[ ENERGIEKONZEPTE ] für Hochverfügbarkeitsszenarien wie Spitäler, Data Center, Logistik & Transport, Kraftwerke, Fernsehsender, Flughäfen, Banken u.a.m, 21.05.2012
[ ASSNAHEN ] Agenda - Einführung - assnahmen - Analyse - Klassifikationen - Beispiele - Schlusswort - Fragen 2
[ ASSNAHEN ] Hochverfügbarkeitsszenarien Die Anforderung «Systeme müssen hochverfügbar sein» sagt wenig aus und muss hinterfragt werden. Die folgenden Angaben sind hilfreicher: - Anzahl Ausfälle pro Jahr - aximale Ausfallzeit - Wartungsfenster - Wartung im Betrieb Quelle: www.tfk-racoms.com 3
[ ASSNAHEN ] Verfügbarkeit 4
[ ASSNAHEN ] ögliche Definition Verfügbarkeit Die Fähigkeit eines Produktes, in einem Zustand zu sein, in dem es unter vorgegebenen Bedingungen zu einer vorgegebenen Zeitspanne eine geforderte Funktion erfüllen kann unter der Voraussetzung, dass die geforderten äusseren Hilfsmittel bereitstehen. = "es tuet wies sött" 5
Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit [ ASSNAHEN ] Wahrscheinlichkeitsangaben Die Zuverlässigkeit ist ein Zeitabhängige Grösse R(t) e t / TBF Unzuverlässigkeit System TBF = 50'000 h Zuverlässigkeit 6
[ ASSNAHEN ] Zuverlässigkeit nach TBF 100 % entspricht dem Neuwert 7
[ ASSNAHEN ] Gleiche Verfügbarkeit, unterschiedliche Einsatzfähigkeit = 8
[ ASSNAHEN ] Risikomatrix Risiko = Eintretenswahrscheinlichkeit x Schadenausmass assnahmen zwingend assnahmen prüfen keine assnahmen notwendig 9
[ ASSNAHEN ] Ausfallkosten vs. Lebenszykluskosten Risikobasierende Auslegung mit angemessene assnahmen Kosten Ziel: Summe = inimum Ausfallkosten Lebenszykluskosten tief Verfügbarkeit hoch 10
Risiko IST Risiko nach assnahme [ EINFÜHRUNG ] [ ASSNAHEN ] Kritische Funktionen Funktionen/Prozesse Unkritische Funktionen/Prozesse z.b. Klimakälte Ausfallfolgen-Analyse Kritische Funktionen/Prozesse z.b. Technische Kälte Analyse 1. Qualitativ 2. Quantitativ Auslegung N N Auslegung N+1 N+2 2xN 2x(N+1) 11
[ ASSNAHEN ] Kritische Anlagen 12
Risiko IST Risiko nach assnahme [ EINFÜHRUNG ] Qualitative Analyse Analyse [ ASSNAHEN ] Ausfallfolgen 1. Qualitativ 2. Quantitativ ok, keine weiteren Analysen / assnahmen Risiko assnahmen Ausfallhäufigkeit Austauschzeit Verfügbarkeit 13
[ ASSNAHEN ] Qualitative ethode Beispiel Kältemaschine Ausfall Kälte Längerer Ausfall hat Auswirkungen auf die Energieversorgung Gesamt Risiko muss als hoch eingestuft werden assnahme: Redundanz vorsehen, genauere Abklärungen erforderlich Das von einer Anlage ausgehende Risiko ergibt sich aus dem Ausfallfolgen, der Ausfallhäufigkeit und dem Zeitbedarf für einen Ersatz der Anlage. 14
[ ASSNAHEN ] Qualitative ethode Zusammenstellung für ein Projekt 15
Risiko IST Risiko nach assnahme [ EINFÜHRUNG ] [ ASSNAHEN ] erkmale qualitative Analyse Vorteile: - Aufwand moderat - Breite Beteiligung möglich - Verständlichkeit gut Analyse 1. Qualitativ 2. Quantitativ Nachteile: - Weiche Aussagen, Nachweisführung eingeschränkt - Für komplexe Systeme nicht geeignet 16
Risiko IST Risiko nach assnahme [ EINFÜHRUNG ] [ ASSNAHEN ] Quantitative Analyse (1) Nullvariante Analyse 1. Qualitativ 2. Quantitativ Risiko [CHF/Jahr] = Downtime x Kosten der Downtime 17
[ ASSNAHEN ] Quantitative Analyse (2) Varianten N Auslegung N+1 N+2 2xN 2x(N+1) Ziel: Angemessenheit Schluss Nutzen -> Verfügbarkeit Kosten -> LZK Berechnungen Optimale Variante: Lebenszykluskosten + Ausfallkosten minimal 18
[ ASSNAHEN ] Berechnungen odell "k aus n" Verfügbarkeit Gesamtsystem 19
[ ASSNAHEN ] Varianten 20
[ ASSNAHEN ] Tier Klassifikationen Quelle: The Uptime Institute 21
[ ASSNAHEN ] Tier I Quelle: The Uptime Institute 22
[ ASSNAHEN ] Tier II Quelle: The Uptime Institute 23
[ ASSNAHEN ] Tier III Quelle: The Uptime Institute 24
[ ASSNAHEN ] Tier IV Quelle: The Uptime Institute 25
[ ASSNAHEN ] TIA-942 In der Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers sind im Anhang Tabellen mit Vorgaben für die verschiedenen Tier Klassifikationen - Table 8: Tiering reference guide (telecommunications) - Table 9: Tiering reference guide (architectural) - Table 10: Tiering reference guide (electrical) - Table 11: Tiering reference guide (mechanical) 26
[ ASSNAHEN ] TIA-942 Auszug Elektro 27
[ ASSNAHEN ] USV Konfigurationen 1 www.upsite.com Quelle: APC White Paper Nr. 75 28
[ ASSNAHEN ] ATS = Automatic Transfer Switch PDU = Power Distribution Unit Quelle: APC White Paper Nr. 75 29
[ ASSNAHEN ] USV des Typs Isolated Redundant Quelle: APC White Paper Nr. 75 30
[ ASSNAHEN ] Parallelredundante USV-Konfiguration (N+1) UPS = Uninterruptible Power Supply Quelle: APC White Paper Nr. 75 31
[ ASSNAHEN ] Catcher-System in der Konfiguration Distributed Redundant STS = Static Transfer Switch Quelle: APC White Paper Nr. 75 32
[ ASSNAHEN ] USV des Typs Distributed Redundant Quelle: APC White Paper Nr. 75 33
[ ASSNAHEN ] 2(N+1) -Konfiguration eines USV-Systems Quelle: APC White Paper Nr. 75 34
[ ASSNAHEN ] Variante 1 dynamische USV Anlage S Speisung S Speisung S Netz A S Normalnetz S Notnetz Netz B A1 A2 NS Notnetz B1 B2 35
[ ASSNAHEN ] Variante 2 dynamische USV Anlage NS 1 n + 1 Speisung S Speisung S A S Normalnetz Normalnetz NS Notnetz 36
[ ASSNAHEN ] Alp Transit Gotthard Prinzipschema Tunnelsystem 37
[ ASSNAHEN ] ATG 50 Hz Stromversorgung Ausschreibung 38
[ ASSNAHEN ] ATG 50 Hz Stromversorgung Analyse n+1 NN n+1 EN HV HV n+3 HV Ost n+1 UV Ost ZV UV UV n+0 n+1 n+2 n+3 n+0 n+1 n+2 n+3 n+3 ZV Ost 39
[ ASSNAHEN ] ATG 50 Hz Stromversorgung Prinzip Ost S NS West NS S 40
[ ASSNAHEN ] Fehlerursachen Technische Fehler Organisatorische Fehler enschliche Fehler 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % Ursachen menschlicher Fehler Nicht können 100 % 90 % Nicht wissen 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % Nicht wollen 30 % 20 % 10 % 0 % Quelle: www.iaw.rwth-aachen.de 41
[ KISS ] Keep it simple and stupide rudolf.geissler@amstein-walthert.ch Dipl. El. Ing. FH Partner Bereichsleiter Elektroplanung 21.05.2012