Com dimensionar un Sistema d'Alimentació Ininterrompuda

Entre altres usos, el més comú per un Sistema d'Alimentació Ininterrompuda (SAI), és el de subministrar energia als centres de processament de dades (CPD). L'elecció de la potència d'un sistema SAI estàtic, és una decisió que involucra a diversos elements, de manera que no es poden fer de forma independent a l'elecció de l'esquema de distribució que ha de donar servei a un centre de dades.

Els elements principals a considerar es poden resumir de la manera següent

• Dos dels següents paràmetres de les càrregues que han de subministrar: potència activa, potència aparent o factor de potència
• Tipus d'alimentació de càrrega (tensió, freqüència, nombre de fases)
• Factor de càrrega coincidència
• Temps necessari suport
• Tipus de font d'alimentació de xarxa (tensió, freqüència, nombre de fases)

Energia
La característica fonamental dels equips de Tecnologia de la Informació (IT) és la forma d'ona i la seva fase com a conseqüència de la tecnologia de fonts commutades. Des d'aquestes fonts d'alimentació només es consumeix un corrent proper a la màxima amplitud de la forma d'ona típica, lluny de ser sinusoïdal (vegeu la figura 1)-

Donat el mateix valor eficaç, aquesta forma d'ona té la particularitat de tenir un factor de cresta molt més alt que la d'una ona sinusoïdal.

Els SAI estàtics han de poder subministrar aquest valor de corrent de pic, que s'indica normalment en les especificacions tècniques del producte, com el factor de cresta.

Figura 1 - Formes d'ona de corrent típica de càrregues d'ordinadors en comparació amb una ona sinusoïdal (línia de punts) 

D'acord amb la norma EN 62040-3, el sistema no s'ha de reduir per càrregues no lineals normalitzades amb un factor de cresta inferior a tres (3:1)

De vegades la potència nominal d'un sistema UPS estàtica es confon amb termes com ara 'potència de commutació', 'potència de l'ordinador i la 'potència real'.

Aquestes expressions van ser probablement un intent de definir el model donats uns paràmetres del sistema d'alimentació en condicions en què les formes d'ona de tensió i corrent estan distorsionades, però cal tenir en compte que aquests paràmetres no tenen una definició normativa oficial i, per tant, no poden tenir cap correlació amb la potència aparent i potència activa nominal del sistema estàtic.

En conseqüència, no poden ser utilitzats per a la grandària d'un sistema UPS estàtica.

Pel que fa a la fase,  cal assenyalar que el factor de potència de les càrregues sota consideració és el més important i, per tant, s'han de prendre precaucions per especificar el dimensionament del SAI. Les càrregues d'ordinadors actuals tenen factors de potència d'entrada de fins a 0,9 (en el millor dels casos). No obstant això, s'adverteix que hi ha sistemes de SAI en el mercat que són capaços de subministrar energia sense reducció de potència, fins i tot, en aquest tipus de càrrega.

Si també es requereix que el sistema estàtic lliuri un elevat corrent de pic, com en el cas dels accessoris d'il·luminació amb bombetes fluorescents, això s'ha de tenir degudament en compte.

Els paràmetres són

• IUPS - valor actual màxim del SAI
• t UPS - Temps per al qual un SAI és autosuficient
• Icàrrega - Intensitat de sobrecàrrega requerida per la càrrega
• t de càrrega - T Temps de sobrecàrrega teòric requerida per la càrrega

La potència aparent requerida per dimensionar el SAI serà:

Els valors típics de I UPS i t UPS poden variar des de valors actuals típics del 150% del valor nominal concorrent t durant un minut fins a un 200% per cada 100 ms sense xarxa elèctrica o per sistemes SAI no equipats amb by-pass.

El corrent d'entrada típic d'un aparell del tipus és igual a 6-8 vegades el corrent nominal, però a la pràctica només està limitat per la impedància del SAI i els conductors que comprenen la part de la xarxa de distribució afectada.

Autonomia

L'autonomia està essencialment lligada al temps en què el centre de dades ha de ser capaç de garantir un funcionament continu, considerant que calgui fer una parada controlada (típicament 30-60 min).

Si el servei s'ha de garantir durant molt de temps (més o menys 60 a 90 min) com sol ser el cas. Una bona solució es basar-se en un generador rotatiu, el qual ha de proporcionar energia al sistema estàtic amb la implementació de procediments per garantir la reposició de combustible, si cal.




Font: Planificació i disseny d'un centre de dades // Electrical Power Infrastructure - EATON