データセンター電力配電のケーススタディ

プロジェクト概要

大手クラウドサービスプロバイダーは、アリゾナ州フェニックスに新しいTier IIIデータセンターの建設を依頼しました。この施設は2,000台のサーバーラックを収容し、総IT負荷は12MWになるように設計されています。この施設は、敏感なコンピューティング機器の安定した運用を保証し、厳格な効率目標を満たすために、配電システム全体で超低電圧降下を必要としました。このケーススタディでは、世界クラスの配電性能を実現するために使用されたエンジニアリングアプローチを探ります。

データセンターは、電力配電の最も要求の厳しいアプリケーションの1つです。住宅や商業ビルでは3〜5％の電圧降下勧告が許容されるのとは異なり、データセンターでは通常、公共サービスからサーバーラックPDUまでの総電圧降下が2％未満である必要があります。この厳格な要件には2つの重要な理由があります：機器性能とエネルギー効率です。

現代のサーバー電源は、国際的な互換性のために通常200〜240Vの特定の入力電圧範囲内で動作するように設計されています。ただし、これらの電源は、入力電圧が設計の最適点に近いときに最も効率的に動作します。電圧が低いということは、IT負荷に同じ電力を供給するためにより多くの電流が必要であることを意味し、これにより熱発生が増加し、電源効率が低下します。継続的に動作する12MWデータセンターでは、わずかな効率向上でも大幅なエネルギーとコストの節約につながります。

設計要件

配電アーキテクチャ

データセンターは2N冗長電源アーキテクチャを使用しています。これは、各サーバーが2つの独立したパスから電力を受け取ることを意味します。各パスには、独自の公共フィーダー、メインスイッチギア、UPSシステム、および配電インフラストラクチャが含まれています。いずれかのパス上のコンポーネントが故障した場合、サーバーは中断なく他のパスで動作し続けます。このアーキテクチャは、配電インフラストラクチャを効果的に倍増させ、電圧降下の最適化に多くの機会を提供します。

施設は公共サービスから13.8kVの電力を受け取り、メイン変電所で建物全体の配電用に480Vに降圧されます。UPSシステムは480Vで動作し、出力は架空バスバーを介して行レベルPDUに分配されます。PDUは電圧を208Vに変換し、床下ケーブルを介してサーバーラックに配送します。

電圧降下最適化戦略

この規模の施設で1％未満の電圧降下を達成するには、配電システムのすべてのレベルで複数の最適化戦略を適用する必要がありました：

結果と性能指標

重要な電源システムの設計

データセンターまたは重要な電源設置を計画していますか？電圧降下計算機を使用して、配電設計を最適化し、厳格な電圧降下要件を満たしてください。