Power backup: van accubak tot vliegwiel

Noodstroom is er in vele vormen en smaken

Bedrijven zijn sterk afhankelijk van ict, dus zijn er voorzieningen voor beschikbaarheid getroffen. Maar ict is weer afhankelijk van stroom. Daarvoor zijn niet alleen eigen generatoren beschikbaar; er is een gevarieerd scala aan opties voor power backup.

Zeg je power backup, dan denk je in eerste instantie aan een ups (uninterruptable power supply). Die kasten bestaan uit niet veel meer dan een aantal accubakken met wat electronica daaromheen. De wat grotere uitvoeringen zijn bovendien voorzien van een management-interface. Tegenwoordig worden ups-en meestal gecombineerd met een dieselgenerator. Maar ook vliegwielen en brandstofcellen kunnen onderdeel uitmaken van het backup-stroomsysteem.

Kies je capaciteit

Afhankelijk van het vermogen dat je nodig hebt en de tijdsduur die je wilt kunnen overbruggen, kies je voor een bepaalde capaciteit. Het opschalen lijkt in eerste instantie simpel: hoe meer capaciteit, des te groter het aantal batterijen dat je plaatst. Maar zo rechtlijnig is het niet als je de totale kosten meeneemt.

Hoewel je op deze manier wel tot een paar MegaWatt kunt gaan, blijkt dat echter al gauw een hele dure aangelegenheid te worden. De accu's moeten bijvoorbeeld elke vijf tot zeven jaar worden vervangen. De kosten daarvan zijn bijna net zo hoog als die van het hele systeem. Daarnaast nemen die accu's ook nogal wat ruimte in. Dat maakt een oplossing die alleen is gebaseerd op batterijen vanwege de prijs alleen voornamelijk geschikt voor kleinere opstellingen.

Dieselgenerator

Een ouderwetse dieselgenerator kan onmisbaar zijn voor moderne ict.

Een ouderwetse dieselgenerator kan onmisbaar zijn voor moderne ict.

Hoewel je ervoor kunt kiezen om de backupcapaciteit te beperken tot de tijd die nodig is om alle systemen netjes af te sluiten, is dat tegenwoordig in een wat grotere, professionele omgeving geen oplossing meer. De systemen daar moeten immers altijd door blijven draaien. Bovendien kan de ‘graceful shutdown' van een grote server wel meer dan een kwartier in beslag nemen.

Heb je een paar rekken in huis, dan kies je al gauw voor de combinatie met een dieselgenerator. De ups daarbij wordt niet meer gedimensioneerd op tijd maar op vermogen. De batterijen moeten immers direct de benodigde stroom kunnen leveren. Dan heb je sowieso al genoeg tijd om het aggregaat een paar keer op te starten. Omdat de motorolie constant op temperatuur wordt gehouden - normaal gesproken elektrisch maar in moderne datacenters met de warmte van de computersystemen - draait de generator binnen een halve minuut op vol vermogen.

Omdat het aggregaat wordt afgeschreven over dertig jaar, is dit een veel goedkopere oplossing dan een backup met alleen accu's. Bovendien loop je nu niet het risico dat een stroomonderbreking toch nog te lang duurt voor de batterijcapaciteit die je in huis hebt. Daarvoor sluit je een contract met de brandstofleverancier. Zolang hij zorgt dat er voldoende diesel in de tanks zit, draai je zonder problemen door.

Vliegwielen

Het vliegwiel is een relatief oude uitvinding, maar doet nog prima dienst.

Het vliegwiel is een relatief oude uitvinding, maar doet nog prima dienst.

Hoewel de combinatie van een ups met een dieselgenerator in veruit de meeste gevallen de beste keuze is, zijn er nog twee alternatieven beschikbaar. De dynamische ups (dups) is afkomstig uit de industriële wereld. Daar worden enorme vliegwielen gebruikt om hele grote vermogens te kunnen beveiligen. Zodra de stroom wegvalt, verandert de functie van het vliegwiel van een motor in een generator. De paar seconden die het vliegwiel kan overbruggen, zijn precies genoeg om de dieselgenerator één keer op te kunnen starten.

Nu oplossingen op basis van batterijen ook voor grotere vermogens beschikbaar zijn, wordt het vliegwiel in de ict-sector echter nauwelijks meer toegepast. Door hun gewicht hebben ze bovendien behoorlijk wat onderhoud nodig. Niet voor niets worden ze waar mogelijk liggend in plaats van staand uitgevoerd. Het enige bedrijf waarvan wij weten dat die nog met vliegwielen werkt, is Belgacom. Die telecomaanbieder heeft er twee staan in zijn Brusselse colocatie-centrum. Ook het Zwitserse Cern maakte in zijn rekencentrum gebruik van deze technologie.

Fuel cells

Brandstofcellen zijn vooral bekend van prototype laptops.

Brandstofcellen zijn vooral bekend van prototype laptops.

Een laatste mogelijkheid is de vervanging van het aggregaat door brandstofcellen. Daarbij wordt gas op het oppervlak van een stroomopwekkende katalysator direct 'verbrand'. Deze technologie is nog erg nieuw, maar kan uitkomst bieden in omgevingen waar de plaatsing van een generator vanwege het lawaai niet mogelijk of toegestaan is. Het aggregaat zal toch elke maand een paar minuten moeten proefdraaien om te kijken of hij inderdaad goed werkt.

Brandstofcellen maken geen enkel geluid en starten binnen een paar seconden op. Beperkende voorwaarde hierbij is wel dat de benodigde gasflessen alleen buiten mogen staan. Als er wat mee gebeurt, moeten ze immers 'rechtstandig kunnen opstijgen'. Dit om brand en explosies niet binnenshuis te hebben.

Duurder dan diesel

De prijs van fuel cell-systemen ligt echter nog een orde grootte hoger dan die van dieselgeneratoren. In de praktijk worden ze op dit moment dan ook vrijwel niet ingezet. Daarvoor moet de technologie eerst verder worden uitontwikkeld. Daarna moeten de verkoopvolumes nog toenemen, zodat dan de prijs een flink eind omlaag kan.