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Por y para qué un SAI

Por y para qué un SAI

8 febrero, 2016
Electricidad, General Electric

Los servicios de alimentación ininterrumpida (SAI) siguen creciendo con exigencias y, consecuentemente, prestaciones cada vez más altas. Existen diferentes tipologías en función de lo que estemos dispuestos a gastar, lo que queramos resguardar y contra qué defectos de la red queramos proteger la carga. 

Hoy en día, las instalaciones eléctricas de nuestras viviendas suelen ser generalmente adecuadas. No es frecuente sufrir cortes en la red nacional ni apagones debidos a problemas internos de la vivienda por cables o enchufes en mal estado. No obstante, en la industria, los polígonos industriales y los núcleos próximos siempre existen motivos ajenos a nosotros que podrán provocar deficiencias en el suministro eléctrico.

El SAI (en inglés UPS, uninterruptible power supply) es un sistema de alimentación ininterrumpida que puede proporcionar energía eléctrica por un periodo de tiempo concreto gracias a sus baterías. Es significativo que los equipos puedan funcionar sin la energía procedente de la red gracias a estas baterías, pero tanto o más lo son otras características que puede aportarnos un SAI para beneficiar a los equipos que tenga conectados.

Por norma general, con un SAI no se busca empezar a trabajar cuando no tenemos corriente de la red. Más bien, lo que se planifica es poder dejar de hacerlo sin ocasionar daños en los equipos que están funcionando y, por supuesto, sin perder o dañar el trabajo en curso. Como ejemplo, podemos entender que en casa no vamos a necesitar un SAI para cuando estemos sin corriente, sino para proteger el ordenador de sobremesa y poder guardar los documentos abiertos sin riesgo de perder información.

En particular, el SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida) suministra energía a los equipos críticos. Las cargas conectadas pueden ser aparatos médicos, industriales o informáticos que requieren alimentación continua de calidad debido a la necesidad de estar operativos en todo momento y sin fallos a causa de anomalías en la red como pudieran ocasionar picos o caídas de tensión.

Es trascendental y en muchas ocasiones vital contar con estos equipos para evitar los daños que pudieran sufrir los equipos que pretendemos salvaguardar. En particular, cuando de estos equipos dependen vidas humanas es comprensible que estén protegidos por un SAI. A modo de ejemplo, es comprensible que no podamos permitirnos problemas en un quirófano o en el sistema de aterrizaje de un aeropuerto. Sin embargo, esta visión de puntos críticos depende mucho de la estabilidad de la red de un país, la visión cultural del mismo, su economía o incluso el tipo de servicio prestado por encima de los competidores. De este modo, en países asiáticos, africanos y sudamericanos podemos ver un SAI hasta para televisión. Algunas empresas han aprovechado esta oportunidad para hacer publicidad con los apagones y el efecto de perdernos el gol que nuestro equipo de fútbol está a punto de marcar: Publicidad Visa – Apagón (Mundial 2002) , La vida se disfruta hoy – Apagón

No es que pensemos que sea excesivo dotar de un SAI al televisor. Con el coste de las actuales Smart TV, más un pequeño desembolso, podemos protegerlas frente a problemas de la red que pudieran dañar su electrónica. Un SAI, además del fallo de tensión, nos permite proteger a su carga de las siguientes anomalías de la red: tensión alta o tensión baja, picos o caídas cortas, micro-cortes, variaciones en la frecuencia, ruido eléctrico, distorsiones armónicas y conmutaciones transitorias. Todo depende del tipo de SAI que se adquiera. Es por ello que seguidamente veremos sus tipologías y funcionamiento, que en esencia se clasifican en tres.

  • SAI Off-line: Es el más básico de todos. Protege a los equipos únicamente contra la falta, subidas y bajadas de tensión. Los equipos se alimentan de la red eléctrica y en caso de alguna de estas 3 deficiencias indicadas, el SAI empieza a generar su propia alimentación. Su nombre es debido a que el SAI no está activo mientras se mantengan las condiciones de suministro adecuadas. Hecho por el que, ante el problema, hay un pequeño tiempo de conmutación: típicamente 2-10ms. Durante este pequeño intervalo de tiempo, no hay suministro eléctrico, por lo que la mayoría de equipos pueden necesitar reiniciarse. Este detalle, junto al tipo de onda generada no-sinusoidal, no lo hacen adecuado para proteger dispositivos delicados o sensibles a la alimentación. Su uso más común es para la protección de dispositivos domésticos como ordenadores o televisores.
  • SAI In-line: Va un paso más adelante y proporciona una protección intermedia solucionando 5 de las 9 posibles anomalías eléctricas. Además de las 3 que aportaban los SAI Off-line, añaden protección contra tensiones bajas o altas que se producen de forma continuada en la red eléctrica. En estos casos, corrige las tensiones altas o bajas gracias a unos filtros estabilizadores de la tensión de entrada, ampliando pues el grado de protección. Del mismo modo que el SAI Off-line, únicamente empiezan a generar su propia alimentación en caso de fallo de tensión o anomalía grave. Así pues, comparten el problema del micro-corte de unos 2-10ms durante el tiempo de conmutación. Por otra parte, la onda pseudo-sinusoidal es de mayor calidad y algunas variedades profesionales disponen de salida sinusoidal pura, por lo que en general, el uso del SAI In-line está más extendido. Entre las aplicaciones más habituales esta la protección de hogares y comercios con tensiones anómalas, pequeñas empresas, ordenadores, monitores, dispositivos de red como hubs, switches y routers, cámaras de seguridad, etc. En el caso de los SAI In-line profesionales de onda sinusoidal pura, la protección se extiende hasta equipos más sensibles y sofisticados como servidores, instrumentos de laboratorios, bombas y motores eléctricos críticos, etc.
  • SAI On-line: Es el más complejo y sofisticado. Brinda la máxima protección contra los 9 problemas de suministro eléctrico. Esto significa que a la protección ofrecida por el SAI In-line se suma la protección contra variaciones en la frecuencia, ruido eléctrico, distorsiones armónicas y conmutación transitoria. Como del propio nombre se deriva, este equipo está trabajando siempre y genera alimentación continuamente para su carga. Por lo tanto, ante un corte o fallo del suministro eléctrico los equipos protegidos no se ven afectados en ningún momento dado que no existe conmutación. El SAI hace una doble conversión AC/DC/AC y pasa la corriente de la red, mediante un rectificador, a corriente continua con la que alimentar su bus interno y cargar las baterías. Mediante un inversor, vuelve a transformar la corriente del bus interno en la onda sinusoidal pura con la que alimenta la carga y por ello está totalmente aislada de los problemas de red. En el caso de cortes en la red, el bus se alimentará de las baterías si ningún micro corte para la carga. Es la tecnología más eficiente y se usa para proteger cargas críticas, delicadas o de considerable valor e importancia para las empresas. El principal inconveniente, además del coste superior a las demás tipologías, reside en que las baterías trabajan más y deben sustituirse con más frecuencia. También juega en su contra que el continuo funcionamiento requiere de mayor ventilación por lo que suelen ser más ruidosos.

Hoy en día estos SAI ya tienen características avanzadas añadidas para opciones de información o control. Disponen de conectores RJ11 y RJ45 para proteger las conexiones y los datos. En ocasiones también se pueden conectar vía USB y conocer su estado por lo que un equipo puede autoapagarse de forma controlada en caso de un fallo de suministro prolongado. Muchos de ellos tienen salida de señal crítica conocida a través de su conexión o incluso mediante un contacto eléctrico.

Cuando se hace referencia a los SAI online en su familia profesional, hay parámetros que también conviene considerar pues el factor de potencia o coseno de Φ nos da referencia de la eficiencia del SAI. Los profesionales alcanzan el 0,9 y algunos de altas prestaciones pueden superar el 0,97 o 0,98. Este factor junto a tecnologías internas de gestión pueden suponer ahorros de consumo del propio SAI mayores del 50% entre diferente marcas y modelos. Lo consiguen principalmente con un sistema de bypass que anula parte de la electrónica y por tanto de su consumo cuando el suministro está dentro de unos parámetros de calidad aceptables. Tecnologías como la GreenPower de CyberPowereBoost de General Electric, o Power Xpert de Eaton garantizan dichas altas eficiencias.

Sistema de Alimentación Ininterrumpida

 

 

 

En la siguiente lista se enumeran los principales vendedores de SAI (UPS) a nivel mundial:

AEG Power

AMETEK

CyberPower

Eaton

Emerson Network Power

Fuji Electric

General Electric

Huawei Technologies

Mitsubishi Electric Power Products

Salicru

Schneider Electric

Siemens

Nota: algunas marcas relativamente conocidas, como APC y MGE, se encuentran ahora en Schneider y 0000 Eaton respectivamente.

Se espera que el mercado de servicios de alimentación interrumpida crezca ligeramente por encima del 10% en la próxima década. La especialización en productos para Data Centers, alta mar y naves (industrias aéreas, espaciales, marítimas y ferroviarias) hacen evolucionar rápidamente las tecnologías de control, alta eficiencia y redundancia para estos equipos con un futuro prometedor.