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17/03/2017

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di Raffaela Citterio

Ups senza batterie per più efficienza e compattezza

Il nuovo UPS senza batterie CPM 300 di Piller, che coniuga un accumulo dell’energia cinetica con un’innovativa tecnologia di raffreddamento, garantisce i massimi livelli di affidabilità e sicurezza riducendo il TCO.

Piller CPM 300

Nell’era digitale la continuità operativa rappresenta un fattore strategico di successo ed è per questo che l’alimentazione elettrica, una delle sue principali componenti, deve sempre essere presente e di qualità, senza contare che deve essere immediatamente ripristinata in caso di problemi. Le ‘sentinelle’ in grado di fornire questa garanzia sono i gruppi di continuità, o UPS, dall’inglese Uninterruptible Power Supply, che migliorano la qualità dell’energia verso l’utente e utilizzano una forma di immagazzinamento di energia per superare le interruzioni o i buchi di tensione provenienti dalla rete elettrica. La forma di immagazzinamento di energia più diffusa è quella che prevede l’uso di batterie, ma un’altra tecnologia, quella degli UPS muniti di volano (flywheel), sta rapidamente guadagnando terreno. Il volano consente di accumulare energia meccanica sotto forma di energia cinetica per erogarla in caso di mancanza della rete elettrica. Una delle aziende che da anni progetta, produce e commercializza UPS altamente affidabili e performanti è Piller, società tedesca nata nel 1909 e che dal 2005 è entrata a far parte del gruppo inglese Langley Holdings PLC, società di ingegneria specializzata in più settori ad alto valore aggiunto che nel 2016 ha generato ricavi per circa 900 milioni di Euro, presente in tutti i principali Paesi europei, nelle Americhe, in Asia e in Australia. “I vantaggi che derivano dall’utilizzo di UPS con flywheel rispetto alle tecnologie tradizionali sono molteplici - spiega l’ing. Lanfranco Pedrotti, managing director della filiale italiana di Piller, operativa dal 2000. Innanzitutto eliminando le batterie come sorgente di riserva, le unità occupano uno spazio notevolmente inferiore; in secondo luogo non necessitano del condizionamento dei locali e la presenza di luoghi con pericolo di esplosione come i locali batteria; infine la maggiore vita attesa del flywheel (20 anni) rispetto alle batterie consente un notevole risparmio nel ciclo di vita dell’impianto. Considerando che nei data center più del 50% dei downtime è dovuto a guasti alle batterie (fonte Ponemon Institute), è facile capire come anche l’affidabilità del sistema aumenta e il total cost of ownership (TCO) di un sistema UPS con flywheel risulti notevolmente inferiore rispetto ai sistemi tradizionali a batterie”.

Lanfranco PedrottiUn mercato in espansione
Se fino a ieri gli UPS rotanti erano adottati soprattutto dalle grandi organizzazioni - istituti finanziari, assicurativi, telecomunicazioni, aeroporti, ospedali e aziende di processo - oggi la loro tecnologia senza l’utilizzo di batterie sta suscitando interesse presso un pubblico sempre più vasto, in particolare nell’ambito delle server farm e dei grandi operatori di co-location, che cominciano ad affacciarsi anche sul mercato italiano. Per questo Piller, che da sempre propone UPS rotanti indirizzati a impianti con potenze superiori al megawatt, ha deciso di ampliare la propria offerta, lanciando sul mercato una nuova soluzione - battezzata CPM (Critical Power Module) 300 - che, come esplicitato dalla sigla, è indirizzata a impianti con una potenza nominale fino a 300 kW, una scelta che amplia il potenziale bacino d’utenza in maniera significativa. “I fattori da tenere presente nella progettazione delle nuove infrastrutture, in particolare per quanto riguarda i data center, sono molteplici: bassi costi di investimento, rapidità di implementazione e scalabilità, bassi costi operativi, ridotti consumi energetici, interventi di manutenzione minimi e naturalmente, massima affidabilità e disponibilità - evidenzia Pedrotti. Il nuovo CPM 300, che dal mese di aprile sarà disponibile su tutti i mercati, inclusa l’Italia, nasce proprio per fornire una risposta coerente ed equilibrata a tutte queste esigenze”.

Visto da vicino
Vediamo allora più da vicino le caratteristiche del nuovo Piller CPM 300. Si tratta di UPS a doppia conversione (modalità VFI), combinata con un ramo UPS aggiuntivo separato (modalità VI), un eco-mode (VFD) e un accumulatore di energia cinetica (flywheel) integrato dotato di una capacità sufficiente all’avviamento dei generatori diesel a tutti i livelli di carico. Uno speciale impianto di raffreddamento interno ottimizza l’efficienza operativa dell’UPS in ogni modalità sopra riportata, per fornire rispettivamente oltre il 96%, il 97% e 98%, anche a carichi inferiori al 40%. L’impianto di raffreddamento si occupa anche dell’accumulo di energia cinetica consentendo un funzionamento dell’unità fino a 50°C ambiente, con perdite estremamente basse e non vi è alcuna limitazione pratica dei cicli di scarica/ carica, a differenza delle batterie. La soluzione è in grado di lavorare in una qualsiasi delle modalità sopra descritte e può essere selezionato il funzionamento ‘self-learning’ per passare in maniera automatica da una modalità all’altra in funzione della qualità della rete elettrica, massimizzando l’efficienza e senza compromettere la protezione del carico. “In pratica - enfatizza Pedrotti - offre tutta la protezione di un UPS, eliminando l’uso di batterie inaffidabili e ingombranti”. Il nuovo Pilller CPM 300 offre anche la maggiore efficienza degli UPS line-interactive (VI), un accumulo di energia con un ciclo di vita atteso superiore ai 20 anni e tempi di installazione molto rapidi. La flessibilità e la modularità della soluzione e l’ingombro contenuto lo rendono ideale per l’installazione nelle sale server, nei corridoi di servizio o in container, oltre che nelle tradizionali sale tecniche. Il passaggio tra gli UPS e i generatori è garantito in modo affidabile sostituendo l’incognita dell’autonomia fornita da una batteria con una riserva energetica certa e fornita dall’accumulo di energia cinetica che lavora in armonia con il sistema di gestione.

Vantaggi significativi
L’installazione della nuova soluzione Piller si traduce in un risparmio concreto in conto capitale dell’infrastruttura (Capex): riducendo i requisiti di spazio attraverso l’eliminazione dei locali batteria, eliminando la necessità di aria condizionata e quadro alimentazione delle batterie e risparmiando sui lavori di installazione di cavi, batterie, aria condizionata e quadro CC, il costo per megawatt installato si riduce in maniera significativa. La rapidità di installazione e la flessibilità rappresentano altri importanti punti di forza del CPM 300 di Piller. L’unità può anche essere fornita per l’inserimento diretto ‘all in one’, su basamento preassemblato e questa opzione, unita alla possibilità di scegliere l’entrata cavi da sopra o sotto, offre ai progettisti una grande flessibilità al momento dell’installazione e/o ampliamento dell’impianto. I sistemi infatti possono essere facilmente configurati fino a 8 unità in parallelo e fino a 4 gruppi, aggiungendo unità con l’incremento del carico, in modo semplice e veloce. Una modalità detta a ridondanza estesa (ERM) garantisce che il sistema funzioni sempre a un livello ottimale di efficienza in caso di parallelo di più unità.

Bassi costi di esercizio (Opex)
L’efficienza in doppia conversione è molto elevata per il nuovo CPM 300 di Piller, ma la modalità lineinteractive VI lo è ancora di più e la combinazione di questi due percorsi con l’accumulo di energia a basse perdite costituisce una soluzione di sicurezza energetica ad altissime prestazioni. Le perdite elettriche costituiscono la maggior parte dei costi operativi in un sistema di alimentazione in condizioni critiche. La maggior parte delle infrastrutture IT non funzionano mai a pieno carico e di conseguenza sono i rendimenti ai carichi parziali che costituiscono il cuore dei costi di funzionamento reali. La nuova unità offre un’efficienza energetica estremamente elevata a carichi parziali e nel contempo offre autonomia nell’ordine di 1 minuto. Un altro fattore critico, che incide in maniera consistente sui costi operativi, è rappresentato dalla manutenzione e revisione delle unità UPS. Non essendoci la necessità di sostituire le batterie, operazione che in genere viene effettuata ogni 5-7 anni, e/o i condensatori che hanno una vita media di 5 anni, si ottengono evidenti risparmi in questo senso, che aumentano ulteriormente in virtù dell’unico controllo annuale previsto, invece dei 2 o 4 necessari per alcuni UPS statici a batteria. La combinazione di bassi consumi energetici e ridotta attività manutentiva porta a un risparmio sui costi operativi (Opex) che arriva al 50% per ogni megawatt che lavora al 40% del carico.

Interventi ridotti al minimo
Gli interventi o i tempi di inattività significano tempi dedicati alla manutenzione, alla revisione e alla riparazione, durante i quali il sistema UPS è fuori servizio o con resilienza ridotta. La riduzione degli interventi è pertanto un’esigenza molto sentita, fermo restando che manutenzione e revisione sono essenziali in ogni sistema che alimenta infrastrutture critiche. Da un lato offrono la garanzia di avere un sistema in buone condizioni di funzionamento, ma dall’altro sono la causa di un inevitabile aumento di rischio per l’utente. È dunque necessario trovare il giusto equilibrio tra rischio e intervento ed è quello che offre il nuovo CPM 300 di Piller, che richiede solo un breve controllo annuale e consente di sostituire i materiali di consumo con l’unità on line. I componenti dei condensatori e dell’accumulatore cinetico sono progettati affinché non siano necessarie sostituzioni prima di almeno 10 anni di funzionamento. Rispetto ad un impianto a batterie questo compromesso consente di ridurre gli interventi di routine fino al 75%.

Massima disponibilità e affidabilità
L’elevata disponibilità di un sistema UPS è importante, anche se pensare di raggiungere il 100% è utopia. Come si diceva all’inizio, è ampiamente riconosciuto che le batterie sono la causa principale delle interruzioni di alimentazione nelle infrastrutture critiche e che per contro i generatori in standby rappresentano solo il 3% dei guasti. Non solo, molti guasti in fase di avviamento del motore sono correlati a difetti della batteria di avviamento e non a problemi del motore. Un sistema con una fonte affidabile sia per l’avviamento del motore sia per il passaggio ai generatori in standby aumenta sicuramente l’affidabilità dell’infrastruttura stessa. E se tale affidabilità viene associata a un tempo medio di riparazione ridotto, allora anche la disponibilità sarà maggiore. Eliminando tutte le batterie e avendo ridotto al minimo gli interventi, il nuovo CPM 300 di Piller è in grado di garantire livelli estremamente elevati di disponibilità e affidabilità. La nuova unità, insomma rappresenta un importante passo avanti nella modalità di progettazione e protezione delle infrastrutture critiche. Con un design lineare e accattivante integra un nuovo accumulatore cinetico con una tecnologia di raffreddamento all’avanguardia e un UPS ad elevata efficienza, e si pone l’obiettivo di rimpiazzare le batterie convenzionali, ormai superate e ingombranti, potendo essere installato sia nelle sale tecniche, sia direttamente nelle server room, con una significativa riduzione degli spazi occupati e del costo complessivo del ciclo di vita dell’infrastruttura stessa.

Guardare sempre avanti
“Negli ultimi anni, con il proliferare delle fonti rinnovabili e la diminuzione della riserva rotante della rete elettrica nazionale, si assiste - commenta Pedrotti - a una riduzione del potere di corto circuito della rete e di conseguenza al peggioramento della qualità dell’energia elettrica fornita agli utenti. È per tale motivo, insieme alla diffusione dei carichi sensibili, che cresce l’esigenza di dotarsi di sistemi in grado di migliorare la qualità dell’energia e nel contempo di ridurre i consumi energetici. Le nostre soluzioni, realizzate negli stabilimenti di Osterode in Germania, insieme a una ampia gamma di servizi pre e post vendita altrettanto qualificati, che includono consulenza tecnica, formazione, test funzionali, manutenzione, diagnosi remota e reperibilità 24 ore al giorno per 365 giorni, offrono ai nostri clienti le migliori garanzie, convalidate anche da importanti certificazioni, come ad esempio l’ETL Listed Mark, che garantisce la conformità dei nostri prodotti alle norme di qualità e sicurezza del Nord America e ci permette di svolgere presso la nostra sede di Osterode i test e le misurazioni atte a garantire i requisiti del marchio ETL su tutti i nostri prodotti”. Con oltre 100 anni di esperienza, Piller continua dunque ad essere pioniera nella tecnologia della continuità elettrica. Per venire incontro a una domanda in forte crescita, la società, che continua a investire in maniera consistente in ricerca e sviluppo, ha deciso di crescere anche per linee esterne, come testimonia l’acquisizione della società americana Active Power Inc., perfezionata nel novembre scorso. “Active Power, con la sua base installata di circa 5.000 unità di immagazzinamento di energia cinetica integra perfettamente le nostre soluzioni - ha commentato Pedrotti. Le sinergie tra le due società sono evidenti e i prodotti complementari, per cui siamo convinti di poter migliorare ulteriormente il nostro posizionamento nel settore delle infrastrutture mission critical, integrando in tempi rapidi le risorse umane, le soluzioni e i servizi di entrambe le organizzazioni”.

 
TAG: Energy - UPS

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