چه مدت به ژنراتور نیاز داریم؟

مقدمه

تقریبا تمامی مراکز داده کوچک و اتاق های شبکه دارای سیستم حفاظتی UPS می باشند. با این وجود، متناسب با کاربردشان مدت زمان پشتیبانی باتری UPS در آنها بسیار متفاوت می ­باشد. به عنوان مثال، در یک UPS معمولی نصب شده در اتاق شبکه این مدت زمان پشتیبانی می‌تواند 20 دقیقه بوده در حالی که برای UPS تامین‌کننده‌ی سویچ تلفن این زمان ممکن است به 4 ساعت برسد. راه کارهای مختلفی (مانند اضافه کردن ژنراتور) برای طولانی تر کردن زمان پشتیبانی وجود دارد که در زیر به برخی از آنها اشاره شده است:

• اضافه کردن UPS افزونه به صورت موازی با UPS قبلی یا برآورد مشخصات UPS بیشتر از حد مورد نیاز؛
• اضافه کردن باتری های مکمل به UPS؛
• اضافه کردن ژنراتورهای آماده به کار دیزلی یا گازی.

برای بسیاری از کاربرها، تخمین مدت زمان پشتیبانی باتری در هر یک از کاربردهای UPS، مشکل است. همچنین سطح دسترسی اضافه‌ای که با افزایش این زمان حاصل شده، نیز به طور کامل مشخص نیست. این گزارش روشی منطقی برای ارزیابی ریسک‌های ناشی از توقف عملکرد منبع برق و اطمینان از تامین زمان پشتیبانی مورد نیاز، ارائه داده است. این راه کار از چهار گام تشکیل شده است :

1. آگاهی از عواقب خرابی سیستم و محدود کردن تاثیرات آن؛
2. تعیین الزامات مدت زمان پشتیبانی؛
3. نگهداری سیستم سرمایش؛
4. انتخاب بین ژنراتور یا باتری های مکمل.

گام اول : آگاهی از عواقب خرابی سیستم و محدود کردن تاثیرات آن

آگاهی از عواقب زمان پشتیبانی ناکافی، نقشی حیاتی در درک ارزش و اهمیت مدت زمان پشتیبانی اضافی، دارد. این عواقب ناخوشایند ممکن است شامل موارد زیر باشد:

• توقف ناگهانی تراکنش ها، که باعث از دست دادن اطلاعات کلیدی غیرقابل بازیابی، می شود.
• قرار دادن مصارف برق محافظت شده در حالت نرم افزاری که به restart کردن مجدد سیستم به طور دستی نیاز دارد.
• توقف ناگهانی در تراکنش های مشتری که به از دست دادن آن مشتری منجر شده و به کسب و کار ضربه می‌زند.

البته برخی نتایج مانند از دست دادن داده ها، بدون اعمال مدت زمان پشتیبانی اضافی، نیز قابل پیشگیری هستند. برخلاف قطع برق اصلی(که ناگهانی و غیر قابل پیش‌بینی است)، ناکافی بودن زمان پشتیبانی در UPSها در همان مدت عملکرد متکی بر باتری، ، پیامدی قابل پیش بینی می باشد. پیش از اتمام شارژ باتری، سیستم UPS با ارسال سیگنال‌هایی به مصارف و/یا کاربران، هشدار داده تا با پیش گرفتن اقدامات لازم، تا حد زیادی مشکلات ناشی از قطع برق را کاهش دهند. به ویژه سیستم UPS می تواند به مصارف و سیستم‌های عامل، فرمان دهد تا به صورت صحیح خاموش شود و از این طریق، فرایند restart را کوتاه و تسهیل کرده و از وضعیت مطلوب اطمینان می‌یابد. علاوه بر این، UPS می تواند با اعلام هشدار، کاربر را از زمان خاموشی سیستم مطلع کرده تا در نتیجه کابرها می توانند داده های خود را ذخیره و تراکنش‌های در حال کار خود را به پایان برسانند. این موضع به تفصیل در گزارش “جلوگیری از آسیب داده ها حین قطع برق طولانی”[1] توضیح داده است. با این وجود در بسیاری از ماموریتهای مهم محیطی، خاموش شدن سیستم نمی‌تواند به سادگی یک گزینه‌ی احتمالی محسوب شود. در این شرایط، مدت زمان پشتیبانی بیشتر، ضروری خواهد بود.

گام دوم : تعیین الزامات مدت زمان پشتیبانی

الزامات مدت زمان پشتیبانی، ممکن است به وسیله‌ی کاربران تجهیزات محافظت شده در هر کسب و کار، تعیین شده باشد. زمانی که هیچ گونه الزاماتی وجود نداشته باشد، طراحان سیستم می بایست با کاربران در این زمینه مشاوره داشته باشند تا درک روشنی از انتظارات  از عملکرد سیستم به دست بیاورند. این مشاوره می بایست دربردارنده دو فاکتور مهم باشد: هزینه توقف عملکرد و شاخصه‌ی ریسک محل پروژه.

شاخص هزینه توقف عملکرد برای کسب وکار

آگاهی از هزینه‌ی ناشی از توقف عملکرد برای یک کسب و کار بسیار مهم است. به ویژه نحوه‌ی تغییرات این هزینه به عنوان تابعی از مدت زمان قطع برق اهمیت خواهد داشت. مطابق شکل 1a، در بسیاری موارد، هزینه توقف عملکرد در هر ساعت، ثابت باقی می‌ماند. به بیان دیگر کسب و کاری که در ساعت اول، دارای نرخ هزینه 100 دلار ضرر به ازای هر ساعت توقف عملکرد است، در ساعات بعدی نیز با همین نرخ ضرر خواهد داشت. شرکت‌هایی مانند فروشگاه های خرده فروشی مثالی از این شاخص هستند که جریان سود/درآمد در آن شرکت ثابت است. با از کار افتادن سیستم، نرخ ضرر تقریبا ثابت خواهد بود.

اگرچه مطابق شکل 1b برخی از کسب و کار ها، ممکن است در 500 میلی ثانیه اول توقف، بیشتر پول را از دست داده و بعد از آن نرخ هزینه آنها کاهش یابد. به طور مثال کارخانجات تولید قطعات نیمه هادی در دقایق اولیه‌ی قطع برق خود، بیشترین هزینه را متضرر می شوند چرا که با توقف در فرآیند تولید، قرص‌های سیلیکونی زیرِ ساخت، دیگر قابل استفاده نبوده و کنار گذاشته می شوند.

از طرف دیگر، در برخی دیگر از کسب و کارها، ممکن است هزینه‌ی توقف کوتاه مدت بسیار جزیی باشد(به این دلیل که درآمد از دست نرفته بلکه تنها کمی به تاخیر افتاده است). با توجه به رضایتمندی مشتری، توقف کوتاه در عملکرد می‌تواند قابل قبول باشد اما با افزایش این زمان، مشتری های زیادی از این اتفاق ناخشنود خواهند شد. بروز توقف‌های طولانی مدت، باعث آسیب دیدن اعتبار برند در اذهان عمومی و پیدایش سوالاتی پیرامون عملکرد شرکت خواهد شد. تمامی این اتفاقات موجب شده تا با طولانی شدن زمان توقف، هزینه‌های ناشی از آن نیز به سرعت افزایش یابند. مثالی از این شاخص هزینه ناشی از توقف عملکرد در شکل 1c نشان داده شده است.

بیشتر کسب و کارها دارای یکی از این سه شاخص هزینه توقف عملکرد در شکل‌های زیر می باشند . با این وجود استثنائاتی نیز از شاخص‌هایی منحصر به فرد وجود دارد که مطابق با سه حالت گفته شده نیست.

شکل 1 – هزینه های توقف عملکرد الف) ثابت  ب)کاهشی با گذشت زمان ج) افزایشی با گذشت زمان

 

تخمین هزینه توقف عملکرد معمولا بسیار دشوار است زیرا هزینه های کل شامل هزینه های مستقیم و هزینه های غیرمستقیم می باشند و این هزینه های غیرمستقیم به سختی قابل محاسبه می باشند.

هزینه های مستقیم می تواند شامل موارد زیر باشد :

·                  حقوق و هزینه های کارمندان کم بهره‌ور؛

·                  درآمدی که به دلیل قطعی سیستم حاصل نشده است؛

·                  افزایش حقوق و هزینه های ناشی از اضافه کاری احتمالی یا بررسی و تعمیر سیستم؛

·                  هزینه مستقیم تجهیزات خراب شده.

هزینه های غیرمستقیم می تواند شامل موارد زیر باشد :

• کاهش رضایت مندی مشتریان؛
• مشتریانی که در زمان توقف عملکرد به سراغ رقبای تجاری دیگر رفته اند؛
• آسیب دیدن وجهه‌ی برند؛
• روابط عمومی منفی

هزینه های معمول ناشی از توقف عملکرد در کسب و کارهای مختلف بر اساس هر صنعت، تعیین شده و در جدول 1 ارائه شده است. در این جدول هزینه ها بر حسب دلار بر ساعت-کارمند بیان شده است.  این اعداد می‌تواند به عنوان راهنمایی برای ارزیابی تاثیر مالی توقف عملکرد برای صنایع یکسان یا مشابه در نظر گرفته شوند. به طور ساده با ضرب عدد درآمد مربوطه در تعداد ساعات به کار گرفته شده آن کارمند در کسب و کار، ریسک سود کل در ساعت بدست خواهد آمد.

شاخص ریسک برق برای محل پروژه

پس از آن که هزینه توقف عملکرد تخمین زده شد، دانستن شاخص ریسک نیز محل پروژه اهمیت می‌یابد. شاخص ریسک احتمال بروز حوادث مختلف در سیستم برق سایت را بر اساس داده های جمع آوری شده در یک بازه زمانی نشان می دهد. شاخص ریسک از دو متغیر تشکیل شده است : فراوانی حوادث در یک بازه زمانی و مدت زمان هر حادثه. در کل، حوادث کوتاه مدت معمولا بیشتر اتفاق می افتد و به طور برعکس نیز، فراوانی حوادث طولانی تر کمتر است. شکل 2 نشان دهنده این رابطه می باشد.

جدول 1- هزینه های توقف عملکرد در صنایع مختلف

انواع صنایع	درآمد/ کارمند-ساعت ($)
بانکداری	130.52
شیمیایی	194.53
مهندسی و ساخت	216.18
کالاهای مصرفی	127.98
الکترونیک	74.48
انرژی	569.20
موسسات مالی	1079.89
صنایع غذایی و آشامیدنی	153.10
بهداشت و درمان	142.58
هتل داری و گردشگری	38.62
فن اوری اطلاعات	184.03
بیمه	370.92
ساخت و تولید	134.24
رسانه	119.74
فلزات/منابع طبیعی	153.11
دارویی	167.53
سرویس های حرفه ای	99.59
خرده فروشی	244.37
مخابرات	186.98
حمل و نقل	107.78
خدمات رفاهی	380.94
میانگین	205.55

 

 

ارتباط بین مدت زمان قطعی با فراوانی قطعی برق

شکل 2: ارتباط بین مدت زمان قطعی با فراوانی قطعی برق

جدول 2a، 2b و 2c به ترتیب بیانگر داده‌های نمونه‌ی افت ولتاژ یا قطع برق در شهرهای نیویورک، تگزاس و سنگاپور می باشد. این شاخص ها توسط محاسبه‌گر تحلیل سطح دسترسی که توسط شرکت اشنایدر الکتریک و بر اساس  مطالعات بر کیفیت برق و آمارهای شرایط آب و هوایی، توسعه یافته، تهیه شده است.

جدول 2a: شاخص ریسک در نمونه از شهر نیویورک

محدوده زمانی	افت ولتاژ/سال	قطع برق/سال	کل/سال
کمتر از یک ثانیه	65.56	9.01	72.57
یک ثانیه –  10 دقیقه	0.56	2.26	2.82
10 دقیقه – 1.5 ساعت	0.03	0.23	0.26
بیشتر از 1.5 ساعت	0.01	0.05	0.06

 

جدول 2b: شاخص ریسک برای شهر تگزاس

محدوده زمانی	افت ولتاژ/سال	قطع برق/سال	کل/سال
کمتر از یک ثانیه	115.1	16.94	132.04
یک ثانیه –  10 دقیقه	0.6	2.31	2.91
10 دقیقه – 1.5 ساعت	0.02	0.22	0.24
بیشتر از 1.5 ساعت	0.0	0.05	0.05

 

جدول 2c: شاخص ریسک برای سنگاپور

محدوده زمانی	افت ولتاژ/سال	قطع برق/سال	کل/سال
کمتر از یک ثانیه	120	20	140
یک ثانیه –  10 دقیقه	1.2	4.8	6.0
10 دقیقه – 1.5 ساعت	0.15	0.54	0.69
بیشتر از 1.5 ساعت	0.025	0.09	0.115

با  آگاهی یافتن از انواع ، فراوانی و مدت زمان هر رویداد محتمل در هر ناحیه، و همینطور درک هزینه های ناشی از توقف عملکرد که تا اینجای گزارش بدان اشاره شده است، حال دانستن زمان معمول سیستم ها برای ریکاوری پس از بروز حوادثی در سیستم برق اهمیت دارد. به عنوان مثال، اگر 2 ساعت قطع برق به 4 ساعت زمان ریکاوری در یک پایگاه داده آسیب دیده بیانجامد، در نتیجه جمعا کل مدن زمان قطع برق 6 ساعت در نظر گرفته می‌شود.  به طور مشابه با قطع برق به مدت 500 میلی ثانیه، زمان لازم برای ریکاوری، 4ساعت و 500 میلی ثانیه خواهد بود. باید توجه داشت که بازیابی این پایگاه داده‌ی آسیب دیده تنها یکی از اقدامات متعددی است که برای ریکاوری کامل سیستم باید انجام شود.

ساختن مورد تجاری

مشخص است که هزینه های توقف عملکرد و ریسک قطع برق دو فاکتور کلیدی در تعیین مدت زمان پشتیبانی مورد نیاز در کسب و کار می باشند. مانند هر تحلیل موردی دیگری در کسب و کار، علاوه بر این دو مورد، موارد دیگری نیز می باید قبل از تعیین این زمان و انتخاب تجهیزات راه‌کار اجرایی، مورد ارزیابی قرار بگیرند. این موارد عبارتند از  :

• هزینه راهکارها با تغییر در چند زمان پشتیبانی متغیر (که در ادامه مطرح می‌شود)؛
• بودجه – چه مقدار پول برای هزینه در دسترس می باشد؛
• نرخ بازده داخلی (IRR) این پروژه در مقایسه با پروژه های دیگر؛
• منافع غیر مستقیم اجرای یک راهکار، مانند ارائه یک مزیت رقابتی؛
• تجارب پیشین شخص یا دیگران در مورد حوادث توقف عملکرد و قطع برق؛
• تاثیر بر روی هزینه بیمه تداوم کسب و کار

گام سوم: نگهداری سیستم سرمایش

در صورت قطع برق، علاوه بر تامین برق از منبع دیگر، برطرف نمودن گرمای تولید شده توسط تجهیزات در حال مصرف نیز بسیار مهم می باشد. تجهیزات مصرف کننده که برق کافی دریافت کرده اما به طور مناسب و کافی خنک نشوند، به بروز گرمای بیش از حد منجر شده و در نتیجه از کار می‌افتند- یا در حالتی بدتر، آسیب می‌بیند. به طور معمول دمای مرکز داده بعد از 20 دقیقه کار (البته بسته به فاکتورهای مختلفی چون توزیع مصرف و رک‌ها) به بیش از حد مجاز می‌رسد. در شرایطی که رک‌ها دارای تجهیزاتی پرظرفیت (مانند سرورهای تیغه ای) باشند، خاموشی ناشی از گرما می‌تواند در کمتر از 5 دقیقه اتفاق بیفتد. در حین عملکرد UPS متکی به باتری، می بایست دمای اتاق، رک‌ها، خود UPS/ باتری ها در بازه مجاز دمایی توصیه شده توسط سازنده نگه داشته شود. اگر باتری های توانی معادل تامین 2 ساعت زمان پشتیبانی حین قطع برق داشته باشند، به احتمال زیاد گرمای تولید شده در اتاق بیشتر از دمای توصیه شده از سوی سازنده خواهد شد. در نتیجه توجه به سرمایش تجهیزات IT و خود UPS حین قطع برق، بسیار مهم است.

برای سالن‌های کوچک کامپیوتر یا اتاقک‌ها، استفاده از تهویه دارای باتری برق، در مدت طولانی قطع برق می‌تواند مناسب و کافی باشد. اصل اساسی در سرمایش، انتقال گرمای داخل فضا به بیرون از ساختمان بوده و در نتیجه دمای هوای سالن یا اتاقک نمی‌بایست از دمای هوای محیط بیرون بیشتر باشد. یک نمونه از چنین سیستم‌هایی، دستگاه تهویه هوای رک های شبکه اشنایدر الکتریک است که در شکل 3 نشان داده شده است. این راه‌کار تا توان 2 کیلو وات قابل اجرا می باشد. برای اطلاعات بیشتر می‌توان به گزارش “استراتژی‌های سرمایش رک‌های شبکه و اتاقک‌های IT”[2] مراجعه کرد.

شکل 3: به کارگیری دستگاه تهویه به کمک فن در اتاقک فاوا

برای مکان های بزرگتر یا با توان مصرفی بیشتر، برای  حفظ دمای مجاز، ممکن است به تهویه مطبوع موضعی هوا نیاز باشد. برخی از کاربران می‌خواهند تمامی اجزای سیستم سرمایش را با برق تولید شده توسط UPS تغذیه کنند تا در حین قطع برق، از تامین سرمایش پشتیبان اطمینان داشته باشند. با وجودی که در نگاه اول، این راه‌کار آسان به نظر می رسد ولی با اجرای آن مشکلات زیادی برای یکپارچگی سیستم برق ایجاد خواهد شد. کمپرسورهای موجود در واحدهای سرمایش، با دریافت انرژی، به حداکثر جریان که می تواند معادل شش برابر جریان معمولی باشد، نیاز خواهند داشت. این جریان بالای راه اندازی به bypass سیستم منجر شده و در نتیجه کل هدف استفاده از UPS برای پشتیبانی تجهیزات IT حین قطع برق با شکست مواجه شود. از طرف دیگر یک ژنراتور پشتیبان می‌تواند برق سیستم UPS و تجهیزات سرمایش را در قطع برق طولانی مدت تامین نماید.

در زمان استفاده از ژنراتور، از لحظه‌ی قطع برق تا به کار افتادن ژنراتور، یک وقفه‌ی کوتاه در سرمایش بوجود می آید. در بسیاری موارد، وقفه‌ی پیشامده خطری برای مصارف حیاتی مراکز داده ایجاد نمی‌کند. با این وجود در رک‌های با توان مصرفی 10کیلو وات یا بیشتر، این زمان کوتاه بدون سرمایش نیز می تواند باعث بروز گرمای بیش از حد در برخی رک ها شود. در این موارد توصیه می‌شود که برق مورد نیاز دمنده‌های دستگاه تهویه مطبوع و فن‌های توزیع هوا توسط UPS تامین شود.

گام چهارم: انتخاب بین ژنراتور یا باتری های مکمل

نصب باتری‌های مکمل بسیار آسان بوده و در مواردی که استفاده از ژنراتورها غیرعملی باشد، تنها گزینه قابل استفاده هستند. به عنوان مثال ممکن است در یک سایت پروژه، فضای کافی برای نصب ژنراتور وجود نداشته یا با محدودیت هایی از سوی سازمان های نظارتی محیط زیست مواجه باشد. احتمال دیگر آن است که صاحبان ملک اجاره ای، اجازه نصب ژنراتور را نداده باشند.

از طرف دیگر، اگر به مدت زمان پشتیبانی طولانی‌تری نیاز بوده یا تجهیزات پرظرفیتی به کار گرفته شده باشد، تنها راهکار معقول برای حفظ عملکرد سیستم ها، استفاده از ژنراتور بوده چرا که (همانطور که در گام 3 توضیح داده شد) باید همواره از سیستم سرمایش پشتیبانی شود.

در بسیاری موراد باتری‌های مکمل مقرون به صرفه تر از ژنراتورها هستند. با این وجود با افزایش زمان پشتیبانی مورد نیاز و/یا همچنین افزایش در مصارف نیازمند این زمان طولانی‌تر، ژنراتورها به لحاظ اقتصادی گزینه های مناسب‌تری می باشند. در شکل 4 مقایسه ای بین بهای تمام شده(TCO) در یک UPS با مشخصات کاربردی و دارای باتری و یک UPS که توسط ژنراتور پشتیبانی می شود، ارائه شده است. نقطه تلاقی نمودار کاملا مشخص بوده و تصمیم گیری برای انتخاب آسان است.

شکل‑4: تحلیل TCO برای باتری و ژنراتور

شکل 5، TCO سیستم برحسب $ در هر وات را به عنوان تابعی از مدت زمان پشتیبانی مصارفی در بازه 2کیلو وات تا 12 کیلو وات نشان می دهد. توضیحات راجع به داده ها و فرض های اولیه برای این نمودار در پیوست آورده شده است. در انتخاب راهکاری مناسب از لحاظ اقتصادی، می‌توان از این نمودار به عنوان معیار استفاده کرد.

گراف به وضوح نشان می دهد که مکمل های دارای باتری برای مدت زمان های به کارگیری کوتاه، مناسب می باشند اما با افزایش مدت زمان به کارگیری استفاده از ژنراتورها، مقرون به صرفه تر می باشد. به عنوان مثال برای میزان توان استفاده 2 کیلو وات (به بالا) و حداقل زمان استفاده 1 ساعت، استفاده از ژنراتورها از نظراقتصادی مقرون به صرفه است. زمانیکه توان مصرفی به 12 کیلو وات برسد استفاده از ژنراتورهای برای مدت زمان 20 دقیقه و بیشتر مناسب است.

با کمتر شدن میزان توان مصرفی از آنچه که در بالا ذکر شد، برای اقتصادی بودن، مدت زمان به کارگیری ژنراتورها می بایست بیشتر شود. در تصویر 6 هزینه نهایی برای توانهای کاری 200 و 500 وات مشخص شده است. فرض ها وداده های این گراف در ضمیمه آمده است.

شکل 5: تحلیل TCO برای 3 توان کاری متفاوتUPS (به ترتیب)

همانطورکه نمودار به وضوح نشان می دهد، باتی‌های مکمل برای زمان پشتیبانی کوتاه‌تر، کم هزینه‌تر بوده ولی با افزایش این زمان، ژنراتورها به طور محسوسی مقرون به صرفه‌تر خواهند بود.. به عنوان مثال، وقتی زمان پشتیبانی به 2 ساعت رسیده، برای سیستمی معمولی با توان 2kW، ژنراتورها مزایای بیشتری در قیاس با باتری‌ها دارای زمان پشتیبانی توسعه یافته، دارند. با در نظر گرفتن سیستمی 12kW، این نقطه به زمان 20 دقیقه نزدیک‌تر می‌شود.

با کاهش مصارف تا مقداری حتی کمتر از مورد فوق، نقطه‌ی برتری یافتن ژنراتوربر باتری، به سمت زمان پشتیبانی بسیار بالاتری جابجا می‌شود. شکل 6، TCO سیستم را به ازای $ برای هر وات، و به عنوان تابعی از زمان پشتیبانی مصارف 200 وات و 500 وات نشان می‌دهد. داده‌های هزینه‌‌ای این نمونه و فرضیات این نمودار نیز در پیوست آورده شده است.

شکل 6: به غیر از زمان‌های پشتیبانی بسیار طولانی، ژنراتور گزینه‌ی مقرون به صرفه‌ای در توان بسیار پایین نمی باشد.

همان طور که نمودار نیز نشان می‌دهد، وقتی ژنراتور تبدیل به گزینه‌ی مقرون به صرفه‌ای شده، زمان پشتیبانی مصرف 200 واتی، به 11 ساعت می‌رسد.با چنین مصرف کمی ، با برآورد بیش از حد نیاز از ظرفیت UPS و همچنین اضافه کردن زمان پشتیبانی، می‌توان به راحتی به زمان پشتیبانی طولانی‌تر دست یافت. به عنوان مثال، یک سیستم UPS نوع APC Smart-UPS 750 XL با دو باتری اضافی می تواند با TCO کمتر از ژنراتور، برای یک مصرف 200 واتی تا 9 ساعت زمان پشتیبانی تامین نماید.

نتیجه گیری

افزودن بر مدت زمان پشتیبانی باتری UPS ، راهی مقرون به صرفه برای افزایش سطح پایداری و دسترسی در اتاق های شبکه می‌باشد. با این حال، الزامات مدت زمان پشتیبانی، می‌تواند عامل اصلی در هزینه های سیستم UPS محسوب شود. راهنمایی های این گزارش می تواند برای تخمین هزینه های توقف عملکرد، آگاهی از شاخص ریسک یک سایت پروژه و در نهایت تعیین الزامات مدت زمان پشتیبانی مورد استفاده قرار گیرند. اگر به مدت زمان پشتیبانی طولانی‌تر نیاز باشد، می بایست تصمیم مناسبی در انتخاب بین یک ژنراتور آماده به کار یا استفاده از UPS دارای باتری‌های مکمل گرفته شود.

 

پیوست 

تحلیل TCO در سیستم UPS با باتری‌های مکمل در مقابل UPS با ژنراتور آماده به کار

به منظور تحلیل TCO به مدت 10 سال که در شکل های 5 و 6 نشان داده شده، 5 مقدار مصرف مختلف در نظر گرفته شده است: 200 وات، 500 وات، 2کیلووات، 6کیلووات و 12 کیلووات. برای هر یک از این توان ها، یک UPS معمولی و همچنین ژنراتور متناسب با آن، انتخاب شده است.  برای هر سیستم، قیمت تخمینی فروش و متوسط هزینه نیروی انسانی محاسبه شده است. تمامی تخمین هزینه های مربوط به UPS ، از قیمتهای تخمینی خرید یا ERP ارائه شده توسط اشنایدر الکتریک بدست آمده است. تخمین هزینه های مربوط به ژنراتور از قیمت های تخمینی فروش که از سوی شرکت های مختلف ارائه شده، استخراج شده است. باید توجه داشت که راه‌کار استفاده از ژنراتور تنها نیازمند زمان پشتیبانی جزیی از باتری بوده تا تاخیر زمانی ناشی از انتقال توان از منبع اصلی بر ژنراتور و باعکس، جبران شود. بهای تمام شده (TCO) برحسب دلار بر وات، برای هر سیستم، ثابت فرض شده است زیرا که فرض برآنست که سوخت مورد نیاز ژنراتور کاملا در دسترس بوده و تقریبا میزان استفاده ماهیانه ژنراتور فارغ از زمان پشتیبانی مورد نیاز،(به دلیل تست و بازرسی ضروری ماهیانه) ثابت می باشد. اگرچه هزینه الکتریسیته نیز می باید به TCO اضافه گردد، اما در این مقایسه حذف گردیده است زیرا تفاوت قیمت آنها بسیار ناچیز می باشد. از آنجا که طول عمر مفید معمول در باتری های UPS، 3-5 سال می باشد، درآنالیز نیز فرض شده که در بهای تمام شده‌ی 10 ساله، در سالهای 4 و8 می بایست باتری ها تعویض گردد . در جدول A1 سیستم ها و جزیئات بهای تمام شده در مورد UPS با زمان پشتیبانی 7 دقیقه با یک ژنراتور آماده به کار، بیان شده است.

جدول A1: سیستم های به کار رفته در آنالیز و جزئیات TCO برای زمان پشتیبانی 7 دقیقه

متغیرهای TCO (بر مبنای قیمت فروش)	UPS 200W و  ژنراتور1kW	UPS 500W و ژنراتور1kW	UPS 2kW و ژنراتور4.5kW	UPS 6kW و ژنراتور12kW	UPS 12kW و ژنراتور20kW
UPS مدل APC	Smart-UPS SC 420 VA	Smart-UPS SC 1000 VA	Smart-UPS 3000 VA	Smart-UPS RT 7500 VA	Symmetra LX 16kVA
باتری مدل APC	RBC2	RBC33	RBC55	RBC44 x 2	SYBT5 x 4
ظرفیت UPS (watt)	200	500	2400	6000	12000
هزینه نصب ژنراتور ($)	1000	1000	2000	2000	2000
هزینه نصب UPS ($)	0	0	0	500	500
هزینه نگهداری ژنراتور ($)	800	800	1500	3200	4000
هزینه نگهداری UPS ($)	0	0	0	0	0
هزینه سیستم ژنراتور ($)	300	400	750	2750	4000
هزینه سیستم ATS ($)	600	600	600	750	1000
هزینه 10 ساله سوخت	360	360	500	801	1188
هزینه سیستم UPS ($)	120	330	1100	4225	11800
هزینه باتری (سال 4ام) ($)	30	70	240	1078	1520
هزینه باتری (سال 8ام) ($)	30	70	240	1078	1520
TCO برای کل سیستم	3240	3630	6930	16382	27528
TCO ($/watt)	16.20	7.26	2.89	2.73	2.29

 

شکل A1: مقایسه UPS همراه باتری با UPS همراه ژنراتوز. بر مبنای داده‌های واقعی قیمت در توان های 2کیلووات، 6کیلووات و 12کیلووات

بر مبنای این داده ها و مطابق جدول A2، نقطه تصمیم گیری (نقطه ای که بعد از آن استفاده از ژنراتور مقرون به صرفه می باشد) بین20 دقیقه تا 1 ساعت و 10 دقیقه در تغییر می باشد.

جدول A2: نقطه تصمیم گیری برای 2 کیلووات، 6 کیلووات و12 کیلووات

میزان توان	نقطه‌ی تصمیم گیری (به صورت تقریبی)
2 کیلووات	1 ساعت و 10 دقیقه
6کیلووات	45 دقیقه
12 کیلووات	20 دقیقه

 

شکل A2: مقایسه UPS همراه باتری با UPS همراه ژنراتور. بر مبنای داده‌های واقعی قیمت برای توان های200وات، 500 وات

بر مبنای این داده ها و مطابق جدول A3، نقطه تصمیم گیری (نقطه ای که بعد از آن استفاده از ژنراتور مقرون به صرفه می باشد) نسبت به سه مورد بیان شده در بالا ، بیانگر زمان پشتیبانی بیشتری می باشد.

جدول A3:  نقطه تصمیم گیری برای 200 وات و 500 وات

میزان توان	نقطه تصمیم گیری (به صورت تقریبی)
200 وات	11 ساعت و 45 دقیقه
500 وات	5 ساعت و 30 دقیقه

[1] – White Paper 10, Preventing Data Corruption in the Event of an Extended Power Outage
[2] – White Paper 68, Cooling Strategies for IT Closets and Small Rooms