Baterías de SAI,
¿Serán suficientes cinco minutos?
Si se determina el tiempo de autonomía del SAI basándose únicamente en el tiempo de arranque primario normal de los generadores, se producen lagunas ocultas. Es necesario verificarlo teniendo en cuenta la carga real protegida, la secuencia de alimentación, los reintentos tras un fallo de arranque y las pruebas integradas con baterías al final de su vida útil.
«5 minutos» no es una especificación del producto, sino el tiempo que el sistema es capaz de resistir ante un escenario de fallo.
El SAI (UPS) mantiene las cargas críticas desde el momento en que se produce la pérdida de la red eléctrica hasta que el generador arranca y la tensión y la frecuencia se estabilizan, momento en el que el dispositivo de conmutación y el SAI reciben la alimentación. Por lo tanto, el tiempo de autonomía no es el tiempo medio de arranque, sino Detección de corte de suministro → Mantenimiento del SAI → Puesta en marcha y estabilización del generador → Conmutación → Absorción de la carga por etapas Se determina teniendo en cuenta la secuencia completa y el margen para reintentos tras un primer fallo de puesta en marcha.
El punto de partida del cálculo es la carga real protegida por el SAI. No introduzca únicamente la capacidad indicada en las placas de características de los equipos informáticos, sino que sume las cargas que se mantendrán de los servidores, el almacenamiento, la red y los sistemas de control, y distinga cuándo se activan los refrigeradores, ventiladores y bombas, y a través de qué vía (SAI o generador). La carga del SAI puede variar con el tiempo debido al orden de desconexión de la carga y a la absorción de carga por etapas del generador.
El cálculo inicial del consumo energético es Carga × tiempo ÷ eficiencia del inversorPor ejemplo, si se mantiene 1 MW durante 5 minutos, la energía de CA ideal es de 83,3 kWh. Suponiendo que la eficiencia del inversor sea del 95 %, la energía de CC que la batería debería poder suministrar es, como mínimo, 83.3 ÷ 0.95 = 87.7kWhSe trata de un valor comparativo que no tiene en cuenta el margen por degradación, temperatura ni descargas a alta tasa, y no representa la capacidad final de la batería.
La selección final se basa en la capacidad al final de la vida útil (EOL), no en la capacidad nominal de los productos nuevos. El rendimiento disponible de las baterías varía en función del tiempo de uso, la temperatura de las celdas, la tasa de descarga, la tensión de corte, el estado de carga y el desequilibrio. En particular, en el caso de los SAI que suministran una gran intensidad de corriente en un breve periodo de tiempo, el número de celdas no se determina simplemente dividiendo los kWh, sino que se seleccionan las celdas y las cadenas que se ajustan a la carga, el tiempo, la temperatura y la tensión de corte requeridos, consultando las tablas de descarga de potencia y corriente constantes del fabricante.
El hecho de que haya módulos de SAI N+1 no implica que las baterías sean automáticamente N+1. Se debe comprobar el impacto de un fallo en las cadenas de baterías, los interruptores y fusibles de CC, los dispositivos de aislamiento y supervisión, y los bypass de mantenimiento para cada una de las rutas de alimentación A y B. También se debe comprobar que no exista un fallo único que provoque la pérdida simultánea de ambas rutas, como podría ocurrir con un bus de CC común o un sistema de supervisión compartido.
Las baterías VRLA y de iones de litio presentan diferentes patrones de degradación y de accidentes, por lo que sus estrategias de seguridad también difieren. La ventilación, el control de la temperatura, la detección de gases, humos y sobrecalentamiento, la compartimentación y los equipos contra incendios, la respuesta ante emergencias y la distancia de instalación se determinan en función del tipo químico de la batería, las instrucciones del fabricante, las normas nacionales en materia de seguridad contra incendios y electricidad, y tras consultar con las autoridades competentes.
La supervisión continua de la tensión, la temperatura y la impedancia es una herramienta para detectar signos de anomalías, pero no constituye en sí misma una prueba del tiempo real de autonomía. Se verifica si el tiempo previsto en el diseño se alcanza realmente mediante pruebas periódicas de capacidad o pruebas adecuadas con bancos de carga, así como mediante pruebas integradas del sistema de alimentación que incluyan el arranque y la conmutación de generadores y la admisión de carga por etapas. Los riesgos para el servicio y los procedimientos de seguridad durante las pruebas deben planificarse por separado.
※ Este contenido está destinado a la fase inicial de estudio del proyecto. Los valores de 1 MW, 5 minutos y una eficiencia del 95 % son ejemplos destinados a explicar la estructura de cálculo; el tiempo de autonomía definitivo y la configuración de las baterías deben determinarse en función de los objetivos de fiabilidad del proyecto, el perfil de carga, las tablas de descarga del fabricante, la garantía al final de la vida útil, la temperatura del emplazamiento, el diseño eléctrico y de protección contra incendios, así como la verificación por parte de las autoridades competentes.
Comenzar el análisis del emplazamiento, incluyendo los SAI y la alimentación de emergencia →Consulte el texto original para obtener información sobre el rendimiento de los SAI y el deterioro de las baterías.
IEC 62040-3: Requisitos de rendimiento y ensayo de los SAI ↗