Solution de centre de données en rangée unique INVT iWit pour une régie d'électricité au Sri Lanka

Résumé : À mesure que la demande en énergie efficace et fiable dans les centres de données augmente, les installations traditionnelles sont de plus en plus confrontées à des contraintes d’espace, à des cycles de construction longs et à une faible intégration des systèmes. La solution d’alimentation modulaire en conteneur est conçue pour surmonter ces problèmes. Grâce à un déploiement rapide, une évolutivité flexible et une efficacité énergétique supérieure, elle est devenue l’infrastructure privilégiée pour les applications 5G, IoT et d’urgence. En intégrant le refroidissement de précision, les onduleurs (UPS) et les systèmes de distribution électrique, cette solution permet aux clients de construire des centres de données haute performance même dans des environnements à espace limité, ouvrant la voie à un futur numérique plus intelligent, efficace et durable.

Mots-clés : Centre de données en rangée unique, climatiseur de précision.

1. Contexte du Projet

Le Bureau de l’Énergie local au Sri Lanka exploitait un centre de données hérité situé dans une salle serveur limitée de 4,6 m × 7,8 m. L’installation existante utilisait un design traditionnel avec sept racks de serveurs disposés en deux rangées. Cette configuration reflétait les défis typiques des infrastructures anciennes : faible efficacité du refroidissement, absence de système de protection incendie, consommation d’énergie élevée et faible évolutivité. Ces limitations devenaient critiques, car la croissance des opérations numériques du bureau et les plans d’expansion futurs étaient fortement entravés par un environnement de centre de données obsolète et inefficace. La nécessité d’un projet de modernisation était évidente pour garantir que l’installation puisse supporter de manière fiable les services critiques actuels et futurs.

Pour résoudre ces problèmes, INVT a recommandé la solution de centre de données iWit en rangée unique, comprenant six armoires (une armoire hôte et cinq armoires IT). La configuration inclut deux climatiseurs en rangée de 25 kW en redondance N+1, un onduleur modulaire (UPS) de 45 kVA avec trois modules de puissance de 15 kVA et 15 minutes de batterie de secours, assurant à la fois efficacité et haute fiabilité. Cette solution a pleinement satisfait les exigences du client, transformant le centre de données hérité en une installation moderne et modulaire avec une meilleure résilience et évolutivité.

2. Points de Douleur du Client

• Espace sévèrement limité : La salle serveur originale ne mesurait que 4,6 m × 7,8 m. La disposition traditionnelle en double rangée occupait trop d’espace, rendant difficile l’expansion future et l’intégration de nouveaux équipements IT dans l’espace restreint.

• Faible efficacité du refroidissement : Le système de refroidissement initial était inefficace et peinait à gérer la dissipation thermique des racks haute densité, créant des risques de points chauds localisés pouvant compromettre la durée de vie et la stabilité des équipements IT.

• Manque de redondance système : Les systèmes de puissance et de refroidissement initiaux manquaient de configurations de redondance, posant un risque élevé de points de défaillance unique, ne répondant pas aux exigences de haute fiabilité du bureau pour la continuité des opérations.

• Consommation énergétique élevée : Le design traditionnel entraînait une consommation d’énergie excessive, générant des coûts opérationnels élevés et un PUE (Power Usage Effectiveness) plus important, ne respectant pas les standards modernes d’efficacité énergétique.

• Faible évolutivité et infrastructure rigide : L’infrastructure héritée était rigide et difficile à faire évoluer selon les besoins numériques croissants, limitant la capacité du bureau à s’adapter rapidement aux nouvelles technologies. La disposition physique compliquait également la maintenance et la rendait longue.

3. Solution INVT

INVT a recommandé et mis en œuvre la solution de centre de données modulaire iWit en rangée unique :

• Optimisation de l’espace : Adoption d’une disposition en rangée unique avec six armoires, économisant ≥30 % d’espace au sol par rapport au design traditionnel en double rangée.

  Conception à haute fiabilité :

• Refroidissement : Équipé de deux climatiseurs de précision de 25 kW en rangée avec redondance N+1.

• Alimentation : Système UPS modulaire de 45 kVA (3 modules de 15 kVA) avec redondance N+1. Des armoires de batteries échangeables à chaud ont été déployées pour fournir 60 minutes de secours pour une charge IT de 15 kW, améliorant la stabilité et la maintenabilité du système.

• Déploiement rapide : La solution était fortement pré-intégrée en usine, permettant un déploiement et une mise en service sur site en ≤4 heures.

• Evolutivité : L’architecture modulaire du UPS et du centre de données permet une expansion future flexible selon la demande.

Comparaison

Les micro-modules de centre de données en rangée unique refroidis par air surpassent les solutions à un seul cabinet en supportant une densité plus élevée (jusqu’à 10–15 kW par cabinet) et une plus grande évolutivité (2–15 cabinets par module), dépassant la limite de capacité rigide des racks individuels (≤5–8 kW). Comparé aux dispositions en double rangée, le design à allée unique permet d’économiser ≥30 % de l’espace au sol en éliminant les couloirs et canaux de refroidissement redondants, idéal pour les sites urbains à espace restreint ou les projets de rénovation.

Le déploiement est accéléré à ≤4 heures grâce à 90 % de sous-systèmes pré-intégrés en usine, tandis que les solutions en double rangée nécessitent encore une coordination inter-rangée sur site. En tirant parti du refroidissement de précision en rangée avec ventilateur EC et technologie de compresseur à onduleur, ces modules atteignent une efficacité énergétique avec un PUE de 1,35–1,6, surpassant significativement les unités à cabinet unique (>1,8) et comparable aux configurations en double rangée (≈1,4).

Chaque module fonctionne de manière autonome avec redondance de refroidissement et alimentation N+1, assurant isolation des défauts et résilience du système – des avantages impossibles dans des systèmes à cabinet unique partagé ou des configurations double rangée interdépendantes. Validé dans les secteurs bancaire, santé, télécom et edge computing, cet équilibre entre densité, rapidité et fiabilité autonome fait des micro-modules en rangée unique le choix optimal pour des déploiements de 10–75 kW.

4. Configuration du Système

• Disposition originale du centre de données

  

• Disposition du centre de données INVT

  

Comparé à la solution originale, INVT occupe moins d’espace, possède une densité de puissance plus élevée et est plus facile à entretenir.

Les UPS modulaires et montés en rack (RM045/15X, 45 kVA) et les climatiseurs en rangée (VCR025, 25 kW AC) sont utilisés, de sorte que le système d’alimentation et le système de refroidissement se trouvent tous deux dans l’armoire, le canal froid est fermé et l’ensemble du système est très efficace.

Stratégie de configuration : Comme le client exigeait que l’ensemble du système supporte une charge IT de 15 kW avec redondance N+1, nous avons choisi un UPS de 45 kVA avec la plus haute efficacité (50%-75 %) pour la redondance. Pour la climatisation, deux unités non standard de 15 kW auraient pu être utilisées ; toutefois, considérant qu’en cas de panne d’une unité, l’autre devrait peut-être fonctionner à pleine charge, nous avons augmenté la marge et sélectionné une unité AC de 25 kW.

Le client exige que des packs de batteries échangeables à chaud soient utilisés et que la charge IT de 15 kW dispose d’un backup de 60 minutes.

Les calculs ont montré qu’il faudrait connecter au moins huit packs de batteries plomb-acide 480 V, 9 AH pour répondre aux exigences. Nous avons finalement décidé d’utiliser une armoire de batteries échangeable à chaud. Pour la stabilité du système, INVT UPS ne recommande pas de connecter plus de quatre packs de batteries à un seul UPS (risque de boucles de charge/décharge). La conception globale de l’armoire de batteries échangeable réduit considérablement ce risque. De plus, comparée à l’installation en rack, l’installation en armoire est plus compatible avec la solution iWit et offre un design plus esthétique.

5. Avantages pour le Client

• Économie significative d’espace : Le design en rangée unique a libéré un espace important dans la salle serveur limitée, permettant une meilleure utilisation de l’espace.

• Fiabilité et disponibilité accrues : La redondance N+1 pour l’alimentation et le refroidissement a assuré des opérations IT stables et une continuité d’activité sans interruption, minimisant les risques d’arrêt et respectant des standards de haute fiabilité.

• Déploiement rapide et réduction du temps d’installation : L’approche pré-intégrée et plug-and-play a réduit drastiquement le temps de construction et de mise en service, minimisant les perturbations des opérations.

• Amélioration de l’efficacité énergétique et réduction des coûts opérationnels : La solution a obtenu un PUE plus bas grâce à un refroidissement efficace en rangée et à des UPS haute efficacité, réduisant les coûts d’exploitation.

• Évolutivité à l’épreuve du futur : Le design modulaire permet au centre de données de croître de manière fluide avec l’évolution des besoins du client, protégeant l’investissement.

• Réduction du coût total de possession (TCO) : La combinaison de l’économie d’espace, de l’efficacité énergétique, du déploiement rapide et de la haute fiabilité a contribué à une réduction significative des risques opérationnels et du TCO.

Cette mise à niveau a transformé avec succès le centre de données hérité en une installation modulaire moderne, efficace, évolutive et hautement fiable, renforçant l’infrastructure numérique du client pour les besoins futurs.