خفض حمل الأرضيات: استبدال VRLA للمواقع المتقادمة

حلّت مرة أخرى دورة استبدال بطاريات VRLA في مراكز البيانات. يدفع المهندسون خزائن بطاريات جديدة إلى غرفة البطاريات، لكن سؤالًا يبقى عالقًا في أذهانهم: إلى متى يمكن لهذه الأرضية أن تصمد؟

هذا القلق ليس بلا أساس. يُعد حمل أرضية غرفة البطاريات أحد أكثر القيود المادية التي يُستهان بها في تخطيط بنية مراكز البيانات التحتية. فبطاريات VRLA هي أثقل حمل مركز في غرفة البطاريات، ومشكلة الوزن هذه لا تختفي مع كل دورة «استبدال بالمثل».

وزن VRLA: تكلفة يُستهان بها

تزن بطارية VRLA واحدة بجهد 12V وسعة 110Ah ما بين 28.5kg و33kg. ويتطلب نظام UPS نموذجي عشرات إلى مئات من هذه البطاريات الموصولة على التوالي.

لنأخذ 100 بطارية VRLA مثالًا: يقترب الوزن الإجمالي من 3 أطنان مترية. ويتركز هذا الوزن داخل غرفة بطاريات قد لا تتجاوز مساحتها بضع عشرات من الأمتار المربعة. ومع كل توسعة لنظام UPS تُضاف بطاريات أكثر، ويستمر القلق المتعلق بالحمل في التراكم.

والأهم من ذلك، أن دورة استبدال VRLA لا تتجاوز 3 إلى 5 سنوات. ومع كل استبدال، يبقى الوزن الإجمالي للبطاريات الجديدة شبه ثابت—فحمل الأرضية لا ينخفض لمجرد أن البطاريات جديدة. وهذا يعني أنه إذا كان استبدال VRLA مجرد تبديل بمجموعة أخرى من بطاريات VRLA الثقيلة بالقدر نفسه، فإن مخاطر الحمل تستمر في التراكم بمرور الوقت ولا تُحل من تلقاء نفسها.

فجوة معايير حمل الأرضيات أكبر مما يدركه معظم الناس

تتراوح معايير الحمل الحي لأرضيات غرف البطاريات عادةً بين 12.0 و23.9 kPa، بينما تكون مناطق معدات مراكز البيانات القياسية في حدود 7.2 kPa فقط. وهذا يعني أن غرف البطاريات تحتاج إلى قدرة تحمل أعلى من مناطق المعدات العادية بمقدار 1.7 إلى 3.3 مرة.

والمنطق وراء ذلك بسيط: بطاريات VRLA ثقيلة للغاية. يزن رف بطاريات VRLA نموذجي نحو 1,000 kg، ويمكن أن يصل وزن النظام الكامل إلى 5,000 kg. ولهذا السبب، تُضطر العديد من مراكز البيانات إلى وضع غرف البطاريات في الطوابق الأرضية أو في مناطق معززة إنشائيًا.

أما بالنسبة لمراكز البيانات المحوّلة من مبانٍ مكتبية عادية، فالفجوة تكون أوضح. إذ تُصمم أرضيات المكاتب العادية عادةً لتحمل نحو 2 kN/m² فقط، بينما تتطلب غرف بطاريات مراكز البيانات ما يصل إلى 16 kN/m²—أي فرق يقارب 8 مرات.

وهذا يعني أن عددًا كبيرًا من مراكز البيانات المتقادمة تمتلك غرف بطاريات كانت أرضياتها تحت حمل مرتفع منذ اليوم الأول. ومع كل استبدال لبطاريات VRLA (استبدال VRLA بـ VRLA)، لا تتحسن المشكلة أبدًا.

تعزيز الأرضية؟ التكلفة أعلى مما تظن

قد يقول البعض: إذا كانت قدرة التحمل غير كافية، فلنقم بتعزيزها فحسب.

لكن تعزيز الأرضيات أكثر تعقيدًا بكثير من «إضافة بعض حديد التسليح». فالتعزيز بأقمشة ألياف الكربون، أو إضافة طبقة خرسانية فوق البلاطة، أو لصق ألواح فولاذية أسفل البلاطة—كل نهج يتطلب تقييمًا إنشائيًا وتصميمًا وتنفيذًا وفحصًا مهنيًا. وبحسب طبيعة الهيكل المحددة، تتراوح التكاليف عادةً من عشرات الآلاف إلى أكثر من مليون دولار.

والأهم: بعد اكتمال التعزيز، ستظل بطاريات VRLA بحاجة إلى الاستبدال كل 3 إلى 5 سنوات. قد تتحمل الأرضية هذه المرة، لكن ذلك لا يضمن أنها ستتحمل بعد عقد من الزمن. فالتعزيز لمرة واحدة لا يزيل القلق المتعلق بالحمل بشكل دائم.

استبدال VRLA: من «تعزيز الأرضية» إلى «تقليل الحمل»

في جوهرها، ترتبط مشكلة الحمل بالوزن. ولا توجد سوى طريقتين لمعالجتها: تعزيز الأرضية لتحمل الحمل، أو تقليل الحمل نفسه.

بطاريات النيكل والزنك من Gerchamp تسلك المسار الثاني.

عند سعة مكافئة، لا يتجاوز وزن بطارية النيكل والزنك من Gerchamp (مثل 8XNFZ38) 7.8kg. أما بطارية VRLA المكافئة فتزن 28.5-33kg—أي أن وزن بطارية النيكل والزنك لا يتجاوز الربع تقريبًا. ومع تكوين من 100 بطارية بالعدد نفسه، ينخفض الوزن الإجمالي من نحو 3 أطنان مترية إلى أقل من 800 kg.

وهذا يعني أن أرضية مركز البيانات المتقادم لا تحتاج إلى تعزيز. أزل بطاريات VRLA، وركّب بطاريات النيكل والزنك—ينخفض الحمل بأكثر من الثلثين. تُحل مشكلة امتثال حمل الأرضية عند نقطة «اختيار نوع البطارية»، بدلًا من انتظار ظهور مشكلات إنشائية ثم محاولة معالجتها.

والأهم من ذلك، تتمتع بطاريات النيكل والزنك بعمر تصميمي يتجاوز 10 سنوات، ما يقلل تكرار الاستبدال من ثلاث أو أربع مرات إلى مرة واحدة فقط خلال دورة حياة المبنى نفسها. وكل عملية استبدال تعني مناولة أقل، واضطرابًا إنشائيًا أقل، وحملًا إضافيًا أقل على الأرضية.

الخلاصة

لا يبدأ استبدال VRLA في مراكز البيانات المتقادمة بسؤال «أي بطارية أرخص؟»، بل بسؤال «هل ما زالت هذه الأرضية قادرة على تحمل الوزن؟»

على سبيل المثال، تُعد بطارية النيكل والزنك من Gerchamp (8XNFZ38 13.2V, 38Ah) بديلًا مباشرًا لبطاريات VRLA بجهد 12V وسعة 110Ah—من دون استبدال الخزائن، ومن دون الحاجة إلى تعديلات في نظام UPS. ومع خفض الوزن بنسبة 75%، تتحول مشكلة امتثال إنشائي قد تتطلب مئات الآلاف من تكاليف التعزيز إلى قرار شراء بسيط: «ركّبها وانتهى الأمر». إضافةً إلى ذلك، تقدم Gerchamp أيضًا بطارية 8XNFG90، وهي بطارية نيكل وزنك بسعة 90 Ah.

لا يقتصر استبدال VRLA على ترقية أداء البطاريات فحسب—بل يتعلق أيضًا بطرح الوزن من معادلة حمل الأرضية لديك.

لمعرفة المزيد عن حلول استبدال VRLA وتقييم امتثال حمل الأرضيات، تفضل بزيارة موقع Gerchamp أو تواصل مع فريقنا الفني.