Baterie a UPS zdroje jsou klíčovými technologiemi, které se postarají o nepřetržitý provoz datových center v případě výpadku elektrické energie. Jaké jsou cíle a možnosti při návrhu těchto technologií, jsme v novém rozhovoru probrali s Karlem Šebelíkem.
Vaše profesní cesta je velmi zajímavá, a přestože nebyla od začátku spojena s datovými centry, na tento segment jste již dříve narazil. Můžete nám dát obecné shrnutí?
V Altronu působím poslední tři roky na pozici konzultanta. Svého hlavního koníčka, elektrotechniku, jsem začal studovat na střední škole a následně na ČVUT. Moje první práce byla ve Výzkumném ústavu vzduchotechniky. Vyvíjel jsem a měřil vzduchotechnická a klimatizační zařízení, což je jedna z oblastí, kterou se zabývám také v Altronu. Moje další cesta však směřovala spíše do IT, kde jsem pracoval na technických a manažerských pozicích.
Mezi společnosti, ve kterých jsem dříve působil, patří Komerční banka, a.s. nebo Siemens IT Solutions and Services. Nejdůležitější z pohledu toho, co děláme v Altronu, bylo mé působení v J&T Bance, kde jsem se věnoval stavbě datových center pro celou finanční skupinu J&T. Tam jsem poznal řadu dodavatelů non-IT technologií, mezi kterými byl také Altron. Toho času dodával J&T Bance generátory, UPS a baterie pro datové centrum.
Jak se tedy stalo, že jste se dostal přímo k nám?
Když jsem odešel do důchodu, řekl jsem si, že by mě to tam ještě nebavilo. Kontaktoval jsem tedy Altron, svého bývalého dodavatele, a před třemi lety jsem sem nastoupil. Jsem za toto rozhodnutí velmi rád. Současní kolegové jsou skvělí odborníci na technologie a známe se z dřívějších společných projektů. Přestože na rozdíl od nich znám problematiku spíše teoreticky, mám zkušenost z druhé strany jako zákazník a provozovatel datových center, což je pro náš tým velkou přidanou hodnotou.
Můžeme tedy říct, že vaše odbornost představuje přínos pro všechny divize. S kterými spolupracujete nejvíce?
V Altronu spolupracuji napříč se všemi. Nejvíc však v procesu přípravy nabídek. Když se soutěží projektová nabídka, podílím se na celkovém řešení. Svou roli mám také na výběrovém řízení jednotlivých subdodavatelů. Jedním z mých velkých projektů byla stavba datového centra Nagoja pro Seznam.cz v Benátkách nad Jizerou. Měl jsem na starosti jak výběrové řízení subdodavatelů, tak uvádění do provozu, dohled nad zkušebním provozem, odstraňování chyb a hledání jejich příčin. Na to přímo navazuje budování datového centra Kokura v Horních Počernicích. Dále však řeším i menší zakázky pro státní správu, nemocnice a podobně.
Jednou z vašich specializací, o které má být tento rozhovor, jsou baterie pro záložní zdroje. Mohl byste nám popsat, jaké je hlavní využití těchto baterií v datovém centru?
Pro fungování IT a komunikační technologie jsou klíčové dvě věci: napájení elektrickou energií a chlazení. Samozřejmě jsou i další oblasti, které musíme ošetřit, např. bezpečnost, ochrana proti požáru a další, ale řekl bych, že napájení a chlazení jsou ty zcela nejzásadnější.
Každý počítač, pokud ho vypnete, i když jen na několik milisekund, tak se vypne nekorektně a všechna data i rozpracované procesy se přeruší. To může mít v datovém centru, ve kterém běží i několik set serverů, vážné následky. Následná obnova dat do původního stavu v důsledku tohoto přerušení je práce na několik hodin, ne-li dní a v plném rozsahu obnovit prakticky nelze.
Z tohoto důvodu potřebuje každé datové centrum nepřerušitelné zdroje napájení, neboli UPS. Tento zdroj dokáže napájet zařízení po dobu výpadku, tedy do doby obnovení dodávky energie nebo spuštění záložních generátorů. Potřebuje k tomu však energii uloženou v bateriích. Baterie jsou tedy důležitou technologií, která zajistí nepřetržité napájení v případě neočekávaných událostí.
Jak se podle vás v poslední době baterie vyvinuly a jaký je současný trend?
Poměrně dlouho se pro UPS zdroje používaly baterie olověné. Ty znamenaly osvědčenou technologii s rozsáhlou sítí výrobců, z nichž si může zákazník vybírat. Mají však slabé stránky, které se do moderního konceptu bezpečného zálohování datového centra nehodí.
Jedna z jejich nedobrých vlastností je, že nejsou příliš spolehlivé a mají krátký životní cyklus. Reálná životnost olověných baterií je 5 let, v nevhodných provozních podmínkách ale vydrží pouhé 3 roky. Musí se proto často měnit, což nese dodatečné náklady servisu, komplikace s výpadkem baterií při výměně a logisticky náročnou manipulaci. Další problematická vlastnost je, že potřebují teplotu kolem 20 °C. Proto se musí místnosti s bateriemi klimatizovat, což vyžaduje další investiční a provozní náklady.
Pro datacentra jsou vhodnější baterie na bázi fosfátu lithia a železa. Jsou velmi bezpečné a v porovnání s olověnými bateriemi vykazují zhruba 3x vyšší hustotu energie.
Opět se tedy dostáváme ke snižování dlouhodobých provozních nákladů. Co považujete za ideální řešení?
Ano, hlavním cílem je najít takové baterie, které v sobě mají při malém objemu co nejvíce energie. V poslední době se nejvíce vyvíjejí baterie na principu iontů lithia neboli Li-Ion, kterých je ale celá řada a mají poměrně různé vlastnosti.
Jednotlivé řady baterií se odlišují podle toho, z jakého prvku mají katodu. Velmi oblíbené jsou dnes baterie s katodami z manganu, případně kobaltu. To jsou baterie, které mají největší hustotu energie a jsou vhodné zejména pro mobilní zařízení. Jsou lehké s relativně dlouhou výdrží, ale při zvýšené teplotě, mechanickém poškození nebo špatném nabíjení může dojít k jejich vzplanutí.
Pro datacentra jsou proto vhodnější baterie na bázi fosfátu lithia a železa. Jsou velmi bezpečné a v porovnání s olověnými bateriemi vykazují zhruba 3x vyšší hustotu energie.
Představte si, že stavíte datové centrum uvnitř budovy, kde jsou kanceláře, a vy si můžete vybrat, zda vám baterie zaberou tři místnosti, nebo jednu. Nemalá výhoda je i to, že jsou mnohem lehčí. Pokud se použijí olověné baterie, musí se řešit zatížení podlahy a provést stavební úpravy. S LiFePO4 bateriemi tenhle problém v podstatě není.
To se však promítá do jejich ceny. Jak si stojí jednotlivé baterie, co se týče pořizovacích nákladů?
Pochopitelně se vstupní investicí liší. Jejich pořizovací cena je průměrně 2x dražší než u olověných. Pokud však porovnáme long-life náklady, baterie LiFePO4 vycházejí mnohem ekonomičtěji. Životnost těchto baterií je v řádech nižších desítek let oproti 5 letům, které nabízejí baterie olověné.
Druhý rozdíl, který mluví do nákladů, je v provozní teplotě. LiFePO4 baterie mají provozní teplotu běžně od 0 °C do 50 °C. V extrémních aplikacích, třeba pro armádu, se dají používat v rozmezí od -20 °C do 60 °C. Nepotřebují tedy v podstatě žádnou klimatizaci a jsou na provoz velmi ekonomické. V dlouhodobém horizontu tedy nemohou olověné baterie v porovnání s LiFePO4 vyjít jako vítěz.
LiFePO4 baterie jsou zcela jistě vhodnější. Je tento názor rozšířený také mezi klienty?
Ten, kdo potřebuje naprosto minimální pořizovací cenu a nevadí mu horší spolehlivost, případně větší cena za celkovou dobu používání, tak si pořídí olověné baterie. Ten, kdo se na to dívá z perspektivy dlouhodobého chodu datového centra, chce spolehlivé baterie s dlouhou výdrží a nižšími náklady na provoz, vybere si LiFePO4.
Altron je v tomhle ohledu průkopníkem nových technologií, takže jak v datovém centru Nagoja, tak v dalších projektech se snažíme vysvětlit zákazníkům, že nový typ LiFePO4 baterií je pro ně velkým benefitem a cestou, kterou by se měli vydat. Snažíme se přijít s ideálním řešením a obecně platí, že nám zákazníci důvěřují a nechají si poradit, což považuji za naši skvělou vizitku.