Centra danych stanowią trzon nowoczesnej infrastruktury cyfrowej, zapewniając bezpieczne i wydajne środowisko dla krytycznego sprzętu IT. Systemy dystrybucji energii elektrycznej w centrach danych odgrywają kluczową rolę w dostarczaniu zasilania w sposób wydajny, bezpieczny i niezawodny, aby sprostać wymagającym potrzebom operacyjnym IT. Choć na pierwszy rzut oka mogą wyglądać podobnie, znacząco różnią się konstrukcją, konfiguracją i możliwościami, a każdy z nich jest dostosowany do specyficznych potrzeb operacyjnych i wymagań energetycznych.
Zrozumienie terminologii i komponentów systemów elektrycznych centrów danych jest kluczowe dla specjalistów IT i inżynierów elektryków. Pojęcia takie jak wysokie napięcie, średnie napięcie, niskie napięcie oraz urządzenia, takie jak rozdzielnice, tablice rozdzielcze, panele, jednostki dystrybucji zasilania (PDU) czy zasilacze awaryjne UPS, mogą być mylące.
Niniejszy przewodnik omawia kluczowe komponenty, ich funkcje, rozmieszczenie oraz odpowiednie normy w projektowaniu instalacji elektrycznych w centrach danych, dostarczając głębszego zrozumienia sposobu dystrybucji energii – od sieci elektroenergetycznej aż po obciążenia IT w obrębie centrum danych.
Dowiedz się więcej o kluczowych komponentach i najlepszych praktykach w projektowaniu instalacji elektrycznych w centrach danych z inżynierami gbc. Sprawdź, jak zapewnić niezawodną, skalowalną i energooszczędną dystrybucję zasilania w centrach danych o wysokiej wydajności.
Łańcuch zasilania w centrach danych
Większość centrów danych korzysta z miejskiej sieci elektroenergetycznej jako podstawowego źródła energii. Sieć ta dostarcza zasilanie, które następnie jest przekształcane na miejscu, aby odpowiadało wymaganiom systemów IT pod względem napięcia i natężenia. Oprócz sieci miejskiej wiele obiektów posiada generatory rezerwowe, które utrzymują ciągłość działania podczas awarii lub przerw w dostawie energii. Generatory mogą wspierać główne źródło zasilania lub pełnić funkcję zabezpieczenia awaryjnego w przypadku zaniku prądu.
Energia dostarczana do centrum danych przechodzi przez kilka etapów transformacji i dystrybucji. Po wejściu do obiektu trafia do głównych tablic rozdzielczych (MDB), skąd jest rozprowadzana do systemów takich jak UPS, banki obciążeń czy sprzęt IT. Dzięki temu wrażliwe urządzenia są chronione przed przepięciami i zakłóceniami, co zapewnia ciągłość działania i zapobiega uszkodzeniom krytycznych komponentów.
Kluczowym elementem tego układu jest system zasilania awaryjnego UPS (Uninterruptible Power Supply). UPS zapewnia tymczasowe źródło energii podczas zakłóceń, dając czas na uruchomienie generatorów rezerwowych i utrzymanie płynności pracy. Systemy te są niezbędne do ochrony infrastruktury krytycznej – nawet krótkie przerwy w dostawie energii nie wpływają na funkcjonowanie centrum danych ani na firmy zależne od jego usług.
Aby uzyskać więcej informacji na temat usług, bezpieczeństwa i zarządzania systemami zasilania w centrach danych, zapraszamy do kontaktu or Familiarization with our projects.
Kluczowe elementy systemów dystrybucji energii w centrach danych
1. Rozdzielnice średniego napięcia i transformatory SN/NN
Rola w dystrybucji energii: Rozdzielnice średniego napięcia odgrywają istotną rolę w dużych centrach danych, szczególnie tych o obciążeniu IT przekraczającym 1 MW. To one odpowiadają za przyjęcie energii z sieci zewnętrznej i jej rozdział do wewnętrznej infrastruktury elektrycznej centrum danych.
Jeżeli obiekt korzysta z generatora średniego napięcia, rozdzielnica umożliwia także jego integrację z siecią wewnętrzną, zapewniając nieprzerwane zasilanie w czasie awarii.
Kluczowe urządzenia: Rozdzielnica średniego napięcia wyposażona jest w szereg elementów, takich jak liczniki, wyłączniki, styczniki, bezpieczniki, ograniczniki przepięć, przekładniki napięciowe i prądowe oraz przekaźniki sterujące. Elementy te chronią architekturę centrum danych, pozwalając odłączyć uszkodzone sekcje, izolować fragmenty sieci w celu konserwacji i zapewniać bezpieczny przepływ energii do serwerów oraz innego sprzętu IT.
Konfiguracja: Rozdzielnica składa się zazwyczaj z kilku pól, m.in. jednostki wejściowej, jednostki wyjściowej, pola pomiarowego oraz sekcji szyn zbiorczych. Każde pole wyposażone jest w pojedynczy wyłącznik średniego napięcia, odpowiedzialny za obsługę przepływu energii. Taka konfiguracja pozwala skutecznie zarządzać zasilaniem centrum danych i chroni infrastrukturę przed przeciążeniami lub uszkodzeniami.
Ta infrastruktura stanowi kręgosłup systemu dystrybucji energii w centrach danych, wspierając kluczowe systemy, takie jak UPS, generatory rezerwowe czy zarządzanie obciążeniem – dzięki czemu serwery i komponenty IT pozostają zawsze w trybie operacyjnym.
2. Rozdzielnice niskiego napięcia i automatyczne przełączniki (SZR)
Rola w dystrybucji energii: Rozdzielnice niskiego napięcia są niezbędne w centrach danych o mniejszym zapotrzebowaniu na moc (poniżej 1 MW). Sterują przepływem energii z uzwojenia wtórnego transformatora SN/NN lub z generatorów rezerwowych do krytycznych urządzeń biznesowych w centrum danych, zapewniając zasilanie serwerów, systemów chłodzenia i innej kluczowej infrastruktury IT. Efektywna dystrybucja energii ma zasadnicze znaczenie dla utrzymania ciągłości działania i osiągnięcia optymalnej efektywności wykorzystania energii (PUE), która jest jednym z kluczowych wskaźników w ocenie wydajności energetycznej centrów danych.
Kluczowe wyposażenie: Rozdzielnice niskiego napięcia obejmują m.in. linie zasilające, rozdzielnice mocy (PCC), rozdzielnice sterowania silnikami (MCC), szyny zbiorcze, wyłączniki, liczniki, ograniczniki przepięć i przekaźniki. Urządzenia te stanowią integralną część niezawodnej i bezpiecznej dystrybucji energii.
Chronią także przed awariami i przeciążeniami, minimalizując ryzyko zakłóceń operacyjnych. Prawidłowe działanie tego sprzętu wspiera zarówno ciągłość biznesową, jak i efektywność energetyczną, zgodnie z najlepszymi praktykami zarządzania energią.
Parametry mocy: Potencjał napięciowy i wartości prądowe rozdzielnic niskiego napięcia są kluczowe dla ich wydajności. Typowe wartości znamionowe napięcia sięgają 690 V, a odporność udarowa na przepięcia do 12 kV. Parametry prądowe dostosowuje się do wymagań systemu i lokalnych norm, co zapewnia, że infrastruktura energetyczna spełnia potrzeby operacyjne centrum danych bez kompromisów w zakresie niezawodności i bezpieczeństwa.
Dla firm, które chcą zwiększyć efektywność energetyczną i zapewnić optymalne zarządzanie systemami zasilania w swoich centrach danych, wybór odpowiedniego sprzętu i konfiguracji jest kluczowy. Aby uzyskać więcej szczegółów lub zapytać o nasze usługi, prosimy o kontakt. Wszelkie prawa zastrzeżone.
3. Systemy zasilania bezprzerwowego (UPS)
Rola w ochronie zasilania: UPS odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu nieprzerwanego zasilania krytycznej infrastruktury IT podczas zakłóceń w dostawie energii. Rozwiązania te chronią przed nagłymi przepięciami, krótkotrwałymi przerwami i zapewniają czas na uruchomienie generatorów rezerwowych.
Rodzaje konfiguracji UPS: W zależności od potrzeb centrum danych, systemy UPS mogą przybierać różne konfiguracje. Zazwyczaj obejmują rozdzielnice wejściowe/wyjściowe UPS, rozdzielnice dystrybucyjne UPS oraz statyczne przełączniki STS do funkcji obejścia.
Niezawodność: Odpowiednie zaprojektowanie systemu UPS jest niezbędne dla utrzymania sprawności krytycznego sprzętu IT. Dobór właściwego układu UPS stanowi jedną z kluczowych decyzji w procesie projektowania instalacji elektrycznej.
4. Jednostki dystrybucji zasilania (PDU) i zdalne panele zasilania (RPP)
Rola w dystrybucji energii: PDU i RPP stosowane są w centrach danych do rozprowadzania energii z nadrzędnych jednostek UPS do szaf IT i innych krytycznych obciążeń. Urządzenia te odpowiadają za kontrolę, monitorowanie i ochronę przepływu energii do komponentów IT.
Kluczowe wyposażenie: Typowa jednostka PDU zawiera główny wyłącznik wejściowy, rozdzielnice obwodów odgałęzionych, transformatory mocy, ograniczniki przepięć oraz moduły monitorujące i komunikacyjne. PDU zazwyczaj przystosowane są do obsługi mocy od 50 kW do 500 kW.
Rodzaje PDU: PDU występują w różnych wariantach w zależności od regionu. Na przykład w północnoamerykańskich centrach danych mogą obniżać napięcie z 480 V do 120/208 V, podczas gdy w Japonii – z 200 V do 100 V.
5. Systemy szynoprzewodów
Rola w dystrybucji energii: Szynoprzewody stanowią alternatywę dla tradycyjnych PDU i RPP, oferując modułową i elastyczną dystrybucję energii elektrycznej. Składają się z jednostki zasilającej, magistrali energetycznej, modułów wtykowych (z zabezpieczeniami nadprądowymi) oraz złączy.
Zalety: Szynoprzewody można instalować nad sufitem lub pod podłogą, w zależności od układu centrum danych. Zapewniają elastyczność w zakresie przyszłych modernizacji i rekonfiguracji, jednocześnie minimalizując przestoje podczas konserwacji.
Zastosowanie: Szynoprzewody są szczególnie przydatne w dużych centrach danych, które wymagają modułowych rozwiązań dystrybucji energii.
Czytaj więcej: Wszystko, co musisz wiedzieć: infrastruktura hiperskalowalna w 2025 roku – inżynierowie gbc
6. Rozdzielnice
Rola w dystrybucji zasilania: Rozdzielnice są zazwyczaj stosowane w przestrzeniach technicznych, energetycznych i IT centrum danych. Dystrybuują energię do urządzeń chłodniczych, systemów oświetlenia, infrastruktury bezpieczeństwa i innych kluczowych komponentów.
Kluczowe wyposażenie: Rozdzielnice zawierają główne szyny zbiorcze i zaciski, do których podłączane są wyłączniki nadprądowe, przewody neutralne i przewody uziemiające. Zwykle montuje się je na ścianie, a ich konstrukcja umożliwia łatwy dostęp oraz konserwację.
7. Listwy zasilające rPDU
Rola w dystrybucji zasilania: Listwy zasilające rPDU, montowane w szafach IT, dostarczają energię bezpośrednio do urządzeń IT znajdujących się w tych szafach. Zasilane są z nadrzędnych jednostek PDU lub RPP i mogą być konfigurowane do dystrybucji zasilania jednofazowego lub trójfazowego.
Funkcje: rPDU często wyposażone są w dodatkowe funkcje, takie jak ochrona przeciwprzepięciowa, pomiar i monitoring, które są kluczowe dla śledzenia zużycia energii oraz zapewnienia wydajnego i bezpiecznego zasilania szaf IT.
Czytaj więcej: Jakie są niezbędne komponenty centrum danych? – inżynierowie gbc
Najlepsze praktyki w projektowaniu instalacji elektrycznych centrów danych
Nadmiarowość i niezawodność: Infrastruktura musi być odporna na awarie i zdolna do utrzymania pracy podczas przerw w dostawie energii. Redundantne systemy UPS, podwójne linie zasilania z sieci oraz generatory rezerwowe są kluczowe dla osiągnięcia wysokiej niezawodności.
Skalowalność: Wraz ze wzrostem centrów danych rosną ich potrzeby energetyczne. Projektowanie systemów z myślą o skalowalności umożliwia łatwą modernizację i rozbudowę infrastruktury.
Efektywność energetyczna: Minimalizacja zużycia energii jest priorytetem. Energooszczędne transformatory, jednostki UPS i inne komponenty infrastruktury mogą obniżyć koszty operacyjne i zmniejszyć ślad węglowy centrum danych.
Zgodność z normami: Spełnienie wymagań międzynarodowych norm (IEC, ANSI, NEC) jest niezbędne dla bezpieczeństwa, wydajności i legalnej zgodności projektów.
Ciągły monitoring i konserwacja: Regularne monitorowanie infrastruktury energetycznej i konserwacja zapobiegawcza są kluczowe dla utrzymania ciągłości i niezawodności pracy.
Czytaj więcej: Czym są rozwiązania dla centrów danych? Kompleksowy przegląd – inżynierowie gbc
Gotowy na przyszłościowe rozwiązania dla swojego centrum danych?
Współpracuj z inżynierami gbc, aby zaprojektować obiekt, który zapewni wydajność, niezawodność i długoterminową wartość.
🌐 Odwiedź: www.gbc-engineers.com
🏗️ Poznaj nasze usługi: Usługi – inżynierowie gbc
Wnioski
Projektowanie systemów elektrycznych w centrach danych to złożone, lecz kluczowe zadanie wymagające dogłębnej wiedzy na temat przepływu energii, bezpieczeństwa i niezawodności. Dzięki integracji odpowiednich urządzeń – takich jak rozdzielnice średniego napięcia, systemy UPS, listwy zasilające (PDU) i generatory rezerwowe – centra danych mogą zapewnić nieprzerwaną pracę i ochronę krytycznych operacji IT.
Uwzględnienie redundancji, skalowalności, efektywności energetycznej i zgodności z normami dodatkowo zwiększa wydajność oraz trwałość infrastruktury, pomagając firmom utrzymać wysoką dostępność i niezawodność – fundament nowoczesnych operacji cyfrowych.
Koncentrując się na efektywności, bezpieczeństwie i niezawodności, inżynierowie gbc dostosowują każdy projekt centrum danych do indywidualnych potrzeb klienta – niezależnie od tego, czy korzysta on z chmury, czy z systemów obliczeniowych o wysokiej gęstości.
Dzięki starannemu planowaniu i zastosowaniu nowoczesnych rozwiązań dystrybucji energii, przedsiębiorstwa mogą budować wydajne i skalowalne centra danych, które sprostają wymaganiom współczesnych obciążeń IT.