Si existe una tecnología capaz de responder a las altas exigencias de protección eléctrica de las aplicaciones más críticas, esta es la tecnología modular que incorporan los Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI-UPS) más innovadores. Se trata de equipos que mejoran notablemente la disponibilidad de energía e incrementa de forma substancial la seguridad de los sistemas de alimentación clásicos, al aunar eficiencia, flexibilidad, escalabilidad, redundancia y fiabilidad.

Una importante evolución tecnológica

Los primeros SAIs comercializados en los años 60 estaban pensados para estabilizar la tensión de salida y seguir apoyando la carga, sin interrupción, en el caso de fallo de suministro de la red principal y con una fiabilidad limitada.

La cadena evolutiva de los SAIs siguió en los años 70 con la introducción del interruptor de Bypass Estático, que permitía una transferencia de carga sin interrupciones a la red eléctrica de reserva en caso de un fallo del inversor o una sobrecarga, con una arquitectura que mejoraba sustancialmente la fiabilidad general.

Y en los últimos años, el auge del almacenamiento cloud ha posibilitado una importante evolución tecnológica de los SAIs. La absoluta necesidad de mantener gran cantidad de datos salvaguardados en grandes infraestructuras de servidores como los Data Centers, ha hecho que se requieran niveles muchísimo más altos de fiabilidad en los sistemas de seguridad. Y los SAIs de última generación lo han conseguido.

Estas cargas tan críticas no pueden confiar en una configuración de alimentación de un solo SAI con Bypass Estático, pero sí en un SAI con configuraciones de un número elevado de módulos en paralelo, de forma redundante y dispuestos en forma de rack.

Ante las nuevas exigencias del mercado, los fabricantes de SAIs como Salicru han ido evolucionando en los últimos años su arquitectura para ganar en eficiencia y prestaciones. Y es que la fiabilidad de un SAI paralelo redundante depende en gran medida de la tasa de fallo del bus paralelo, que es punto de fallo más crítico. Pero en las cadenas de SAIs en paralelo-redundante, los interruptores de Bypass Estático y su electrónica de control, así como la tensión de red, son todos elementos redundantes y tienen, por tanto, un impacto insignificante sobre la fiabilidad general.

La tecnología modular y sus ventajas

Los SAIs modulares consisten en un número elevado de módulos conectados en paralelo redundante y suponen la evolución lógica de los SAIs paralelos. Pero ¿cuáles son sus ventajas?

Entre otras, hay que destacar la alta fiabilidad de una fabricación repetitiva y en cadena de módulos idénticos, que permite escoger su nivel de redundancia según su criticidad. También destaca su alta disponibilidad, ya que a igualdad de fiabilidad de un módulo con respecto de un SAI convencional, se pueden conseguir disponibilidades (A) de 5 o 6 nueves, solamente con la adecuada selección del nivel de redundancia.

Para optimizar la eficiencia del sistema, la mejora de rendimiento del módulo y su gestión inteligente son las dos vías principales. En el primer caso, el diseño de un único módulo facilita la optimización de los convertidores de potencia para el máximo rendimiento, seleccionando topología y componentes. En el segundo caso, teniendo en cuenta que un módulo alcanza el máximo rendimiento en torno al 75% de la carga, que el sistema es redundante y que la carga puede no ser constante, se pueden aplicar criterios de gestión del sistema de forma que trabajen solamente los módulos necesarios que maximicen su rendimiento. Además, se puede aplicar ciclado para igualar el tiempo de funcionamiento de todos los módulos del sistema y optimizar así la fiabilidad de los mismos.

En el caso concreto de los Data Centers, un sistema modular paralelo redundante ofrece una ventaja especialmente importante, ya que facilitan la obtención de una calificación alta (Tier III o IV), garantizando mejores niveles de fiabilidad y disponibilidad, no solamente por la estricta especificación de los SAIs empleados sino por el diseño completo del entorno del DC, del sistema de refrigeración y de la distribución eléctrica hacia las cargas críticas. 

Además, la estructura modular permite una mayor escalabilidad, lo que facilita al máximo su adaptación a cualquier tipo de instalación y a su futura evolución. También permite una mayor flexibilidad, al combinar Módulos de Potencia con Módulos Cargadores de Baterías para largas autonomías sin necesidad de sobredimensionar el sistema SAI.

Otros parámetros de interés

Otras ventajas que aporta un SAI modular son las siguientes: 

• Bajo MTTR: la estructura modular redundante puede ofrecer una alta disponibilidad del sistema dependiendo de varios factores como son: fiabilidad del hardware, redundancia frente al fallo de algún elemento y rapidez con la que se consigue reparar el fallo, es decir conseguir un bajo “Tiempo Medio de Reparación” (MTTR).
• Mejora del TCO (Coste Total de Propiedad): se conseguirá a base de mejorar el OPEX (Gastos Operacionales) gracias a que con sistemas modulares se consigue el máximo rendimiento energético del módulo y del sistema global con una adecuada gestión del mismo.
• Reducción del CAPEX (Gastos de Capital): debido fundamentalmente a que la fabricación de gran cantidad de módulos idénticos permite el desarrollo de una economía de escala que mejora los costes de fabricación de los SAIs y garantiza una alta competitividad en precios.

Por supuesto, queda aún un largo camino por recorrer en la mejora general de las prestaciones de cada módulo, así como en la eficiencia en la gestión del sistema modular completo, pero será sin duda en el ámbito de los sistemas modulares donde se concentrará el desarrollo de los SAIs del futuro.

SLC ADAPT de Salicru, un ejemplo de modularidad

Un ejemplo de modularidad en la alimentación ininterrumpida de equipos y sistemas es el SLC ADAPT. Se trata de una gama de SAIs de Salicru que ofrecen protección redundante para aplicaciones críticas tales como data centers de todas las capacidades, infraestructuras de TI, data centers modulares y virtualizados, servicios que requieren una protección eléctrica de alto nivel que asegure un funcionamiento fiable, continuo y de calidad.

La serie SLC ADAPT está compuesta de soluciones modulares de tecnología online de doble conversión, con tecnología de control DSP e inversor a IGBT de tres niveles, y con una amplia gama de niveles en módulos de potencia, lo que posibilita una flexibilidad/escalabilidad altísima.

Una de las principales características de la serie SLC ADAPT es su capacidad de adaptación, ya que permite soluciones configurables desde 10 kVA hasta 1500 kVA, gracias a la amplia gama de módulos disponibles (10, 15, 25, 30 y 50 kVA), a los distintos sistemas configurables (2, 3, 4, 6, 8 ó 10 módulos) y a la opción de paralelo/redundante de hasta 3 sistemas de 500 kVA.

Otra característica es su disponibilidad, ya que los módulos hot-swap permiten ser añadidos o reemplazados durante el funcionamiento, mejorando el tiempo medio de reparación y el coste de mantenimiento.

Por otra parte, la gestión remota del sistema, integrable en cualquier plataforma, facilita la explotación del mismo. Y las amplias opciones de back-up disponibles, junto a la carga de baterías inteligente, aseguran el continuo funcionamiento de las cargas críticas protegidas.

Y para finalizar la descripción de este innovador SAI de Salicru, habría que destacar que se trata de una serie muy fiable. El control DSP asociado a la tecnología PWM de tres niveles amplia la eficacia de la respuesta y, junto a la redundancia de las cargas compartidas, consigue aumentar de manera destacada el tiempo medio entre fallos. Asimismo, tanto el display de control como el módulo de bypass pueden reemplazarse sin afectar al funcionamiento del equipo.

Albert Carrera, Director de Marketing de Salicru.

Más información:

Ficha técnica del SLC ADAPT

White Paper Salicru – SAIs modulares ¿son realmente más fiables?