Il ciclo di sostituzione delle batterie VRLA nei data center è arrivato di nuovo. Gli ingegneri portano nuovi armadi batterie nella sala batterie, ma una domanda resta nella loro mente: per quanto tempo ancora questo pavimento potrà reggere?
Questa preoccupazione non è infondata. Il carico sul pavimento della sala batterie è uno dei vincoli fisici più sottovalutati nella pianificazione dell’infrastruttura dei data center. Le batterie VRLA rappresentano il carico concentrato più pesante nella sala batterie, e questo problema di peso non scompare a ogni ciclo di “sostituzione con lo stesso tipo”.
Il peso delle VRLA: un costo sottovalutato
Una singola batteria VRLA da 12 V 110 Ah pesa tra 28,5 kg e 33 kg. Un tipico sistema UPS richiede da decine a centinaia di queste batterie collegate in serie.
Prendiamo come esempio 100 batterie VRLA: il peso totale si avvicina a 3 tonnellate metriche. Questo peso è concentrato in una sala batterie di forse poche decine di metri quadrati. Ogni espansione dell’UPS aggiunge altre batterie e la preoccupazione per il carico continua ad accumularsi.
Ancora più importante, il ciclo di sostituzione delle VRLA è di soli 3-5 anni. A ogni sostituzione, il peso totale delle nuove batterie rimane praticamente invariato: il carico sul pavimento non diminuisce semplicemente perché le batterie sono nuove. Questo significa che, se una sostituzione VRLA consiste solo nel montare un altro set di batterie VRLA altrettanto pesanti, il rischio legato al carico continua ad accumularsi nel tempo e non si risolve mai da solo.
Il divario rispetto agli standard di carico del pavimento è più ampio di quanto molti pensino
Gli standard di carico accidentale per i pavimenti delle sale batterie variano in genere da 12,0 a 23,9 kPa, mentre le aree standard per le apparecchiature dei data center si attestano solo intorno a 7,2 kPa. Le sale batterie richiedono una capacità portante da 1,7 a 3,3 volte superiore rispetto alle normali aree apparecchiature.
La logica alla base è semplice: le batterie VRLA sono estremamente pesanti. Un tipico rack per batterie VRLA pesa circa 1.000 kg e un sistema completo può arrivare fino a 5.000 kg. Per questo motivo, molti data center sono costretti a collocare le sale batterie al piano terra o in aree strutturalmente rinforzate.
Per i data center ricavati da normali edifici per uffici, il divario è ancora più evidente. I pavimenti degli uffici ordinari sono in genere dimensionati per circa 2 kN/m², mentre le sale batterie dei data center richiedono fino a 16 kN/m²: una differenza di quasi 8 volte.
Questo significa che un numero significativo di data center datati ha pavimenti delle sale batterie sottoposti a carichi elevati fin dal primo giorno. E a ogni sostituzione VRLA (sostituendo VRLA con VRLA), il problema non migliora mai.
Rinforzare il pavimento? Il costo è più alto di quanto pensi
Qualcuno potrebbe dire: se la capacità di carico è insufficiente, basta rinforzarla.
Ma il rinforzo del pavimento è molto più complesso che “aggiungere qualche barra d’armatura”. Rinforzo con tessuto in fibra di carbonio, getto di uno strato di calcestruzzo sulla soletta, incollaggio di piastre in acciaio sotto la soletta: ogni approccio comporta valutazione strutturale, progettazione, costruzione e ispezione professionale. A seconda della struttura specifica, i costi vanno in genere da decine di migliaia a oltre un milione di dollari.
Ancora più importante: dopo il completamento del rinforzo, le batterie VRLA devono comunque essere sostituite ogni 3-5 anni. Il pavimento può reggere questa volta, ma ciò non garantisce che reggerà tra dieci anni. Un rinforzo una tantum non elimina in modo permanente la preoccupazione legata al carico.
Sostituzione VRLA: da “rinforzare il pavimento” a “ridurre il carico”
Alla base, il problema del carico è una questione di peso. Esistono solo due modi per affrontarlo: rinforzare il pavimento affinché sopporti il carico, oppure ridurre il carico stesso.
Le batterie al nichel-zinco Gerchamp scelgono la seconda strada.
A parità di capacità, la batteria al nichel-zinco Gerchamp (ad es. 8XNFZ38) pesa solo 7,8 kg. La batteria VRLA equivalente pesa 28,5-33 kg: il nichel-zinco pesa solo un quarto. Con la stessa configurazione da 100 batterie, il peso totale scende da quasi 3 tonnellate metriche a meno di 800 kg.
Questo significa che il pavimento del data center datato non ha bisogno di rinforzi. Rimuovi le batterie VRLA, installa le batterie al nichel-zinco: il carico si riduce di oltre due terzi. Il problema di conformità del carico del pavimento viene risolto nel momento in cui si decide “quale batteria scegliere”, invece di attendere l’emergere di problemi strutturali per poi tentare interventi correttivi.
Ancora più importante, le batterie al nichel-zinco hanno una vita di progetto superiore a 10 anni, riducendo la frequenza di sostituzione da tre o quattro volte a una sola volta nello stesso ciclo di vita dell’edificio. Ogni sostituzione significa meno movimentazione, meno disturbi dovuti ai lavori e meno carico aggiuntivo sul pavimento.
Conclusione
La sostituzione delle VRLA nei data center datati non inizia con “quale batteria costa meno”, ma con “questo pavimento può ancora sopportare il peso?”
Ad esempio, la batteria al nichel-zinco Gerchamp (8XNFZ38 13,2 V, 38 Ah) è una sostituzione diretta per le batterie VRLA da 110 Ah 12 V: non richiede sostituzione degli armadi né modifiche al sistema UPS. Con una riduzione del peso del 75%, trasforma un problema di conformità strutturale che potrebbe richiedere centinaia di migliaia di dollari in costi di rinforzo in una decisione di acquisto semplicemente “installala ed è fatto”. Inoltre, Gerchamp offre anche 8XNFG90, una batteria al nichel-zinco da 90 Ah.
La sostituzione delle VRLA non riguarda solo l’aggiornamento delle prestazioni delle batterie: riguarda la sottrazione di peso dall’equazione del carico sul pavimento.
Per saperne di più sulle soluzioni di sostituzione VRLA e sulla valutazione della conformità del carico del pavimento, visita il sito web di Gerchamp o contatta il nostro team tecnico.