Introducción DRUPS vs UPS con baterías
En el corazón de la infraestructura de los Centros de Procesamiento de Datos (CPD), los Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI, también conocidas como UPS por sus siglas en inglés: Uninterruptible Power Supply) desempeñan un papel crucial para garantizar la continuidad operativa. Este artículo se sumerge en la comparación entre las Diesel Rotary UPS (DRUPS) y las UPS estáticas con baterías, explorando sus definiciones, relevancia en el sector de los centros de datos y destacando elementos críticos en su análisis, comparativa DRUPS vs UPS.
Definición y Relevancia en el Sector del Data Center o CPD
UPS Estáticas o con Baterías:
Las UPS estáticas, con su capacidad para proporcionar energía de respaldo instantánea a través de baterías, son una elección común en el mundo de los centros de datos. Son dispositivos electrónicos diseñados para proporcionar energía eléctrica de respaldo a equipos críticos en caso de interrupciones en la alimentación principal. La función principal de una UPS con baterías es garantizar la continuidad de la alimentación eléctrica durante cortes de energía, fluctuaciones de voltaje o picos de carga.
Esta UPS consta de dos componentes esenciales: una fuente de energía principal y baterías recargables. Cuando la UPS detecta una anomalía en la alimentación eléctrica, automáticamente conmuta a la energía almacenada en sus baterías, evitando así que los dispositivos conectados se vean afectados por la interrupción. Este cambio se produce de manera instantánea, proporcionando un suministro continuo y estable de energía durante el tiempo necesario para que se restablezca la electricidad o se active un sistema de backup adicional como los grupos electrógenos.
Además de su función básica de respaldo, las UPS con baterías suelen incluir características adicionales, como la regulación de voltaje, la protección contra sobretensiones y filtrado de ruido, para garantizar la integridad y la estabilidad de los dispositivos conectados. Este tipo de UPS se utiliza ampliamente en entornos como oficinas, centros de datos, instalaciones médicas y otros lugares donde la continuidad del suministro eléctrico es crucial para el funcionamiento sin problemas de los equipos electrónicos.
Diesel Rotary UPS (DRUPS):
Las DRUPS, acrónimo de Diesel Rotary UPS, se refieren a un tipo específico de Sistema de Alimentación Ininterrumpida (UPS) que combina un generador diésel y un volante de inercia rotativo para proporcionar energía de respaldo durante cortes de electricidad u otras irregularidades en la fuente de alimentación principal. Estas unidades ofrecen una solución alternativa y complementaria a las UPS estáticas convencionales con baterías. En definitiva son el equivalente a lo que sería el conjunto de Grupo Electrógeno + UPS.
A diferencia de las UPS estáticas, que dependen principalmente de baterías para proporcionar energía de respaldo, las DRUPS incorporan un motor diésel conectado a un generador rotativo. El volante de inercia (flywheel) es un componente clave: cuando la electricidad de la red está disponible, es ésta electricidad la que hace que el volonte de inercia siga rotando, el cual almacena la energía electrica en forma de energía cinética. Cuando ocurre una interrupción en el suministro eléctrico, el volante de inercia se convierte en la fuente principal de energía, alimentando la carga de manera ininterrumpida (salida No-Break), esto se produce durante el tiempo preciso hasta que se pone en marcha el motor diésel que alimentará de manera continua la salida No-Break (sin paso por cero) y las salidas con interrupción para cargas no críticas (salida short-Break).
Comparación en Centros de Datos Pequeños:
Para CPDs de menor escala, las UPS estáticas tienden a ser la opción preferida. Aunque algunos fabricantes ofrecen soluciones de DRUPS a partir de 200 kW, las UPS estáticas son más sencillas de integrar en los diseños y posibilitan más fácilmente soluciones escalables y modulares. Principalmente este hecho, la escalabilidad, se traduce en una inversión inicial menor en el primer escalón del centro de datos para la opción de UPS estáticas.
Por todo lo anterior, en CPD pequeños suele mucho más habitual las UPS estáticas.
Costos y Mantenimiento de DRUPS vs UPS estáticas
Costos Iniciales y de Operación:
- UPS Estáticas: Proporcionan una opción más económica para instalaciones iniciales y sus diferentes diseños modulares permiten una inversión gradual.
- DRUPS: Aunque los costos iniciales pueden ser más altos, el TCO a lo largo del tiempo puede ser menor, especialmente al considerar la sustitución de baterías en las UPS estáticas cada 6-7 años.
Costos de Mantenimiento:
- UPS Estáticas: Mientras que las UPS estáticas son más sencillas en términos de mantenimiento, las DRUPS pueden requerir overhauls periódicos en el volante de inercia, aumentando los costos operativos.
Eficiencia y espacio en Diesel Rotary UPS vs UPS con baterias
Eficiencia especifica:
- A cargas bajas: Las UPS Estáticas sobresalen en eficiencia a cargas bajas, superando a las DRUPS en esta categoría. A bajas cargas, la eficiencia de las DRUPS puede ser significativamente inferior, un factor a considerar al seleccionar la tecnología según las necesidades específicas de carga.
- A cargas altas: Con porcentajes de carga por encima del 90%, si comparamos la eficiencia especifica de un determinado modelo de UPS estática con otro de DRUPS la diferencia se reduce considerablemente, no obstante, en algunos caso puede seguir siendo más eficiente el sistema de UPS estática. Aquí la diferencia fundamental en eficiencia está en las pérdidas por mantener el volante de inercia en rotación.
Eficiencia General :
- Desde un punto de vista global, considerando la eficiencia del conjunto UPS + sistemas de apoyo (como la refrigeración o ventilación) podemos decir sin miedo a equivocarnos que un sistema de DRUPS suele ser más eficiente que un sistema de UPS estáticas con baterías.
- Las UPS estáticas con baterías requieren salas climatizadas, para mantener la vida util de los equipos y combatir la disipación termica (entorno al 5% de la potencia en funcionamiento normal y entorno al 10-15% con una descarga). Esto se realiza normalmente con climatizadores redundantes para cumplir un determinado nivel TIER, y por tanto con una eficiencia menor.
- Las DRUPS son equipos muy robustos y la mayoría de ellas pueden operar con temperaturas de 40ºC o superiores, por lo que por lo general no requieren climatización en las salas donde van ubicadas. Eso si, hay que pensar que las DRUPS integran moto-generadores que requieren mucha ventilación, por lo que un aspecto muy importante a la hora de diseñar es preveer aperturas para ventilacion natural y/o diminuir las necesidades de ventilación con sistemas como los radiadores remotos.
Requerimientos de Huella:
- Un sistema de SAI estática con baterías (sistema convencional) por lo general requiere mucha más huella que su equivalente en UPS rotativa. Esta situación ha mejorado con la tecnología de baterias de Ion-Litio
Tiempo de Backup:
Las DRUPS, a pesar de su eficiencia y capacidades, presentan un desafío en el tiempo de backup, limitándose a 30-50 segundos. Este intervalo, aunque suficiente para permitir la asunción de la carga IT por los generadores, puede provocar inquietudes en determinados clientes.
En contraposición, las UPS estáticas se pueden diseñar con 5, 10 o incluso más minutos de soporte. Por lo general estos minutos de soporte son una ineficiencia (económica y energética) ya que en cuestion de pocos segundos (entre 10-20 segundos) la carga ya es asumida por los grupos electrogenos.
Por tanto, aunque no se necesite tanto tiempo de backup en UPS, el reclamo de tener 5 o 10 minutos de backup es una herramienta de marketing y ventas en favor de las UPS estáticas contra la que es difícil de luchar.
Conclusiones:
En la elección entre DRUPS y UPS estáticas, la escala, la eficiencia, los costos y las expectativas de tiempo de backup juegan un papel crucial. Mientras que las UPS estáticas son preferibles para CPDs pequeños, las DRUPS destacan en eficiencia general y costos a largo plazo, haciéndolas dignas de consideración en grandes instalaciones de centros de datos.
La decisión final debe basarse en una comprensión profunda de los requisitos específicos de cada aplicación y las metas a largo plazo del centro de datos.
