viernes, 10 de enero de 2014

UPS Giratoria (Flywheel UPS): un Nuevo Paradigma

La UPS giratoria es un sistema que asegura la continuidad del suministro eléctrico basado en un concepto antiguo, que consiste en transformar la energía cinética en energía eléctrica. Este dispositivo conlleva a un cambio paradigma para la mayoría de los Data Centers para los cuales una UPS tiene que tener baterías sí o sí.

Si a usted le preguntaran en qué país se inventó el reloj digital de cuarzo, probablemente dirá que fue en Japón, pero la respuesta es incorrecta.
En el año 1968 Suiza controlaba el 90% del mercado mundial de relojes. Un día un técnico de una de las mayores empresas de relojería mostró a sus jefes un nuevo modelo que acababa de inventar. Se trataba de un reloj electrónico de cuarzo. Su superior observó el prototipo y le dijo: “Esto no es un reloj”, y no dio ninguna importancia al descubrimiento, ya que no poseía cuerda, mecanismos ni engranajes. Le permitieron quedarse con la patente e incluso ir con el invento a una feria de relojería. Pasaron los japoneses y compraron. Poco tiempo después pusieron a la venta el reloj de cuarzo. Para el año 1982, el 90% del mercado que controlaban los suizos, se redujo al 15%. Perdieron el liderazgo y cincuenta mil puestos de trabajo por culpa de la nueva tecnología, ¡inventada por un suizo!

La UPS giratoria (también llamada o UPS rotativa o Flywheel UPS) funciona haciendo mover una rueda metálica muy pesada (de 300 kg o más) por medio de la energía eléctrica provista por la red, haciéndola girar a gran rapidez (entre 33000 y 77000 RPM según el fabricante), y por medio de la levitación electromagnética al vacío no entra en contacto con otros elementos, evitando así el rozamiento que frenaría la rueda. La inercia generada le permite rotar a gran velocidad durante un tiempo prolongado ya que no hay fricción. Así ese movimiento de energía cinética acumulada, entregará corriente eléctrica cuando se interrumpa el suministro de red. Si el suministro eléctrico se detiene, la rueda de gran masa que está  girando a muchas revoluciones es capaz de proporcionar suficiente energía al Data Center durante unos segundos (entre 15 y 60 según la configuración).
La mayoría de la gente tiende a apegarse a la antigua tendencia de que una UPS debe tener la capacidad suministrar energía por al menos 15 minutos en caso de interrupción. Lo cierto es que este es un pre concepto heredado de los servidores Mainframe, cuyos procesos de apagado controlado demoraba ese tiempo, pero hoy en día apagar cualquier equipo actual demora mucho menos tiempo, y más aún si la instalación cuenta con generador.
Actualmente los generadores modernos son capaces de proveer energía estabilizada entre 2 a 10 segundos desde que se detecta la interrupción. ¿Qué sentido tiene tener una UPS con baterías que permite operar por 15 minutos cuando el generador entrega energía estabilizada solo en 5 segundos?




A continuación se detallan las principales ventajas y desventajas de las UPS giratorias en comparación las UPS tradicionales de batería.
Ventajas

  • Vida útil mayor a 20 años
  • Es más económica, teniendo en cuenta el costo a lo largo de la vida útil si se la compara con la UPS tradicional. Se estima un retorno de la inversión en aproximadamente tres años.
  • No utiliza baterías, produciendo grandes ahorros de energía, contaminación, enfriamiento, reemplazo y mantenimiento (sólo utiliza una pequeña batería para el arranque).
  • Ocupa menor superficie (por ejemplo, una UPS de 300 kVA ocupa solo 25% del espacio de una UPS de Conversión Doble, aunque puede llegar a pesar 2500 kg)
  • Su eficiencia oscila entre el 95% y el 98% (las UPS de batería tiene en promedio una eficiencia del 92%)
  • Su tiempo de carga es bajo: entre tres y ocho minutos, comparado con la UPS tradicional que puede llegar a tardar entre ocho y diez horas para completar la carga.
  • La operatoria es silenciosa (entre 45 y 70 decibeles a un metro de distancia).
  • Tiene una mayor amplitud térmica operacional (comparada con la UPS de batería)
  • Genera poca temperatura. Por ejemplo: una UPS de 300 kVA de 1.5 x 0.8 m y una altura menor a 2 m genera entre 5 kW/h y 7 kW/h de calor.
  • Las mediciones de la capacidad de la carga brindan datos más certeros comparados con la UPS de baterías.
  • MTBF: >50000 horas (las baterías de las UPS tiene un MTBF: <2200 horas)


Desventajas

  • Su inversión inicial es elevada.
  • Tiene poco tiempo de energía de resguardo, lo que genera una mayor dependencia del generador



"Si hoy fuese el último día de mi vida, ¿querría hacer lo que voy a hacer hoy? Y si la respuesta era No durante demasiados días seguidos, sabía que necesitaba cambiar algo."
Steve Jobs

2 comentarios:

  1. El articulo no está mal, pero contiene errores, algunos sin demasiada importancia y otros por el contrario son errores de concepto.
    Sin animo de aburrir, la descripción de UPS rotativa no se basa en su forma de almacenar energía a través de un volante de inercia o flywheel, sino porque su forma de generar la onda senoidal se hace con un motor/generador y no invirtiendo una tensión continua desde una batería. Puede darse el caso de utilizar una UPS estática con flywheel en lugar de baterías. De hecho hay una marca conocida que utiliza una mezcla de inversores estáticos con un volante de inercia todo ello conectado a un motor térmico y aunque lo venden como una UPS dinámica no lo es. Por otra parte alguna pequeña aclaración sin demasiada importancia como el MTBF que suele ser mayor del que dices en tu articulo, un UPS estático actualmente puede llegar hasta las 220.000 horas y un dinámico (por lo menos los que yo conozco) hasta 1.380.000 horas. El volante no siempre funciona en levitación electromagnética solo algunos fabricantes y no gira en el vacío sino en una carcasa hermética en la que se introduce un gas inerte como puede ser helio.
    En general un muy buen articulo y bien resumido.

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  2. Hola
    Solo para dar testimonio que éste tipo de dispositivo existe desde hace mucho tiempo; en 1994 en la Ciudad de México, como supervisor del cambio de un tablero Eléctrico, observé un extraño aparato, parecía una bomba vertical, pero con una gran rueda en la parte inferior (no estaba al vacío ni en gas inerte, sólo estaba cerrada para evitar el polvo), por curiosidad vi la placa y los aparatos alrededor y comprendí que era un grupo motor (eléctrico) y generador acoplados, usados para un pequeño cuarto de computadoras del edificio (estamos hablando de 1994), un generador eléctrico completaba el sistema, el cual tardaba 7 segundos en arrancar...todo un record en ese entonces.

    Interesante tu artículo.
    Att. Israel Ramos Vera

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