Stromverteilungseinheiten entwickeln sich zusammen mit Rechenzentren weiter

13. Okt. 2017

Anand Krishna ist Vizepräsident für Geschäftsentwicklung bei Power Distribution, Inc. (PDI) und anAFCOMMitglied.

Stromverteilungseinheiten (PDUs) sind seit Jahrzehnten ein integraler Bestandteil der Stromverteilungsarchitekturen von Rechenzentren.

Von 2011 bis 2015 haben sich PDUs und Stromverteilungsgeräte im Allgemeinen weiterentwickelt, um dem Trend Rechnung zu tragen, dass Unternehmen ihre Rechenzentren an Colocation-Anbieter (Colos) auslagern. PDUs, die üblicherweise im Bereich von 75–225 kVA lagen, wuchsen und belegten den Bereich von 150–300 kVA. In den nächsten zwei Jahren wurden PDUs mit 400–650 kVA immer häufiger eingesetzt, und einige Kolonisten verwendeten PDUs mit sogar noch höherer Kapazität.

Als der Wettbewerb auf dem Colo-Markt zunahm, drängte Colos auf Verbesserungen bei den Gesamtbetriebskosten (TCO), der Stellfläche/Dichte, den Investitionskosten und der Geschwindigkeit der Markteinführung. Heutzutage werden 1+ MVA-PDUs zunehmend in der Niederspannungsverteilungsarchitektur der größten Rechenzentren sichtbar, da Originalgerätehersteller (OEMs) Rechenzentrumsbetreibern große Skaleneffekte bei Investitionskosten und Platz ermöglichen.

Mit dem Angebot von PDUs mit Aluminium- und Kupfertransformatoren leiten Unternehmen ihre Kunden dazu an, Transformatoren mit niedrigerem K-Faktor zu verwenden, um den Preis der PDUs zu senken. Darüber hinaus bieten einige Hersteller mit starken Fähigkeiten im Bereich der Magnettechnik PDUs mit Transformatoren mit mehreren Ausgängen an, d. h. die Ausgangsspannung kann innerhalb von Minuten geändert werden, wenn sich die Anforderungen der Kunden des Rechenzentrums ändern.

Um den Bedürfnissen der Kunden nach mehr Sicherheit gerecht zu werden, unterteilen Hersteller die Bereiche der PDU mit niedriger und hoher Leistung. Diese Unterteilung ermöglicht die Anwendung unterschiedlicher Lichtbogenenergieberechnungen, sodass das Wartungspersonal für bestimmte Arbeiten im Niedrigleistungsbereich des Geräts nicht so stark ausgerüstet sein muss. Sie unterteilen außerdem Verteilerschalter oder Untereinspeisungen mit innovativen mechanischen und elektrischen Konstruktionen, um mehr Sicherheit beim Hinzufügen von Stromkreisen zu ermöglichen.

Die Zuverlässigkeit von PDUs hat noch mehr an Bedeutung gewonnen als in der Vergangenheit; Je höher der Einsatz, desto höher ist die Leistungsabgabe der PDU (durch einen Ausfall würden mehr Server-Racks ausfallen). OEMs integrieren die Temperaturüberwachung auch in mehr Bereichen der PDU als nur im Transformator, um frühzeitig vor etwaigen Problemen zu warnen. Sie bauen außerdem Infrarot-Scanfenster ein, um Infrarot-Scans zu ermöglichen, ohne dass der Betrieb unterbrochen wird oder das Wartungspersonal Risiken eingehen muss. Eine schnellere Markteinführung wird von vertikal integrierten PDU-Herstellern, also solchen mit eigener Transformatorentechnik und Fertigungsanlagen, leichter unterstützt. Die Fähigkeit solcher OEMs, Kundenbedürfnisse in kundenspezifische Designs und versandfertige PDUs umzusetzen, ist im Vergleich zu PDU-Unternehmen, die nicht vertikal integriert sind, aufgrund der Umstellung auf eine höhere kVA in den letzten Jahren ausgeprägter geworden.

Dies liegt daran, dass PDUs mit sehr hoher Leistung ausnahmslos mehr kundenspezifische Designs erfordern, um der einzigartigen Architektur und dem Design jedes Rechenzentrums zu entsprechen, als dies bei PDUs mit 75–300 kVA der Fall war. Da Hochleistungs-PDUs individuell angepasst werden müssen, müssen OEMs das Design der Rahmen erneuern und in der Lage sein, Designs in kürzeren Zeitabständen als heute auf den Markt zu bringen. Zu den weiteren Innovationen, die die „nächste Grenze“ darstellen, gehören Leistungsschalter, die neue Materialien und Festkörperelektronik verwenden, um Lichtbögen nahezu zu eliminieren. Sie müssen jedoch die Kostenkurve senken, bevor sie wirtschaftlich rentabel werden.

Einige sehr große Rechenzentren erwägen unorthodoxe Architekturen für ihre Stromverteilung oder haben diese bereits implementiert. Beispiele beinhalten:

In einigen Fällen haben Betreiber herausgefunden, dass der Verzicht auf PDU-Transformatoren zu Oberschwingungen beiträgt, sodass sie Drosseln einsetzen mussten, um die Oberschwingungen zu reduzieren. Im Allgemeinen wäre nur sehr großen Betreibern mit sehr großem Ingenieurstab zu raten, völlig andere Energieverteilungsarchitekturen auszuprobieren.

Rechenzentren sollten bei ihrem PDU-Lieferanten auf die folgenden Eigenschaften achten: starke firmeninterne Fähigkeiten im Bereich Magnettechnik, um die PDUs so zu optimieren, dass sie zum Design des Rechenzentrums passen; vertikal integrierte PDU-OEMs mit eigener Transformatorfertigung; eine Erfolgsgeschichte der hohen Zuverlässigkeit ihrer Transformatoren und PDUs; ein Portfolio, das Static Transfer Switches (STS) für Rechenzentren umfasst, die in ihrer Architektur Primärsysteme verwenden; und verfügt über ein eigenes Branch Circuit Monitoring System, um die Zusammenarbeit mit der PDU zu optimieren.

Obwohl es Stromverteilungseinheiten schon seit Jahrzehnten gibt, ändert sich die Art und Weise, wie sie entworfen und hergestellt werden, um den Anforderungen modernster Rechenzentren gerecht zu werden. Lieferanten, die sich auf die Entwicklung und Produktion von PDUs konzentrieren und über die entsprechenden Produkte zur Optimierung der Leistung ihrer PDUs verfügen, werden sich in den kommenden Jahren durchsetzen und florieren, auch wenn sich die Anforderungen der Rechenzentrumsbetreiber ständig weiterentwickeln.

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