a
ttualità
e
lettrotecnica - dicembre
2015
- numero
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nuzione dell’efficienza energetica. Alcuni co-
struttori di UPS dispongono di sistemi di ge-
stione che permettono di “congelare” auto-
maticamente e, in molti casi, a rotazione i
moduli di potenza eccedente che non sono
utilizzati istantaneamente per soddisfare i re-
quisiti del carico. Grazie a ciò, anche in pre-
senza di carichi molto bassi il rendimento de-
gli UPS modulari è molto simile, se non ugua-
le, al valore al carico nominale e, al contem-
po, il livello di affidabilità del sistema è inva-
riato, dal momento che viene attivato solo il
numero di moduli di potenza necessari per il
carico, più la ridondanza N+1 (se impostata).
L’infrastruttura comune
di Input/Output
e la facilità di manutenzione
Che si tratti di UPS modulare con moduli inte-
grati, inseribili o estraibili a caldo, o moduli di
potenza collegati ad un cabinet esterno e co-
mune, l’unità di Input/Output è il fulcro della
modularità, che funge da interfaccia per la
connettività e punto comune per i collegamen-
ti di potenza con il quadro elettrico di alimenta-
zione, e con il carico applicato: è proprio que-
sta la sostanziale differenza con un sistema di
parallelo di UPS di tipo tradizionale, che ne-
cessita invece di dispositivi di protezione a
monte di ciascun singolo ingresso UPS del si-
stema. L’infrastruttura comune permette inoltre
una piattaforma unica per la visualizzazione e
gestione dei parametri e della cronologia del-
l’UPS, del singolo modulo, dell’impianto elettri-
co collegato e del carico, solitamente con un
comodo display, utile per reperire velocemen-
te informazioni sulla manutenzione e su even-
tuali malfunzionamenti del sistema.
Grazie quindi a questa architettura, il sistema
modulare gode di una buona facilità di manu-
tenzione, potendo sostituire uno o più moduli
“a caldo” (ovvero mentre il resto del sistema
è in funzione) e in assoluta sicurezza elettri-
ca, godendo inoltre di un’unità di bypass ma-
nuale centrale e comune per tutte le opera-
zioni di manutenzione. Grazie a questo van-
taggio offerto dalle soluzioni di UPS modulari
e scalabili, è possibile ridurre i tempi di ripa-
razione (MTTR, Mean Time To Repair) e quin-
di avere valori di MTBF (Mean Time Between
Failures) più alti.
Il confronto dei costi di gestione
L’UPS modulare, come si diceva, è caratteriz-
zato da un’architettura scalabile, che consente
di configurare il proprio sistema di alimentazio-
ne con moduli base, in grado di crescere in
funzione delle esigenze presenti e future di ali-
mentazione del carico applicato. Anche grazie
alla gestione intelligente dei moduli di potenza,
in funzione del carico istantaneo, sarà quindi
possibile utilizzare solo i moduli necessari ad
alimentare l’effettiva potenza richiesta dal cari-
co. Queste nuove ed innovative prerogative
permettono di avere una curva di rendimento
costante (solitamente oltre il 95/96% fin dal
40% del carico applicato), garantendo che il
sistema sarà sempre ottimizzato e riducendo
gli sprechi di energia. Immaginiamo ora di do-
ver alimentare in ridondanza N+1 un carico di
400 kW e di mettere a confronto le due architet-
ture di UPS, entrambe funzionanti in sola dop-
pia conversione: un sistema modulare con mo-
duli da 250 kVA, con una potenza installata di
750 kVA, in ridondanza N+1 (ovvero 500 kVA
per il carico e 250 kVA per la ridondanza) e
dall’altro lato due UPS da 500 in parallelo ri-
dondante (uno per la potenza e uno per la ri-
dondanza). In prima battuta salta subito all’oc-
chio la differenza di potenza installata: 750 kVA
per la soluzione modulare e 1000 kVA per la
soluzione monolitica tradizionale. Per il calcolo
delle differenze dei costi di gestione, ci basia-
mo ora su alcune ipotesi:
• Calcoli basati sulle ipotesi di curve di rendi-
mento sopra esposte, al 50% del carico ap-
plicato (per il parallelo N+1 dei due UPS da
500 kVA al 50% al cosfi 0.8 = 200 kW) e del
66% (per la soluzione modulare N+1 con mo-
duli da 250 kVA: 500 kVA per il carico al cosfi
0.8 = 400 kW + 250 kVA per la ridondanza)
• Tempo di esercizio: 8750 ore l’anno
• Costo dell’energia ipotizzato: 0.15
€
/ kWh
Andiamo infine a calcolare il risparmio econo-
mico valutando le due architetture, con la se-
guente formula:
Utilizzando una tecnologia modulare, al carico
del 66% avremo un rendimento tipico del 96%,
mentre per un UPS tradizionale, al 50% del ca-
rico, avremmo un rendimento tipico del 94%.
La differenza di rendimenti, a parità di carichi
applicati, con la formula di cui sopra, sarà di
oltre 11.000
€
l’anno.
