Generatori dei data center, compresi quelli di riserva, che rientrano nella lista dei componenti mission critical del CED. Sono loro, infatti, l’ultima e strategica linea di difesa della business continuity delle sale macchine. Se il data center subisce dei fermi o dei guasti a causa di un’interruzione della corrente elettrica, sono data center generator a entrare in campo come back up energetico primario. Gli UPS, sebbene siano una risorsa importante, non possono sostituire il ruolo dei generatori dei data center, presentando dei grossi limiti funzionali.
Quali sono i limiti degli UPS nei CED
Prima linea di difesa, gli UPS, ovvero i gruppi di continuità, garantiscono un’alimentazione costante ma sono una soluzione a breve termine che esegue il backup delle apparecchiature IT, ma non il loro raffreddamento. Le apparecchiature IT possono surriscaldarsi rapidamente senza raffreddarsi e, prima di arrivare ad autodistruggersi, in condizioni regolari dovrebbero spegnersi. In generale, i sistemi informatici ad alte prestazioni potrebbero spegnersi in pochi secondi una volta che iniziano a surriscaldarsi. Tuttavia, anche se l’apparecchiatura IT continua a funzionare, sarà l’UPS stesso a entrare in modalità di spegnimento termico autoprotettivo. Pertanto, investire in una durata della batteria superiore a 15-30 minuti è solitamente antieconomico. Il sistema di raffreddamento determina per quanto tempo un data center può continuare a funzionare dopo un’interruzione di corrente e l’unico backup efficiente in termini di alimentazione è avere a disposizione un generatore di emergenza.
Classificazione dei generatori
L’Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO) classifica i generatori in diversi modi a seconda del loro utilizzo:
- Standby di emergenza, significa che questi generatori prevedono un funzionamento massimo annuo di 200 ore
- Prime, significa che funziona per un numero illimitato di ore all’anno
- Continuous rated significa che i gruppi elettrogeni sono classificati per un numero illimitato di ore di funzionamento, senza restrizioni sul fattore di carico medio variabile o costante
Generatori dei data center come asset strategico
Alimentati a gasolio, a gas naturale o anche a combustibili diesel HVO, i generatori dei data center subentrano in caso di guasto della fonte di alimentazione elettrica principale. Il tema dell’alimentazione è connesso sia alla sostenibilità dei data center che a un’evoluzione normativa che impatta in vario modo su tutte le organizzazioni. La rete elettrica statunitense, ad esempio, deve iniziare la transizione dai combustibili fossili a risorse più sostenibili, come il solare e l’eolico, per ridurre al minimo la possibilità di interruzioni di corrente. L’azienda elettrica locale rappresenta un’alternativa economica destinata a fallire, pertanto i generatori sono considerati la fonte di energia primaria per il data center. In questo contesto, l’utilizzo di sistemi di alimentazione di backup più ecologici, tra cui sistemi di batterie modulari e generatori bio-diesel di fase V possono spianare la strada a un approccio più green. I data center, infatti, hanno recentemente annunciato il passaggio a forme di alimentazione di backup più efficienti o più ecologiche. Tra le più gettonate, condizioni al contorno permettendo, vi sono le celle a combustibile a gas idrogeno, i generatori a biodiesel o persino dei piccoli reattori nucleari.
Affidabilità dei generatori diesel
I generatori diesel sono motori affidabili e producono emissioni intrinsecamente inferiori rispetto ai motori a benzina. La sfida più grande nel loro utilizzo sono le partenze a basse temperature, ma queste possono essere facilmente gestite tramite i riscaldatori della coppa dell’olio e del blocco motore. I dispositivi di riscaldamento, pur non essendo dispositivi a risparmio energetico, dovrebbero essere programmati per funzionare solo quando le temperature scendono sotto i 40 gradi Fahrenheit (4,4 gradi Celsius). Tuttavia, se i generatori sono installati all’interno di un edificio con un’adeguata ventilazione o sono rivestiti con un involucro adeguatamente progettato per resistere alle intemperie, sono altamente affidabili.
Collaudo e manutenzione del generatore
Anche i generatori dei data center più vecchi possono funzionare bene, ma la loro manutenzione deve essere di alta qualità. Come sottolineano gli esperti, sebbene i generatori di backup siano progettati per essere affidabili, non vengono utilizzati quotidianamente il che rende difficile riconoscere problemi imminenti facendo solo brevi test. I generatori raramente funzionano più di una volta al mese e, in realtà non si consumano. Semplicemente si deteriorano.
Le organizzazioni devono prendono le dovute precauzioni per la manutenzione dei generatori dei data center, pianificando test adeguati per un tempo adeguato. Non farlo potrebbe portarle a incappare in brutte sorprese. Scoprire che quando c’è bisogno di un’energia di backup i generatori non si accendono o non funzionano nel modo corretto, impatta sulle macchine del data center in modo anche molto grave, portando potenzialmente anche alla distruzione delle apparecchiature.
Per questo è fondamentale testare i banchi di carico (un’apparecchiatura di prova elettrica utilizzata per simulare un carico elettrico – ndr) in modo da garantire che i generatori possano stabilizzarsi rapidamente e assumere il pieno carico senza entrare in stallo. I generatori di emergenza sono investimenti costosi e dovrebbero essere coperti da contratti di manutenzione completi. Ciò significa molto più che semplici messe a punto annuali.
La manutenzione completa dovrebbe includere l’analisi della presenza di contaminanti nel carburante e nell’olio. Le scorte delle batterie di avviamento dovrebbero essere sempre abbondanti e monitorate per la carica. Anche il carburante richiede un punto di attenzione, non solo perché può diventare vecchio in pochi mesi, ma anche perché i serbatoi parzialmente vuoti possono accumulare acqua. Una causa comune di guasto del generatore è la mancanza di carburante quando i serbatoi non sono stati riempiti dopo il test.
Disponibilità e configurazioni di ridondanza
Un generatore affidabile si avvia entro 10 secondi e fornisce energia per tutta la durata di un’interruzione. Se qualcosa fa scattare un interruttore, l’energia potrebbe non essere più disponibile per i carichi critici. Ecco perché è opportuno isolare la sicurezza, il raffreddamento e l’IT su diversi generatori per preservare la disponibilità.
Nei sistemi ridondanti, tutti i generatori dovrebbero avviarsi simultaneamente dopo un’interruzione di corrente e spegnersi una volta che l’energia si è stabilizzata. I generatori paralleli che si sincronizzano immediatamente e forniscono la massima capacità iniziale rappresentano l’approccio migliore. Spesso è necessario sovradimensionare i singoli generatori per gestire le correnti di spunto provenienti da refrigeratori, condizionatori d’aria e sistemi UPS, che possono costare di più rispetto al collegamento in parallelo di unità più piccole e ridondanti, soprattutto se è possibile utilizzare il parallelo a bordo. Il collegamento in parallelo a bordo è più semplice rispetto al dispositivo di parallelo esterno e consente il test completo in fabbrica dei sistemi completati prima della spedizione. È fortemente consigliato semplificare l’aggiunta di generatori e ridurre i tempi di messa in servizio. In alternativa va data priorità ai carichi con un sistema di trasferimento “a gradini”, separandoli di pochi secondi per mantenere al minimo i picchi di carico iniziali.
Generator Lifecycle management: le cose da sapere
Come con qualsiasi altro dispositivo meccanico, quando le parti principali iniziano a guastarsi e le parti di ricambio diventano costose, è meglio acquistare una macchina nuova. Molti generatori funzionano bene per oltre 30 anni. I generatori con una durata di vita più lunga erano probabilmente il top della gamma quando erano nuovi, installati al riparo dalle intemperie e includevano tutte le funzionalità di affidabilità disponibili. Tra i 15 e i 20 anni di anzianità anche i migliori materiali iniziano a deteriorarsi. È bene controllare regolarmente la tenuta dei tubi flessibili e delle guarnizioni. Anche l’isolamento si rompe, quindi il test Megger è necessario per garantire che non si verifichino cortocircuiti quando il generatore viene messo sotto carico.
Pannelli di controllo e regolatori di tensione necessitano anch’essi di un certo presidio, in quanto sono dispositivi elettronici con componenti più soggetti a guasti rispetto al motore. Inoltre, possono diventare obsoleti, il che significa che sono difficili da sostituire quando smettono di funzionare. Il consiglio degli esperti è di coinvolgere il fornitore per valutare la possibilità di eseguire un aggiornamento pianificato prima che si verifichi un’emergenza. Gestire le parti di ricambio significa anche preventivare tempi di consegna lunghi per un nuovo controller e difficoltà con la relativa installazione poiché probabilmente non si tratterà di una sostituzione plug and play. Inoltre, quando si fa un aggiornamento del quadro, sarebbe auspicabile cogliere l’occasione per aggiornare anche il controller dei generatori dei data center.
Con l’invecchiamento dei generatori, il programma di manutenzione dovrebbe diventare più rigoroso. Le società di manutenzione dovrebbero essere in grado di monitorare da remoto i generatori e inviare avvisi su problemi imminenti, reali o potenziali.
Sostituzione di un generatore
I costi elevati sono il motivo per cui le aziende aspettano così tanto tempo prima di sostituire i propri generatori. Ciò potrebbe portare a un’interruzione dell’alimentazione di backup poiché il vecchio generatore potrebbe non accendersi, con conseguente perdita di alimentazione al data center. Al momento in cui scriviamo, tempi di consegna compresi tra 18 e 24 mesi non sono insoliti. Ma un’attesa troppo lunga potrebbe rivelarsi dannosa per la vita del data center. Se non si ha disponibilità di avvalersi di più generatori, potrebbe essere il momento giusto per considerare di ordinarne e aggiungerne uno come fonte di alimentazione di sicurezza del generatore di backup originale, nel caso dovesse guastarsi. I nuovi generatori possono includere una serie di funzionalità progettate specificamente per supportare data center ad alta disponibilità, che includono quanto segue:
- Sistemi di raffreddamento migliorati per temperature ambientali elevate
- Alternatori subtransitori bassi
- Calibrazioni a basse emissioni del motore
- Classificazioni conformi all’Uptime Institute, come i sistemi di emissioni di scarico conformi alla Tier 4
Sono inoltre disponibili funzionalità di affidabilità come, ad esempio, la doppia alimentazione (sia gas naturale che olio combustibile) e alimentatori in parallelo.
