SISTEM LISTRIK di PUSAT DATA

MODUL PERKULIAHANTeknologiPusat Data

SISTEM LISTRIK di PUSAT DATAModul Standar untuk digunakan dalam Perkuliahan di UniversitasMercu Buana

Fakultas Ilmu Komputer

Program Studi Teknik Informatika

TatapMuka Kode MK DisusunOleh

06 MK Dr. Ir. Eliyani

Abstrak Kompetensi

Kuliahinimembahasmengenai Perencanaan Sistem Listrik di Pusat Data, menentukan

Mahasiswa mampu menjelaskan tentang Perencanaan Sistem Listrik di Pusat Data, menentukan

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 DataKarena 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

bagaimana sistem distribusinya, menentukan perangkat listrik yang dibutuhkan,

implementasi perangkat listrik, dan Pemeliharaan. Selanjutnya, jika ada perubahaan

kebutuhan, maka siklus akan kembali ke tahap awal.

2012 2

Nama Mata KuliahdariModulPusatBahan Ajar dan eLearning

DosenPenyusun http://www.mercubuana.ac.id

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.

2012 3



Gambar 2. Kebutuhan listrik Pusat Data (sumber : tugas kelompok LINUX Benny

Adriawan dkk., 2013) .

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.

b. Distribusi sedaca tidak langsung. Distribusi melalui cara ini, listrik dialirkan dari

PDU menuju panel circuit , kemudian dari panel circuit, listrik didistribusikan ke

2012 4



masing-masing lokasi kabinet. Distribusi melalui cara ini lebih efisien dari segi

pengkabelan. Walaupun jarak cabinet server jauh dari PDU, namun hanya

dibutuhkan satu kabel yang panjang yang menghubungkan PDU dan panel

circuit. Baru kemudian dari panel circuit, listrik disalurkan ke masing-masing

kabinet server dengan kabel yang lebih pendek. Distribusi dengan cara ini

disajikan pada Gambar 2.

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 CenterImplementasi 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. PemeliharaanPemeliharaan sistem listrik merupakan suatu keharusan. Beberapa hal yang perlu

diperhatikan dalam kegiatan pemeliharaan, yaitu:

2012 5



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

7. Kesinambungan sirkuit. Pemeliharaan ini termasuk pemeriksaan apakah

seluruh jaringan listrik tetap terhubung dan apakah distribusi besaran daya le

masing-masing cabinet sesuai dengan kebutuhan.

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

2012 6



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 PowerDistribusi power pada data center untuk perangkat IT pada data center atau ruang jaringan

dapat menggunakan power AC atau DC. Namun pada implementasinya, penggunaan

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)..

Tabel 2. Perbandingan AC dan DC.

2012 7



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 downtime

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

2012 8



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

kemungkinan terjadinya tindakan yang tidak disengaja. Contoh sistem EPO yang umum

dipasang antara lain diberikan pada Gambar 3 (Yulianti & Nanda, 2008).

Gambar 3. (a) EPO standar, (b) EPO kedalaman 2”.

PELABELAN DAN DOKUMENTASISistem 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.

2012 9



INSTALASI dan GROUNDINGInstalasi 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

gelombang listrik dan transient voltage tersebut akan dialirkan ke tanah untuk meredamnya.

Penerangan, arus listrik, circuit switching dan electrostatic discharge adalah penyebab

umum dari adanya sentakan listrik atau transient voltage. Sistem grounding yang efektif

akan meminimalkan efek tersebut. Karakteristik sistem grounding yang efektif disajikan pada

Tabel 2 (Yulianti & Nanda, 2008). Gambaran grounding pada suatu data center disajikan

pada Gambar 4 (Yulianti & Nanda, 2008).

2012 10



Gambar 4. Contoh Grounding pada Data Center.

TESTING dan VERIFIKASITesting 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

2012 11



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.

4. Pemasangan infrastruktur listrik tidak tepat.

5. Sistem listrik Pusat Data menimbulkan masalah lingkungan antara lain emisi CO2.

Upaya untuk mengatasinya yaitu: menggunakan program Corporate Average DataEfficiency (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.

2012 12



Tabel 4. Tabel Perhitungan Kebutuhan Listrik Pusat Data (Calculating Total Power Requirements for Data Centers by Richard L. Sawyer)

Untuk kebutuhan generator disajikan pada Tabel 5.

Tabel 5. Kebutuhan Listrik untuk Generator.

2012 13



Contoh perhitungan kebutuhan listrik yang dikerjakan oleh Kelompok LINUX (2013).

KEBUTUHAN UNITkW /

DEVICEkW SubTotal kW

CRITICAL LOADS 2,3

SERVER 3 450 1,35

ROUTER 1 100 0,1

SWITCH 3 100 0,3

MODEM 2 50 0,1

FIREWALL 1 450 0,45

FUTURE LOADS 1,45

SERVER 3 450 1,35

SWITCH 1 100 0,1

PEAK POWER 105% 3,94

UPS INEFFICIENCY 32% 1,2

LIGHTING 20 m x 20 m 400 2,15% 8,6

TOTAL POWER TO

SUPPORT 13,74

COOLING Chiller 70% 9,62

AC 100% 13,74

TOTAL POWER

REQUIREMENT 37,09

Requirement NEC 125% 46,36

DaftarPustaka

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.

2012 14



http://ariyabayu.files.wordpress.com/2008/09/best-practice-perancangan-fasilitas-datacenter-makalah-sep2008.pdf

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.

Thanks for Kelompok LINUX Benny A. dkk.

2012 15



Documents

SISTEM LISTRIK di PUSAT DATA