Kesintisiz güç kaynakları, elektrik şebekesinde meydana gelebilecek olası, kısa veya uzun süreli elektrik kesintilerinde, gerilim dalgalanmalarında (çöküntüler, yükselmeler veya ani değişikler), frekansın stabil olmadığı durumlarda bağlı cihazları bu değişimlerden koruyan ve sağlıklı, kesintisiz çalışmalarını sağlayan elektronik cihazlardır. Kısacası elektriksel sistemleri besleyerek, şebekedeki anormal durumları düzelterek sisteme temiz ve kaliteli enerji aktarımı yapan cihazlardır.

Günümüz UPS teknolojisi ise “maksimum verimlilik, minimum kayıp” ilkesine göre gelişim göstermektedir. UPS sistemleri sayesinde iş gücü kaybı, veri kaybı gibi zararlar minimum hale getirilip sürdürülebilirlik seviyesi arttırılmaktadır. İş sürekliliği ve işletme maliyetleri üzerinde yapılan hesaplamalar sayesinde işletme sahipleri UPS’lerin ilk yatırım maliyetlerinden çekinmeyerek kaliteli UPS sistemlerini tercih ederek enerji verimliliği konusunda büyük adımlar atmayı başarabilmişlerdir. Bu konuda yapılacak olan doğru tercih ise anlık hesaplamayla değil, uzun zamanlı verilere göre yapılmalıdır.

Kesintisiz güç kaynakları (UPS) sürekli güç sağlayarak, ekipmanı veri kaybından ve ani kesintiler veya voltaj dalgalanmalarından kaynaklanan hasarlardan koruyabilirler. Her biri kendine özgü özellik ve avantajlara sahip çeşitli UPS türleri bulunmaktadır.

Statik UPS'ler; sadece yarı iletkenlerden oluşan hareketli parçası olmayan UPS’lerdir. Statik UPS’leri Offline, Line-Interactive ve Online olarak 3 bölüme ayırabiliriz. Online UPS de Konvansiyonel ve Modüler olarak ikiye ayrılır.

► Konvansiyonel UPS’ler, monoblog yapıdadır ve stand alone olarak da bilinir.
► Modüler UPS’ler ise frame içerisinde yerleştirilen güç modülleri ile güç artırımı yapılabilir mimaride tasarlanmıştır.

Dinamik UPS'ler; hareketli senkron motorun elektrik enerjisi üreterek cihazları beslemesi prensibiyle çalışan UPS’lerdir.

Veri merkezlerinde kullanılan UPS sistemi biri ana biri yedek olmak üzere (N+1) şeklinde kurgulanması lazımdır. Veri merkezi UPS altyapısında çaprazlama farklı UPS kaynakları olmak zorundadır. Bunun yanında TIER IV veri merkezi alanları için A, B ve C güç hatları ile üçlü besleme, TIER III veri merkezi alanları için A ve B güç hatları ile çift besleme sağlanabilir. Ayrıca ofis ve network altyapı için bu alanlara özel minimum 120 dakika güç sağlayan farklı grup UPS’ler ile beslenmelidir.

Arıza, düşük voltaj veya frekans durumlarındaki geçişleri otomatik olarak yapmalıdır. Maksimum süresi 10-30 saniye olan geçiş sırasında UPS (KGK) altyapısı devreye girerek kesintisiz güç sağlamalıdır. UPS sistemine ait akü grubu sistem gereksinimikadar 15-60 dakika besleme sağlayabilme kapasitesine sahip olmalıdır. Sistem Odası ve Veri Merkezinde kullanılan UPS sistemlerinin yedekliliği sağlanmalıdır.

Ortalama bir Veri Merkezi UPS besleme süresi 30 dakika olarak planlanmalıdır. Daha yüksek besleme sürelerinin batarya maliyetlerini ve bakım maliyetlerini arttıracağı unutulmamalıdır. Günümüzde veri merkezlerinde kullanılan UPS sistemleri çoğunlukla statiktir. Veri Merkezindeki yüksek enerji ihtiyaçlarında dinamik UPS sistemleri de kullanılabilmektedir. 

Veri Merkezi dışında barındırılması gereken dinamik UPS sistemleri aşırı ısı üretmez, iklimlendirme ihtiyaçları, akü maliyetleri yoktur ve verimliliği yüksektir. Elektrik dağıtım panoları mevcut enerji altyapısına yetecek şekilde ve en az %20 genişleme kapasitesi ile tasarlanmalıdır. Dağıtım panolarındaki tüm bağlantıların klemensler vasıtasıyla irtibatlandırılması gerekmektedir.

Kesintisiz güç kaynaklarının jeneratör ile birlikte veri merkezlerinde kullanılmasının nedenleri aşağıda sıralanmıştır:

- Elektrik kesintilerinde jeneratörün devreye girme süresine kadar (5-10 sn) kesintisiz bir elektrik akımının devamının sağlanması,
- Jeneratörde ortaya çıkan sıkıntılar sonucu ve diğer bileşenlerin güvenli bir şekilde kapanmaları için süre sağlanması,
- Şebekeden gelen parazit ve dalgalanmaları bastırma cihazlarının arızalanmasına neden olan durumları önleme. 

Yüksek verimli cihazlar, UPS sistemleri, güç dağıtımı için en yüksek verimliliği sağlamalıdır. Yüzde 97,4'lük bir UPS verimliliği, yüksek verimli güç kaynağı ürünleri ve doğru güç kaynağı tasarımı sayesinde, alışılmış yüzde 20 güç dağıtım kayıpları, yüzde 5'e kadar düşürülebilir. Daha fazla verimlilik artışı için ölçüm, izleme ve kontrol çözümleri sunmalıdır. Gömülü ölçme fonksiyonuna sahip Ekip cihazları, IEC 61557-12 standardına göre yüksek esneklik ve doğrulukla, tüm dağıtım seviyelerindeki tüm elektriksel parametreleri ölçme ve kontrol etme yeteneğine sahip olmalıdır. Gömülü işlevlere sahip olmak aşağıdaki avantajları sunar.

- Basitlik ve zaman tasarrufu sağlayan ek rölelere ve ölçüm cihazlarına ihtiyaç yoktur
- Yedi tümleşik haberleşme protokolü sayesinde yüksek esneklik
- Basit ve etkili bulut bağlantısı (örneğin yalnızca on dakikada bulut bağlantısı)
- Daha az cihaz ve bağlantı sayesinde, daha fazla güvenilirlik
- Hızlı tasarım, kurulum ve entegrasyon.

Cihazlardan gelen en önemli bilgiler, basitlik ve esneklik sağlayan DCIM-BMS bulut platformundan kolayca görüntülenebilmeli ve izlenebilmelidir. Veri merkezi standartları tarafından tanımlanan herhangi bir PUE seviyesi için çözümler sunmak, doğru veri merkezi yönetiminin, genel enerji verimliliğini daha da artırmasını sağlar.

Temel veri merkezi izleme çözümü:
Ölçümlerin temel seviyesine ulaşmak için, herhangi bir ek ölçüm cihazı olmadan iki devre kesici kullanılabilir. İki şalterli devre kesici, UPS çıkışının ve tesis girişinin yüzde 0,5 (akım, gerilim) veya yüzde 1 (güç, enerji) hassasiyetine kadar, tüm elektriksel parametreleri ölçer (akım; gerilim; frekans; aktif; reaktif ve görünür güç ve enerji; güç faktörü; tepe faktörü; THVD; THCD).

İki devre kesici Modbus TCP haberleşme protokolü üzerinden bağlanır. Modbus TCP iletişim protokolü, doğrudan devre kesicinin üzerine yerleştirilmiş bir kartuş modülü üzerinde mevcuttur (ek alan ve bağlantı gerekmez). Ölçümler, doğrudan devre kesiciye takılan bir Ekip Com Hub modülü kullanılarak, doğrudan buluta aktarılır. Bu tip bir kurulum on dakikadan az sürer.

Bu şekilde, tüm bilgiler DCIM-BMS bulut platformundan edinilebilir ve herhangi bir konumdan ve internet erişimi olan herhangi bir cihazdan erişilebilir. Buluta bağlantıya ek olarak, ölçüm cihazlarını (devre kesicileri) tesislerde kurulu ve yapılandırılmış yerel DCIM'e bağlamak ve mevcut bilgileri özelleştirilmiş bir şekilde kullanmak da mümkündür. Bulut tabanlı DCIM-BMS yazılımı, kullanıcıların her 30 saniyede bir yenilenen ihtiyaç duydukları tüm bilgileri izlemelerini ve analiz etmelerini sağlar.

Veri merkezleri için önceden yapılandırılmış gösterge paneli ile kullanıcılar veri merkezleri hakkındaki PUE, giriş ve çıkış gücü, enerji trendleri, tepe gücü ve daha fazlası gibi tüm bilgileri görebilirler. Kullanıcı görüntülenen bilgileri ayarlayabildiğinden, yüksek düzeyde bir esneklik de vardır. Kullanılabilir ek özellikler arasında kestirimci bakım, kontrol fonksiyonları, uyarılar ve alarmlar, planlanmış raporlar ve daha pek çok şey bulunur.

Son olarak, yerel bir DCIM denetim sistemi varsa, verileri doğrudan DCIM-BMS platformundan kolayca almak ve bir API aracılığıyla DCIM sistemine entegre etmek mümkündür. Bilgilere birden fazla veri merkezi sitesinin herhangi bir konumundan erişme olanağı sayesinde, farklı sahaların verimliliğini karşılaştırmak ve verimliliği artırmak için doğru adımları atmak mümkündür. Bu çözüm basit olmasına ve başlangıç maliyetinin düşük olmasına rağmen, veri merkezinin enerji tüketimi hakkında çok az bilgi mevcuttur, çünkü sadece iki ölçüm noktası kurulmuştur.

Sonuç olarak, veri merkezinin genel verimliliğini ve güvenilirliğini geliştirmek için çok az yer vardır. Enerji verimliliğinin katma değeri, kullanılan dağıtım cihazlarının çok düşük kayıpları ile görülebilir (örneğin UPS, yüzde 97,4'lük bir verimliliğe sahiptir ). Bu şekilde, 1 MW veri merkezinin güç kaynağı kayıpları, yüksek verimli güç kaynağı çözümü sayesinde alışılmış yüzde 20'den yüzde 5'e indirilir.

Gelişmiş veri merkezi izleme çözümü:
Veri merkezinin enerji verimliliğini ve güvenilirliğini daha da artırmak için harekete geçmeye yönelik, doğru temeli elde etmek amacıyla, bir veri merkezinin genel operasyonlarının net bir resmini elde etmek için, doğru sayıda ve düzeyde ölçüm cihazı uygulanmalıdır. izleyebilen, ölçümleri kaydedebilen ve haberleşebilen geniş cihaz yelpazesi göz önüne alındığında, bu kolay bir iş haline gelir. Cihazlar, veri merkezi operatörüne benzersiz bilgi sağlamak için birbirleriyle ve herhangi bir harici cihazla iletişim kurar.

Bu durumda, önceki durumda açıklanan ölçümler, yazılım ve haberleşme ile ilgili aynı hususlar dikkate alınabilir. Artık ölçümler tüm koruma cihazları ve DCIM-BMS sistemi tarafından gerçekleştirilmektedir. Daha önce olduğu gibi, bilgi bulutta ve yerel olarak mevcuttur. Microsoft ile işbirliği içinde geliştirilen, mümkün olan en yüksek siber güvenlik seviyesi sayesinde, verilerin güvenliği sağlanır.

Bu PUE değerinin çok esnek, kolay ve hassas bir şekilde hesaplanmasını sağlar. Yüklerin gruplandırılması özelliği sayesinde, tesis genel görünümünü hızlı ve esnek bir şekilde özelleştirmek mümkündür. Örneğin, soğutma yükünü koruyan tüm koruma cihazları, ayrı ayrı değerleri görünür kılırken, soğutma yükü tüketiminin değerlerinin görülmesi için birlikte gruplandırılabilir.

Veri merkezleri en yüksek enerji verimliliğine sahip olacak şekilde inşa edilmiş olsalar da, bu değer, ekipmanın ve tesisin yaşlanmasının yanı sıra, optimal olmayan çalışma nedeniyle yıllar içinde azalabilir (PUE artar). Bundan kaçınmak ve PUE değerini düşürme eğilimine ayak uydurmak için doğru önlemler alınmalıdır.  Yüksek hassasiyet, çok sayıda ölçüm noktası ve ekipman durumu hakkında bilgi ile, en fazla enerji tüketen ekipman kolayca tanımlanabilir ve doğru önlem alınabilir.

Bu şekilde, veri merkezinin genel verimliliğini artıran, uygun maliyetli değişiklikler yapmak kolaydır. Ayrıca, veri merkezindeki her bir ekipmanın performansı hakkında bilgi ile, mevcut veri merkezlerini güncellerken ekipman seçimleri yapmak kolaydır, böylece modülerlik kavramına gerçekten saygı duyulur. Ölçümler tüm ekipmanlar üzerinde gerçekleştirildiğinden, veri merkezinin herhangi bir bölümünün enerji tüketimini izlemek çok kolaydır.

Sadece ölçüm bilgilerine bakarak, veri merkezinin bir kısmının normalden daha fazla enerji tüketip tüketmediğini görmek kolaydır. Bu şekilde, düzgün çalışmayan herhangi bir ekipman derhal onarılabilir veya değiştirilebilir, böylece yüksek verimlilik korunur. Örneğin, veri merkezinde sıcak bir nokta varsa, bu bölümden sorumlu soğutma ekipmanı, kararlı bir sıcaklığı korumak için otomatik olarak enerji tüketimini artıracaktır.

Bu tür bir sorunu tanımanın tek yolu, her soğutma cihazının tüketimini ölçmektir. 1 A ila 6300 A arasındaki tüm koruma cihazlarının hassas ölçüm yetenekleri sayesinde, daha önce belirtilen gereksinimleri karşılamak için özel cihazlara veya kuruluma gerek yoktur. Açık tip devre kesiciler üzerinde bulunan benzersiz kestirimci bakım özelliği sayesinde, bakımı önceden planlamak mümkündür.

Bakım çalışmalarının iki saat sürdüğünü ve devre kesicilerin ömrünün 25 yıl olduğunu varsayarsak. Geleneksel durumda, açık tip devre kesicilerde her yıl (yaşam döngüsü boyunca 25 kez) bakım yapılması gerekirken, tahmini bakım özelliğini kullanıldığında bu sayı 9 olur. Önceki bilgilere dayanarak ve tipik bakım maliyetlerini baz alarak, hesaplamalarımız her bir cihazın bakım maliyetlerinden yüzde 43'e kadar tasarruf sağlayabileceğimizi göstermektedir.

Bu, kestirimci bakım özelliği sayesinde yapılabilecek tasarruflar hakkında yalnızca bir örneği temsil eder. Daha önce bahsedilen değerler, çevre koşulları, operasyon sayısı ve kısa devre kesintisi sayısı gibi birçok faktöre bağlı olarak değişebilir. Ayrıca, her cihazın sağlığı ve düzenli bakım hakkında kesin ayrıntılarla, tüm tesisin güvenilirliği çarpıcı bir şekilde artmaktadır, bu sayede bir veri merkezi kesintisinin 2,4 milyon dolara mal olabilen aşırı yüksek maliyetlerinden kaçınmaktadır.

Kestirimci bakım, cihazlardan gelen bilgilere (çevresel koşul, çalışma koşulları, gerçekleştirilen bakım çalışmaları ve etkisi) ve DCIM-BMS aracılığıyla bulutta çalışan karmaşık bir algoritmaya dayanmaktadır. Ayrıca, tüm cihazlar sürekli olarak kendi kendini kontrol eder. Herhangi bir anormal durum tespit ederse, cihaz çalışmanın sürekliliğini sağlamak ve güvenilirliği artırmak için bir alarm verir.

Son olarak, müşteri, alarmları otomatik olarak tetikleyecek herhangi bir cihazın (örn. devre kesici veya otomatik transfer şalteri (ATS) vb.), herhangi bir parametresi (örn. akım, gerilim veya güç) için, üst ve/veya alt eşikler ayarlayabilir. Uptime Institute tarafından yayınlanan son rapora göre, veri merkezlerinin PUE seviyeleri düşüyor, ancak genel güvenilirlikte de bir azalma var.

Burada özetlenen çözümlerin, çalışmada rapor edilen sorunların üstesinden gelerek sadece veri merkezlerinin güvenilirliğini artırabileceği açıktır. Bir veri merkezinin enerji verimliliğini artırmanın bir başka yolu da dağıtım kayıplarını azaltmaktır. Tüm veri merkezi tipleri için, güç dağıtım kayıplarını yüzde 5'e kadar azaltabilecek ekipmanlar sunar.

Buna ek olarak, çok sayıda ölçüm cihazına sahip olmak, dağıtım kayıplarının nedenlerine ilişkin net bilgiler sağlayarak, verimliliği artırmak için dağıtımı optimize etme imkanı sağlar. UPS'teki kayıpları ölçme örneğini ele alalım. UPS'in verimi yüzde 97.4; bu kayıpların yüzde 2.6 olduğu anlamına gelir. Bu değerin düşük hassasiyetli bir cihazla ölçülmesi yararlı veri sağlamaz.

son derece hassas cihazları sayesinde dağıtım kayıpları hakkında kesin bilgi elde etmek mümkündür. Veri merkezlerine takılan IT ekipmanları, tesisatta harmonik bozulmaya neden olan güç kalitesi sorunları üretebilir. Harmonikler ek kayıplara ve güvenilirlik sorunlarına neden olacaktır. Bu, tesisat içine uygun filtreler yerleştirilerek aşılabilir. Bununla birlikte, filtreleri doğru bir şekilde seçmek ve bulmak için, harmonik bozulmanın kaynağı ve seviyesi hakkında doğru bilgiye sahip olmak gerekir.

Devre kesicisi, 50. harmoniğe kadar ek cihaz olmadan ölçüm yapabilir, doğru bilgileri sağlar ve bu iyileştirmeleri mümkün kılar. Ek olarak, aynı devre kesici, ortalama gerilim, gerilimdeki ani yükselmeler veya kısa kesintiler, fazlar arasındaki gerilim dengesizlikleri ve diğer konular gibi güç kalitesinin diğer yönlerini izleyerek enerji verimliliği ve güvenilirliğinde ek artışlar sağlayabilir. UPS'in devre kesicilerinde dahili güç kalitesi ölçüm cihazları bulunur ve bu sayede güç kalitesi ölçümleri veri merkezi güç kaynağı dağıtımının herhangi bir noktasında yapılabilir. Önerilen bazı ölçüm noktaları şunlar olabilir:

- Genel güç kalitesini izlemek için şebeke girişi
- Hangi grup IT kabininin güç kalitesi sorunları ürettiğini tanımak için güç dağıtım birimleri (PDU'lar).

Bu şekilde, güç kalitesi sorunları kolayca çözülebilir. Mekanik yük, harmoniklerin kaynağı da olabilen güç sürücülerden oluşabilir; bu nedenle, sorunun nereden geldiğinden emin olmak için, güç kalitesi ölçüm cihazlarının mekanik seviyede konumlandırılması tavsiye edilir. Son olarak, güç kalitesi diğer veri merkezi seviyelerinde de ölçülebilir ve bu da güç kalitesi sorunlarının net bir resmini çıkarır.