Si te interesas por la protección de tus equipos y la continuidad de tu negocio, seguramente habrás oído hablar de los UPS estáticos y rotativos. Estos sistemas son esenciales en el mundo empresarial, pero ¿sabes realmente qué son? En este artículo te explicaremos en detalle qué son los UPS estáticos y rotativos, sus diferencias y cómo te ayudarán a mantener la operatividad de tus equipos en casos de fallos eléctricos. ¡No te lo pierdas!
Los sistemas UPS estáticos y UPS rotativos son fuentes de alimentación ininterrumpidas. Ambos cumplen las mismas funciones, sin embargo proporcionan diferentes actuaciones. También tienen diferentes características y elementos constructivos.
La elección del SAI depende de lo siguiente.
- Requisitos de energía
- Capacidad de inversión
- tipo de diseño
Propósito de UPS
Usamos un sistema UPS para aquellas aplicaciones donde las cargas críticas necesitan energía continua. El SAI realiza un cambio suave en caso de graves caídas de tensión y cortes de energía.
Hay dos tipos de SAI.
- UPS estáticos y
- SAI rotatorio
Componentes del SAI
Los sistemas UPS electrónicos generalmente incluyen una batería, un cargador, un inversor (un dispositivo que convierte la corriente continua en corriente alterna) y un interruptor de transferencia automática. La conmutación automática cambia la fuente de alimentación de la fuente primaria al inversor cuando falla la fuente de alimentación primaria. Por lo tanto, la potencia siempre está disponible para la carga.
Tamaños de SAI
La capacidad de almacenamiento de carga de la batería es muy importante para el dimensionamiento del SAI. El tamaño del UPS depende de la capacidad de respaldo de energía de la batería y la calificación del UPS. Para entregar más energía durante más tiempo, el tamaño de la batería y el UPS es grande.
Por otro lado, para entregar menos energía por menos tiempo, el tamaño de la batería y el UPS es pequeño.
La mayoría de los sistemas UPS funcionan en modo de espera. El inversor mantiene las baterías completamente cargadas por la fuente de energía primaria. Por lo tanto, el inversor permanece en condición lista.
Sistema UPS estático
El SAI estático no tiene piezas giratorias (excepto los ventiladores de refrigeración). El sistema UPS estático tiene baterías y un inversor. El UPS convierte el voltaje de CC en voltaje de CA. El siguiente diagrama muestra cómo el UPS estático convierte el voltaje de CC en voltaje de CA.
La unidad rectificadora del SAI convierte la fuente principal de CA en CC para cargar las baterías. Además, el circuito inversor convierte el voltaje de CC de la batería en voltaje de CA para alimentar la carga. Cuando la fuente de alimentación está disponible, la unidad rectificadora carga las baterías y la fuente de alimentación para la carga está disponible a través de un interruptor estático.
Cuando falla la energía, el interruptor estático transfiere la carga al inversor y ahora el inversor suministra energía a la carga. El inversor toma la energía de CC de las baterías y la convierte en voltaje de CA.
El inversor transfiere la carga a un interruptor estático después de la restauración de la fuente de alimentación primaria. Y, por lo tanto, las baterías comienzan a cargarse nuevamente a través de la fuente de energía primaria.
Sistema UPS rotativo
La siguiente figura muestra el diagrama de bloques del UPS rotativo.
Un sistema UPS rotativo tiene partes giratorias como un motor, un generador y un interruptor de transferencia. Hubo una aplicación generalizada de este UPS para suministrar energía a equipos críticos e iluminación. El UPS rotativo no tiene baterías. Tiene volante.
Un UPS rotativo con volante de inercia es el más adecuado para aplicaciones que requieren respaldo para pérdidas de energía y caídas de voltaje de corta duración. Sin embargo, los tiempos de soporte o tiempo de respaldo de los UPS rotativos suelen ser del orden de unos pocos segundos a unos pocos minutos.
El grupo motogenerador es la mejor opción para obtener más apoyo o tiempo de respaldo.
La generación de electricidad por el giro del volante suministra la energía a la carga durante su tiempo de respaldo nominal. Por lo tanto, la energía mecánica almacenada en el volante permite que el conjunto MG entregue su salida nominal completa durante un mínimo de 200 milisegundos.
Instalación de SAI
Los sistemas UPS estáticos son compactos y requieren menos espacio. Por tanto, podemos instalarlo en el interior de un edificio. Mientras que la mayoría de las instalaciones de sistemas UPS rotativos se encuentran en un entorno abierto, solo en unos pocos casos dentro de un recinto construido especialmente.
Diferencia básica entre UPS estático y rotativo
SAI estático funciones del sistema en la electrónica de potencia de semiconductores. Los dispositivos electrónicos tienen un tiempo de conmutación muy inferior. Por lo tanto, los UPS estáticos pueden proporcionar energía ininterrumpida sin ningún retraso en la transferencia porque el inversor tiene su conexión con baterías.
SAI estático Los sistemas conectan directamente el suministro de energía a la carga en funcionamiento normal y cargar la batería a través del rectificador. El interruptor de transferencia conecta el inversor a la carga para suministrar energía de CA desde la energía de CC convertida a la batería cuando hay un apagón.
SAI rotativo Los sistemas son adecuados para entregar energía a la carga por un período más corto durante interrupciones momentáneas y caídas de voltaje. A diferencia de los UPS estáticos, tiene partes rotativas.
Ventajas de los sistemas UPS rotativos
- Son más eficientes energéticamente.
- Eficiencia en el rango de 95-97%. aunque mas caro.
- Los sistemas UPS rotativos tienen menos probabilidades de fallar.
- Están disponibles en capacidades superiores y posibilidad de generar tensiones superiores (con rangos de potencia de 200kW a 3000kW).
- Instalando equipos en paralelo, los sistemas Rotativos pueden alcanzar hasta 40MW.
- En los SAI rotativos podemos sustituir las baterías por un sistema de almacenamiento cinético, y cuentan con un motor/generador eléctrico que transforma la energía eléctrica en energía mecánica y viceversa.
- Durante su funcionamiento, la energía almacenada de los SAI rotativos alimentan la carga en caso de avería o corte, aunque para protegernos de los cortes de luz debemos tener acoplado un motor diésel o de gas.
Desventajas de los sistemas UPS rotativos
- Suponen un mayor coste, aprovechamiento del espacio (para autonomías bajas)
- Los sistemas UPS estáticos generan ruido.
- Son más caros.
- Necesitan elementos auxiliares como motores de climatización, bombas, rejillas de ventilación, etc.
Ventajas de los sistemas UPS estáticos
- Los UPS estáticos tienen su aplicación generalizada.
- Hay posibilidad de ampliación según nuestras necesidades
- Los sistemas UPS estáticos requieren una inversión inicial menor.
- Puede ampliar el sistema SAI de forma modular, incluso trabajando en paralelo.
- Los estudios de costos operativos muestran que los sistemas UPS rotativos son más baratos de mantener.
Inconvenientes del SAI estático
- Los SAI estáticos cuentan con una gran cantidad de elementos. por lo tanto, sus posibilidades de fracaso son más.
- A su vez, también necesitan elementos auxiliares: Clima, limpieza, baterías.
- Soportan menos la intensidad de cortocircuito que los dinámicos.
- Necesitan contar con sistemas de aire acondicionado ya que su temperatura ideal de trabajo oscila entre los 20°C -25°C.
Aplicaciones
Hoy en día, los sistemas de suministro de energía ininterrumpida (UPS) están instalados en casi todas las áreas críticas. Banco, servicios financieros, seguridad, hospitales y equipos médicos, sistemas de red, telecomunicaciones, tráfico aéreo, defensa, seguros son muy pocos para mencionar.
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