des kVA plus élevés au cours des dernières années.

En effet, les PDU de très haute puissance nécessitent invariablement des conceptions plus personnalisées pour s'adapter à l'architecture et à la conception uniques de chaque centre de données que les PDU de 75 à 300 kVA. Étant donné que les PDU haute puissance nécessitent une personnalisation, les équipementiers doivent innover dans la conception des châssis et être capables de produire des conceptions dans des intervalles plus courts qu'aujourd'hui. Parmi les autres innovations qui constituent la « prochaine frontière », citons les disjoncteurs qui utilisent de nouveaux matériaux et des composants électroniques à semi-conducteurs pour éliminer presque les arcs électriques. Mais ils doivent réduire la courbe des coûts avant de devenir économiquement viables.

Certains très grands centres de données envisagent, ou ont déjà mis en œuvre, des architectures peu orthodoxes dans leur distribution électrique. Les exemples comprennent:

Dans certains cas, les opérateurs ont découvert que l'élimination des transformateurs PDU contribuait aux harmoniques et ont donc dû mettre en place des réacteurs pour réduire les harmoniques. En général, seuls les très grands opérateurs dotés d’un personnel d’ingénieurs très important seraient invités à essayer des architectures de distribution d’énergie radicalement différentes.

Les centres de données doivent rechercher les attributs suivants chez leur fournisseur de PDU : de solides capacités internes d'ingénierie magnétique pour aider à optimiser les PDU afin de les adapter à la conception du centre de données ; des OEM de PDU verticalement intégrés avec une fabrication de transformateurs en interne ; un historique de haute fiabilité dans leurs transformateurs et PDU ; un portefeuille comprenant des commutateurs de transfert statiques (STS) pour les centres de données qui utilisent des systèmes principaux dans leur architecture ; et dispose de son propre système de surveillance des circuits de dérivation pour optimiser son fonctionnement avec la PDU.