MODUL PERKULIAHAN
TeknologiPusat Data
SISTEM
LISTRIK di
PUSAT
DATA
Modul Standar untuk
digunakan dalam
Perkuliahan di
UniversitasMercu Buana
Fakultas Ilmu Komputer
Program Studi Teknik Informatika
TatapMuk
a Kode MK DisusunOleh
06
MK Dr. Ir. EliyaniAbstrak
Kompetensi
Kuliahinimembahasmengenai
kebutuhan listrik dan distribusinya, kebutuhan perangkat listrik dan implementasi serta
pemeliharannya, sistem cadangan listrik, sistem keamanan listrik, pengisian daftar kebutuhan listrik, dan efisien penggunaan listrik.
kebutuhan listrik dan distribusinya, kebutuhan perangkat listrik dan implementasi serta
pemeliharannya, sistem cadangan listrik, sistem keamanan listrik, pengisian daftar kebutuhan listrik, dan efisien penggunaan listrik.
Perencanaan Sistem Listrik di Pusat
Data
Karena komputer bekerja secara elektronik, maka listrik merupakan sumber energi utama bagi sebuah Pusat Data baik untuk operasional maupun untuk cadangan. Kebutuhan listrik di Pusat Data dapat berubah sesuai dengan perubahan skala penggunaan Pusat Data. Oleh karena itu, perencanaan listrik di Pusat Data harus bisa mengantisipasi perkembangan kebutuhan maupun gangguan yang sewaktu-waktu dapat terjadi.
Perencanaan kebutuhan listrik pada Pusat Data merupakan suatu siklus seperti dijelaskan secara skematis pada Gambar 1. Dimulai dari pendefinisian kebutuhan listrik dan
Gambar 1. Perencanaan kebutuhan listrik di Pusat Data (sumber: Yulianti & Nanda, 2008). 1. Perencanaan Kebutuhan Listrik dan Pendistribusiannya
Kebutuhan energi listrik dihitung per ruangan karena setiap ruangan memiliki fungsi yang berbeda. Misalnya untuk ruang server, ruang pendingin, dan seterusnya. Pada ruangan server, misalnya, kebutuhan listrik mencakup kebutuhan untuk: server, perangkat jaringan, air handler, overhead light, badge access reader, dan perangkat lain yang membutuhkan energi listrik. Dalam perhitungan, perlu juga untuk
menghitung kemungkinan penambahan server atau peralataan lainnya atau untuk mengatasi gangguan-gangguan listrik.
Kebutuhan listrik pada Pusat Data secara garis besar terbagi untuk:
o CRITICAL LOADS (untuk Infrastruktur IT)
o UPS LOADS (untuk cadangan)
o MECHANICAL LOADS ( untuk pendinginan dan peralatan pendukung lainnya)
o OTHER LOADS (untuk pencahayaan dan lain-lain)
Kebutuhan tersebut disajikan pada Gambar 2.
Di dalam ruang Pusat data, energi listrik didistribusikan melalui dua cara (Yulianti & Nanda, 2008):
a. Distribusi secara langsung yaitu dari PDU (Power Distribution Unit) ke setiap lokasi cabinet, seperti disajikan pada Gambar 2. Cara ini dipandang lebih fleksibel karena melalui saluran kabel yang tersedia dan tidak melalui perantara apapun. Namun untuk data center yang berkapasitas besar hal ini tidak mungkin dilakukan karena akan tidak efisien dari segi pengkabelan.
Gambar 3. Distribusi langsung dari PDU ke lokasi Cabinet.
Gambar 4. Distribusi Kebutuhan Listrik dari PDU melalui circuit panel.
Untuk mencapai tingkat reliabilitas yang tinggi maka saluran listrik ke lokasi kabinet server dijalankan dari sumber yang berbeda sehingga perubahan terhadap
komponen-komponen listrik, pengkabelan, dan alternatif terminasi didasarkan pada kebutuhan energi secara lokal.
2. Pendefinisian Perangkat Listrik yang Dibutuhkan
Setelah melakukan pendefinisian kebutuhan listrik maka langkah selanjutnya adalah menentukan perangkat listrik apa saja yang akan dipakai juga perangkat keamanan untuk sistem listrik baik fisik maupun non-fisik, seperti sistem EPO (Emergency Power Off).
3. Implementasi Perangkat Listrik pada Data Center
Implementasi sebaiknya dilakukan secara paralel, karena sistem listrik telah dirancang secara moduler, sehingga akan lebih cepat dan mudah. Implementasi akan meliputi seluruh perangkat listrik dan pengkabelan yang digunakan termasuk juga implementasi perangkat keamanan listrik, pelabelan dan dokumentasi, serta redundansi dari sistem listrik.
4. Pemeliharaan
Pemeliharaan sistem listrik merupakan suatu keharusan. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam kegiatan pemeliharaan, yaitu:
1. Pemeriksaan tanda pengenal dan papan peringatan pada instalasi listrik, dipasang terutama pada perangkat dan lokasi yang potensial untuk terjadinya bahaya listrik.
2. Komponen listrik yang dipasang. Setiap perangkat elektronik memiliki life time, dan lama-kelamaan kabel listrik juga lama-kelamaan akan mengalami aus. Komponen listrik lain yang juga harus diperiksa antara lain relay, kontaktor, fuse, circuit breaker, dan lain-lain.
3. Cara memasang peralatan listrik. 4. Polaritas
5. Pembumian ( Grounding ) 6. Resistansi dan isolasi
8. Fungsi pengamanan sistem instalasi listrik. Apakah sistem ini efektif dalam
melaksanakan fungsinya, apakah stabil, dan bagaimana pengembangannya. Pusat Data diklasifikasikan menjadi empat Tier, seperti telah dijelaskan pada Modul 1. Kehandalan sistem listrik pada keempat Tier tersebut disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Kehandalan Listrik pada Masing-Masing Tier
Sumber:: PLANNING AND DESIGN FOR A DATA CENTRE ELECTRICAL POWER INFRASTRUCTURE: DISTRIBUTION, UPS, SAFETY AND SAVINGS by ANGELO BAGGINI, Lecturer at the Faculty of Engineering, UNIVERSITY OF BERGAMO.
Pemilihan Power
Distribusi power pada data center untuk perangkat IT pada data center atau ruang jaringan dapat menggunakan power AC atau DC. Namun pada implementasinya, penggunaan
TIER
KEHANDALAN
TIER 1 Basic Data Center – raised floor + Power Supply + UPS + Backup Power (Diesel Engine system) TIER 2 Redundant Component – raised
floot + 2 x ( Power Supply + UPS + Backup Power) equal to N+1
TIER 3 Simultaneous maintenance and operation – maintenance are planned and rolled as regular basis, no interuption up to N+1 TIER 4 Fault Tolerant – Almost no
distribusi power didominasi oleh AC. Power AC didistribusikan pada tegangan lokal 120V, 208V, atau 230V sedangkan untuk power DC didistribusikan pada standar tegangan telekomunikasi sebesar 480V. Pertimbangan pemilihan antara AC dan DC mencakup ditampilkan pada Tabel 1 (Yulianti & Nanda, 2008)..
3.6.3
Standby Power
Sistem listrik yang berperan sebagai standby power merupakan sumber tenaga back-up
ketika sistem listrik utama mengalami kegagalan. Standby power yang dibuat
mempertimbangkan 3 aspek yaitu redundansi, kesederhanaan, dan biaya. Berbagai perangkat terkait dengan standby power pada Pusat Data antara lain adalah:
1. Baterai 2. Generator
3. Lampu penanda (monitoring lights) 4. UPS
Seberapa lama infrastruktur standby power dapat menyokong beban listrik suatu data center dinamakan run time. Asumsi untuk menentukan run time adalah bahwa keseluruhan ruangan akan berada dalam keadaan maksimum.
EPO
EPO adalah mekanisme keamanan yang bertujuan untuk menurunkan power sekumpulan perangkat listrik atau keseluruhan ruangan pada keadaan darurat untuk melindungi personel dan fasilitas lainnya. Situasi yang memungkinkan terjadinya aktivasi EPO adalah kebakaran atau banjir. Operasi EPO adalah penyebab utama terjadinya shutdown secara
keseluruhan, oleh karenanya desain untuk sistem EPO harus mencegah segala
Gambar 3. (a) EPO standar, (b) EPO kedalaman 2”.
PELABELAN DAN DOKUMENTASI
Sistem listrik jika tanpa pelabelan dan dokumentasi yang baik akan dapat membahayakan user karena kabel-kabel bisa bertegangan sangat tinggi. Kriteria yang harus dipenuhi untuk pelabelan dan dokumentasi adalah jelas, konsisten, tidak ada yang ambigu dan up-to-date.
INSTALASI dan GROUNDING
Instalasi adalah tata cara pemasangan jaringan kelistrikan dengan memenuhi standar baku PLN seperti diameter kabel, jenis kabel, dan lain-lain. Instalasi kabel ke tiap catuan daya harus terdiri dari 3 (tiga) kabel, yaitu:
1. Phasa (tegangan AC) 2. Netral (ground dari PLN)
3. Ground (kabel yang ada di lokasi meteran PLN)
Instalasi listrik yang baik dapat menghindarkan kemungkinan fatal yang mungkin terjadi terhadap rusaknya peralatan atau bahkan jiwa manusia apabila terjadi hubungan singkat pada salah satu peralatan.
Yang dimaksud dengan grounding adalah sistem pengamanan terhadap perangkat-perangkat yang mempergunakan listrik sebagai sumber tenaga dari lonjakan listrik, petir, atau arus listrik yang tidak diinginkan yang dapat membahayakan perangkat server, jaringan dan perangkat lainnya. Standar grounding untuk data center tercantum dalam beberapa dokumen antara lain: TIA-942, J-STD-607-A-2002 dan IEEE Std 1100 (IEEE Emerald Book), IEEE Recommended Practice for Powering and Grounding Electronic Equipment (Yulianti & Tia, 2008).
Tujuan utama dari adanya grounding adalah menciptakan jalur yang low-impedance
terhadap permukaan bumi untuk gelombang listrik dan transient voltage, di mana
Gambar 4. Contoh Grounding pada Data Center.
TESTING dan VERIFIKASI
Testing dilakukan untuk setiap komponen secara individu dan kolaborasi seluruh komponen yang ada (sistem standby generator, sistem UPS, dan automatic transfer switch). Tes minimum yang harusdilakukan adalah tes dengan skenario kegagalan utilitas
perangkat, apakah mampu dilakukan restorasi ke power normal. Khusus untuk pengetesan komponen individual harus dilakukan pada sistem yang redundan, untuk menghindari hilangnya/rusaknya beberapa informasi penting ketika terjadi downtime. Sistem ditest
dengan menggunakan beban tertentu yang biasanya disimpan dalam tempat yang disebut
load banks.
PROBLEM SISTEM LISTRIK
Beberapa masalah sistem listrik yang dijumpai pada Pusat Data antara lain adalah:
1. Pemasangan Sistem Listrik yang salah.
2. Tidak ada pelabelan dan dokumentasi.
3. Sistem pengawasan tidak berjalan dengan baik.
5. Sistem listrik Pusat Data menimbulkan masalah lingkungan antara lain emisi CO2.
Upaya untuk mengatasinya yaitu: menggunakan program Corporate Average Data
Efficiency (CADE) yang merupakan efisiensi penggunaan data center
khususnya untuk perusahaan-perusahaan besar (Yulianti & Nanda, 2008). Proses efisiensi ini sangat beragam, mulai dari penggunaan software virtualisasi hingga perangkat pengendali proses pendinginan yang terintegrasi. Selain itu
penggunaan sumber energi alternatif juga mulai dipertimbangkan untuk menuju Green Data Center, misalnya menggunakan tenaga matahari (solar energy).
PERHITUNGAN KEBUTUHAN LISTRIK
Kebutuhan listrik pada sebuah Pusat Data dapat secara langsung dihitung
menggunakan Tabel 4. Tabel ini diambil dari Calculating Total Power Requirements for Data Centers by Richard L. Sawyer is a Sr. Systems Application Engineer for APC.
Untuk kebutuhan generator disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5. Kebutuhan Listrik untuk Generator.
KEBUTUHAN UNIT kW /
Yulianti, D.E. & Nanda, H.B. 2008. Best Practice Perancangan Fasilitas Data Center. Available at: http://ariyabayu.files.wordpress.com/2008/09/best-practice-perancangan-fasilitas-datacenter-makalah-sep2008.pdf.
PLANNING AND DESIGN FOR A DATA CENTRE ELECTRICAL POWER
INFRASTRUCTURE: DISTRIBUTION, UPS, SAFETY AND SAVINGS by ANGELO BAGGINI, Lecturer at the Faculty of Engineering, UNIVERSITY OF BERGAMO.
Calculating Total Power Requirements for Data Centers by Richard L. Sawyer is a Sr. Systems Application Engineer for APC.
