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Los sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) también conocidos como sistemas UPS por sus siglas en inglés, desempeñan un papel clave en el suministro de energía de emergencia a equipos informáticos y electrónicos, servidores, redes y centros de datos.
Estos dispositivos tienen como propósito principal ofrecer energía a un sistema cuando la fuente de alimentación se corta o cuando el nivel de voltaje de la fuente de alimentación cae por debajo de los niveles de rendimiento aceptables.
Los respaldos de energía como lo son los UPS ayudan a evitar daños a los equipos y reducen el riesgo de pérdida de datos sensibles para la organización en caso de apagón, tormenta eléctrica o cualquier otro incidente que pueda ocasionar un corte de energía.
Dependiendo de las demandas de la aplicación, un UPS puede funcionar para alimentar el sistema durante el tiempo suficiente para permitir que se logre un apagado ordenado facilitando el respaldo de los datos y evitando así problemas debido a una pérdida repentina de energía.
En otros casos, estos sistemas de respaldo pueden configurarse para proporcionar energía durante un período mucho más largo para dar potencia continua sin afectar el rendimiento de los equipos activos.
Los UPS se clasifican en 3 categorías principales: Fuera de línea (Standby), línea interactiva y doble conversión en línea. Estas categorías se definen por cómo la unidad maneja la energía que fluye a través de ella. Enseguida te compartimos más información:
#1 Fuera de línea (Standby)
Un UPS fuera de línea (Standby) es el más común. Por lo general se usa para computadoras de escritorio, redes domésticas, impresoras, escáneres y otros equipos similares. Con un filtro adecuado estos UPS de reserva, brindan protección contra sobretensiones y facilita una parte de la filtración del ruido.
Como sabemos, su función principal es ofrecer respaldo de energía. Cuando la unidad detecta una anomalía en el flujo de la energía, como un aumento o una caída, o una falla total, cambia al modo de batería. Este cambio brinda suficiente tiempo de ejecución para poder guardar el trabajo en progreso y realizar un apagado adecuado del equipo activo.
El interruptor de transferencia está configurado para elegir la entrada de red de corriente alterna (CA) filtrada como una fuente de alimentación principal. Cuando algún fallo ocurre, se cambia a la batería /inversor como fuente de respaldo. Es decir, el interruptor de transferencia debe operar para cambiar la carga a la fuente de energía de respaldo de la batería/inversor, pero esto solo inicia cuando hay un corte en la red de suministro eléctrico mientras se mantiene estático. Y por ello, este tipo de UPS lleva el nombre “ Standby- en espera”.
De todas las categorías de sistemas UPS estas son las unidades que brindan la protección más básica, sin embargo, tienen una alta eficiencia y tienden a ser las más accesibles.
#2 Línea interactiva
Los UPS de línea interactiva brindan respaldo de batería como un UPS fuera de línea/en espera, al mismo tiempo que brindan acondicionamiento de energía eléctrica, lo que elimina las fluctuaciones de voltaje.
Esta función permite que la unidad mantenga niveles de voltaje seguros sin usar la energía de la batería para garantizar una protección efectiva contra apagones y caídas y sobretensiones de luz.
Si la unidad detecta un pico o caída, o si hay una falla total de energía, entonces cambiará al modo de respaldo de batería.
Con el diseño de línea interactiva, la energía principal se alimenta a través de un interruptor de transferencia a un inversor y luego a la carga. El inversor en este diseño siempre está activo y cuando la energía principal está encendida, funciona a la inversa para convertir la energía de CA entrante en CC, que se usa para mantener cargada la batería de respaldo.
Si se corta la alimentación de línea, el interruptor de transferencia se abre y el inversor funciona en la dirección normal, tomando la alimentación de CC de la batería y convirtiéndola en CA para alimentar la carga. Dado que el inversor está siempre activo proporciona un filtrado adicional mejorado y reduce los transitorios de conmutación que podrían estar presentes con la configuración de un UPS en espera, ofreciendo energía más limpia.
Según el diseño del inversor, esta configuración puede proporcionar dos rutas de energía independientes para la carga y elimina al inversor como punto único de falla. Entonces, incluso si el inversor fallara, la energía de CA aún puede fluir hacia la salida.
Además, el diseño de la línea interactiva suele incorporar un transformador de cambio de tomas que permite la regulación de voltaje al ajustar las tomas del transformador a medida que varía el voltaje de entrada.
Esto resulta especialmente útil si existen condiciones de bajo voltaje. Cuando cae el voltaje, el UPS se transfiere a la batería, lo que podría crear una situación en la que la batería ya está descargada y no puede soportar la carga cuando ocurre una falla de red.
Sin embargo, utilizar de esta forma la batería frecuentemente puede causar fallas prematuras en la batería.
Aunque, el inversor también se puede diseñar de tal manera que su falla aún permita el flujo de energía desde la entrada de CA a la salida, lo que elimina el potencial de falla en un solo punto y proporciona efectivamente dos rutas de energía independientes.
Un UPS interactivo en línea es ideal para equipos de escritorio, estaciones de trabajo en red así como para equipos servidores pequeños y redes de oficina.
La alta eficiencia, su tamaño, el bajo costo y la alta confiabilidad, junto con la capacidad de corregir las condiciones de voltaje de línea bajo o alto, hacen que este sea el tipo dominante de UPS en el rango de potencia de 0,5 a 5 kVA.
#3 Doble conversión en línea
Un UPS en línea de doble conversión es similar al UPS en espera, excepto que la salida del inversor representa la ruta de alimentación principal, mientras que en el UPS en espera, esta era la ruta secundaria o de respaldo. La red principal de alimentación de CA carga un rectificador (convertidor de CA a CC) y luego se retroalimenta al inversor que regenera la alimentación de CA a partir de la alimentación de CC. Una batería de respaldo se conecta a la línea de CC y el rectificador la carga.
En el diseño en línea de doble conversión, la falla de la corriente alterna de entrada no provoca la activación del interruptor de transferencia, porque la CA de entrada está cargando la fuente de la batería de respaldo que proporciona energía al inversor de salida. Es decir que, el UPS convierte continuamente la energía de CA entrante en CC y luego vuelve a convertirla en CA limpia.
Por lo tanto, durante una falla de alimentación de CA de entrada o cuando se cambia de alimentación directa a modo respaldo de batería, la operación en línea no crea tiempo de transferencia. Tanto el cargador de batería como el inversor convierten todo el flujo de energía de la carga en este diseño, esto brinda a los equipos conectados una protección mucho mayor contra picos, caídas o fallas completas de energía.
Debido a que el inversor y el rectificador están continuamente activos en este diseño, se reduce la confiabilidad de los componentes eléctricos en comparación con otros diseños. Pero desde la perspectiva de la energía eléctrica, este tipo de UPS ofrece un rendimiento de salida de energía ideal.
Un UPS en línea de doble conversión es una de las opciones más elegidas para las cargas más críticas, pues opera desde equipos de 1 kva hasta capacidades de 1500 Kva. Sin embargo, el desgaste constante de los componentes de potencia reduce la confiabilidad en comparación con otros diseños.
Está diseñado para proteger equipos críticos en centros de datos, salas de misión crítica y unidades de cuidados intensivos. Si bien es la opción más costosa, ofrece mayor confiabilidad y la mejor protección contra picos, caídas y fallas completas de energía.
#4 Conversión híbrida en línea
La conversión híbrida es una tecnología relativamente nueva destinada a proporcionar mayor densidad que la doble conversión mientras proporciona un rendimiento eléctrico similar.
Es ideal para proteger pequeñas cantidades de servidores confidenciales y equipos de red asociados en entornos de borde densos. Tiene tres modos de operación: en línea
modo normal, omitir el modo normal y el modo de batería.
El sistema UPS de conversión híbrida es similar a un sistema en línea de doble conversión, excepto que la ruta de alimentación a la carga fluye a través de un convertidor híbrido (o sea, rectificador e inversores integrados en un mismo dispositivo).
Si bien, el UPS de conversión híbrida proporciona regulación de voltaje, esto compensa una cantidad reducida de componentes.
Cuando la alimentación de entrada se interrumpe, la parte del rectificador del convertidor híbrido se apaga y el inversor extrae energía de la batería para alimentar la carga. Como el flujo de la energía no cambia, los interruptores no funcionan y por lo tanto, el tiempo de transferencia es 0.
¿Cuál es el sistema UPS ideal para mi infraestructura?
La elección del sistema UPS ideal dependerá de la infraestructura que se quiera proteger y del presupuesto disponible para el proyecto. Si la intención es proteger equipos críticos y datos sensibles, el costo del UPS será mayor en comparación a la protección para equipos activos pequeños.
Si bien en muchos casos, invertir en un sistema con un mejor nivel de protección puede hacer la diferencia. En otras situaciones, la protección básica podría ser una opción adecuada y rentable.
En ATN podemos brindarte las mejores recomendaciones tomando en cuenta el nivel de respaldo que requiere tu infraestructura, así como tus necesidades.
Contáctanos aquí y cuéntanos sobre tu próximo proyecto.
