Comúnmente conocido como respaldo de batería, una unidad de suministro ininterrumpido de energía (UPS) es una batería recargable que se utiliza para respaldar las fuentes de alimentación principales y proporcionar energía sin interrupciones cuando hay un corte de la red eléctrica de la línea principal.
Esta fluidez distingue al UPS de los generadores de reserva. Los generadores se conectan en cuestión de segundos después de un corte eléctrico, pero crean un corte en la alimentación a medida que se encienden sus motores de combustible. El UPS se puede colocar entre generadores de respaldo y equipos críticos para garantizar la alimentación continua hasta que esas fuentes de energía de mayor duración puedan activarse.
Una unidad UPS es más que solo baterías, ya que también ofrece acondicionamiento del suministro eléctrico para mayor protección contra problemas como sobretensiones y picos de voltaje. Utilizan filtros activos para eliminar las distorsiones armónicas para una forma de onda de CA limpia y consistente.
El consumidor promedio puede estar familiarizado con los pequeños dispositivos UPS para el hogar y el espacio de oficina, que están diseñados para proporcionar suficiente energía para un apagado controlado necesario para proteger al equipo contra daños o la pérdida de datos. Estas pequeñas unidades incluso pueden proporcionar acondicionamiento de línea y protección contra sobretensiones, pero no están diseñadas para suministrar energía durante largos períodos, sino por unos cuantos minutos algunas veces.
Sin embargo, las unidades UPS empresariales o de centros de datos que se encuentran en las instalaciones de atención médica, control y monitoreo de transporte o servicios financieros proporcionan una protección del suminstro eléctrico de primera clase para cargas pesadas.
Casos de uso de UPS
Aplicaciones de la gama de dispositivos UPS basadas en el diseño y la calidad de la unidad. Se adaptan a una variedad de casos, desde cotidianos hasta extremos. Algunas condiciones normales de funcionamiento exigen energía de alta calidad para cargas eléctricas sensibles en aplicaciones industriales o incluso en situaciones difíciles. Algunas circunstancias típicas incluyen:
- Respaldos de energía diarios generales para oficinas y sistemas domésticos, que son simples y fáciles de comercializar
- Aplicaciones industriales y sensibles a procesos que requieren un UPS para proporcionar potencia de alta capacidad, trifásica y sin interrupciones
- Centros médicos e instalaciones de emergencia que necesitan unidades UPS para proporcionar energía limpia y confiable para equipos críticos que salvan vidas
- Centros de datos e instalaciones de telecomunicaciones vitales que necesitan copias de seguridad para dispositivos electrónicos de alta carga y altamente sensibles
- Aplicaciones resistentes y de grado militar que requieren protección contra humedad, altitud, impactos y vibraciones, y arena y polvo
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Los tres tipos principales de dispositivos UPS
Los dispositivos UPS cumplen con muchos casos de uso, pero su topología o tipo viene en tres configuraciones básicas.
Los dispositivos UPS de conversión única son la topología UPS más simple. La entrada de alimentación de CA se envía directamente a través del UPS a las cargas de salida. Al mismo tiempo, la energía de CA también se canaliza a través de un inversor para recargar sus baterías. Si la fuente de alimentación principal cae fuera de los límites predefinidos, el flujo de alimentación principal se conmuta a las baterías hasta que la alimentación principal vuelva a la normalidad.
Existen dos diseños populares de UPS de una conversión única. Las unidades de UPS en espera actúan como se describió anteriormente; brindan alimentación de la red pública hasta que se detecte un problema y luego se transdieren a las baterías. Las unidades UPS de línea interactiva actúan como un UPS de reserva, pero con la adición de un regulador de potencia que acondiciona el voltaje de entrada a niveles normales antes de pasar a equipos sensibles. En las unidades de línea interactiva, si la energía cae por debajo de los límites regulados predefinidos, las baterías toman el control.
Los dispositivos UPS de doble conversión crean una capa adicional de protección para los dispositivos de salida. La alimentación de CA se alimenta en el UPS, se convierte inmediatamente en alimentación de CD y luego se vuelve a convertir en alimentación de CA, una doble conversión. Esta doble conversión aísla por completo las cargas de la red pública bruta y genera solo electricidad limpia y confiable para los equipos críticos. Si la energía principal falla o cae por debajo del límite del UPS, las baterías toman el control.
Los dispositivos UPS multimodo ofrecen características que definen dispositivos UPS de conversión única y doble. En operaciones normales, las unidades de UPS multimodo actúan como sistemas de línea interactiva; regulan la entrada de energía de CA dentro de tolerancias seguras y alimentan directamente las cargas. Este método es el más eficiente. Si la energía se desconecta de esta tolerancia, el UPS cambia a un método de energía de doble conversión y convierte la energía de CA dos veces.
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Vida útil de las baterías del UPS
La vida útil de las baterías del UPS es una consideración importante y varía según muchos factores, entre ellos la composición química de las baterías. Las baterías de plomo-ácido reguladas por válvula (VRLA), por ejemplo, generalmente duran de 3 a 10 años, mientras que las de iones de litio pueden durar de 8 a 15 años. Aunque están diseñadas con una expectativa de vida específica, la vida útil real de las baterías difiere de la vida útil prevista debido a cuatro factores:
- La temperatura ambiente tiene un efecto significativo en una menor duración de las baterías. Las capacidades nominales de las baterías se miden a una temperatura o rango ambiente en particular. Un rango típico es de 55-77 grados Farenheit (15-25 °C). Algunos estudios indican que operar un UPS a temperaturas ambiente más altas reduce la vida útil de las batería y, algunas veces, un aumento de 15 °F puede reducir la vida útil de las baterías en un 50 %.
- La química de las baterías es tal que su capacidad para almacenar y suministrar energía disminuye con el tiempo, a pesar de seguir todas las pautas de uso.
- El ciclo de descarga ocurre cuando el UPS cambia de la alimentación principal a la alimentación con baterías. Cada vez que ocurre este ciclo, la capacidad relativa de las baterías se reduce en una fracción de un por ciento de la capacidad total. Por ejemplo, la química de plomo-ácido tiene un número máximo de ciclos de descarga/recarga antes de que se agote la química.
- El mantenimiento juega otro factor significativo pero procesable en la vida útil de las baterías. Aunque a menudo se comercializan como libres de mantenimiento, los dispositivos UPS requieren un mantenimiento periódico para garantizar la máxima vida útil. Libre de mantenimiento se refiere al hecho de que las baterías no requieren fluido.
Adquirir el UPS correcto: Consideraciones clave
Para obtener instrucciones integrales sobre la compra de unidades de suministro ininterrumpido de energía, visite la Guía de compras de UPS de Vertiv. En la guía, aprenderá a evaluar las necesidades de alimentación por medio de las preguntas adecuadas y otras consideraciones técnicas antes de invertir en la protección del suministro eléctrico.
