Gli UPS sono sempre più indispensabili sia all’interno di grandi progetti che coinvolgono ambienti critici sia nei piccoli uffici. Vediamone le principali tipologie, come scegliere i prodotti più adatti al proprio utilizzo e quali sono gli sviluppi futuri per questo settore.
Gli UPS (Uninterruptible Power Supply), ossia i gruppi statici di continuità, dispositivi usati per mantenere costantemente alimentati elettricamente in corrente alternata gli apparecchi elettrici, sono sempre più indispensabili sia all’interno di grandi progetti relativi ad ambienti critici, come ospedali, centrali, data center, sia in progetti più piccoli che hanno l’obiettivo, per esempio, di salvaguardare il corretto funzionamento dei pc. Un UPS impedisce che l’hardware sia danneggiato da sovratensioni e picchi. Molti dispositivi di questo tipo svolgono anche attività di condizionamento continuo dell’alimentazione in ingresso. L’UPS è fondamentale per impedire la perdita e la corruzione dei dati. Senza di esso, in caso di blackout, i dati memorizzati nei dispositivi, soggetti a uno shutdown di sistema complesso, possono essere corrotti o persi del tutto. In combinazione con un software di gestione dell’alimentazione, un UPS può facilitare l’arresto regolare del sistema. Garantisce, inoltre, la disponibilità delle reti e delle applicazioni, evitando i tempi di fermo. Gli UPS possono essere usati anche insieme ai generatori, per dare a essi il tempo di mettersi in funzione in caso di interruzione dell’alimentazione. Un UPS è costituito da almeno tre parti principali: un primo convertitore alternata/continua (convertitore AC), che, tramite un raddrizzatore e un filtro converte la tensione alternata della rete elettrica in tensione continua; una batteria o più batterie di accumulatori in cui è immagazzinata l’energia fornita dal primo convertitore; un secondo convertitore continua/alternata che prelevando energia dal raddrizzatore o dalle batterie in caso di mancanza di rete elettrica, fornisce corrente al carico collegato.
UPS di diverso tipo, per varie esigenze
Gli UPS variano per la loro potenza: si va da piccoli apparecchi per uso casalingo (300/400 watt), di solito usati per alimentare i personal computer, fino ad apparecchiature industriali da varie centinaia di kilowatt. Esistono diverse tipologie di UPS, che forniscono diversi gradi di protezione, in un’ampia gamma di formati.
Non c’è una tipologia di UPS migliore in assoluto, dipende dalle necessità di ciascun utente, dal livello di affidabilità e disponibilità necessario, dal tipo di apparecchiatura da proteggere, dal tipo di applicazione e di ambiente in cui il dispositivo dovrà operare. Lo standard internazionale IEC 62040-3 suddivide gli UPS oggi disponibili in tre tipologie: VFD (Voltage and Frequency Dependent), noti anche come UPS offline; VI (Voltage Independent) conosciuti anche come UPS Line-interactive; VFI (Voltage and Frequency Independent) definiti anche UPS online a doppia conversione. Gli UPS offline (in standby passivo), i gruppi di continuità più diffusi in ambito domestico e in piccoli uffici, per proteggere pc e workstation dalle interruzioni di alimentazione, dai cali di tensione e dalla sovratensione, hanno un costo più basso rispetto agli altri modelli. In modalità normale questi UPS forniscono alimentazione all’applicazione direttamente dalla rete elettrica, filtrata, ma senza conversione attiva. La batteria è caricata dalla rete elettrica. In caso di interruzione o di fluttuazione dell’alimentazione, l’UPS fornisce alimentazione stabile alla batteria. Questa tipologia di UPS non è adatta se l’alimentazione elettrica è di bassa qualità, come nei siti industriali, o soggetta a frequenti interruzioni. Le soluzioni Line-interactive sono usate per proteggere le reti aziendali e le applicazioni informatiche da interruzioni e cali dell’alimentazione, oltre che da Line-interactive, sottotensione e sovratensione. In modalità normale, il dispositivo è controllato da un microprocessore che controlla la qualità dell’alimentazione e reagisce alle fluttuazioni. Un circuito di compensazione della tensione è abilitato ad amplificare o a ridurre la tensione per compensare le fluttuazioni. Il vantaggio principale di questo tipo di UPS è rappresentato dalla possibilità di compensare la sottotensione e la sovratensione senza utilizzare le batterie. La tecnologia a doppia conversione (online) è alla base di tutti gli UPS progettati per la protezione continua dell’alimentazione di apparecchiature critiche contro tutti i problemi legati all’alimentazione. Garantisce una qualità omogenea dell’alimentazione, indipendentemente dai disturbi della linea di ingresso. La tensione di uscita è interamente rigenerata da una sequenza di conversione AC-DC, seguita dalla conversione DC-AC per generare alimentazione elettrica senza alcuna interferenza. Gli UPS a doppia conversione possono essere usati con ogni tipo di apparecchiatura perché non ci sono interruzioni o distorsioni nel passaggio all’alimentazione a batteria. Una parte importante, in un UPS, è costituita dalla batteria, che è anche la parte più vulnerabile; un guasto alla batteria, infatti, è la principale causa di perdita di carico. Per questo si deve saper gestire correttamente la batteria, per prolungarne la durata ed evitare costosi tempi di fermo. La batteria più usata negli UPS è quella al piombo-acido con regolazione a valvola (Vrla). Queste batterie sono di solito sigillate da una pellicola di polipropilene, che offre il vantaggio di non contenere liquidi che potrebbero fuoriuscire o sgocciolare. Poiché non è possibile aggiungere acqua alle batterie Vrla, la ricombinazione di acqua è critica per la loro durata e il loro stato di carica e qualsiasi fattore che aumenta il tasso di evaporazione o di perdita di acqua, come la temperatura o il calore prodotto dalla corrente di carica, ne riduce la vita utile. Fondamentale, per garantire che tutto il lavoro in corso sia salvato e che i sistemi operativi siano arrestati in modo regolare se l’interruzione della corrente elettrica supera l’autonomia delle batterie dell’UPS, è anche l’uso di un software di gestione dell’alimentazione. Questo tipo di software, che completa le attività dell’UPS, consente una supervisione costante dello stato di salute della rete informatica grazie alle sue funzioni di monitoraggio e gestione ed è di solito fornito con l’UPS.
Valutare la soluzione più appropriata
Prima di acquistare degli UPS, è importante che l’azienda cliente dialoghi con l’installatore, per individuare la soluzione più appropriata. Importante, per esempio, è capire qual è il tipo di alimentazione più adatta. Molto consulenti concentrano la loro attenzione su grandi sistemi di alimentazione trifase, mentre molti responsabili IT hanno a che fare con apparecchiature monofase. Determinante è anche valutare l’ambiente di installazione per capire quali sono le soluzioni più adatte. Anche la potenza, in VA o watt del carico dell’azienda cliente è un fattore fondamentale per l’identificazione dell’UPS più adeguato alla soluzione considerata. È necessario valutare anche quali sono le esigenze di autonomia e le future esigenze di espansione dell’azienda cliente. Il cliente deve anche pianificare come svolgere al meglio le attività di manutenzione delle proprie apparecchiature; alcuni preferiscono farlo in modo autonomo, quando hanno la competenza per farlo o se il sistema introdotto è semplice da gestire. Altri preferiscono affidarsi, invece, all’esterno. Da non dimenticare, inoltre, di valutare a quanto ammonta il budget che si vuole spendere. In ogni caso, ai giorni nostri, sono molte le opportunità per quanti scelgono di introdurre soluzioni UPS.
UPS che puntano sul Green
Sempre più diffusi, oggi, sono gli UPS che puntano sul Green: la finalità non è solo quella di garantire un’adeguata protezione, ma anche di rendere disponibile il massimo livello di efficienza energetica. Infatti, anche un solo minuto di discontinuità nell’alimentazione energetica può ripercuotersi in modo molto grave sulle imprese, con costi molto pesanti.
Secondo una ricerca voluta da un’azienda attiva nel settore ogni anno le società europee perdono complessivamente ben 150 miliardi di euro per una cattiva qualità dell’energia elettrica. A queste perdite si aggiungono ulteriori spese, legate al ripristino dei dati e alla perdita di opportunità. Gli UPS di nuova generazione, progettati prestando attenzione alla fornitura affidabile e continua di elettricità, hanno rendimenti superiori rispetto agli UPS tradizionali. Sempre più i dipartimenti di ricerca e sviluppo delle aziende si stanno muovendo in questa direzione; le imprese, a loro volta, stanno facendo proprio l’approccio green. Probabilmente, nei prossimi anni, saranno sempre più le aziende che sceglieranno di sostituire gli UPS tradizionali con UPS di nuova generazione dotati di queste caratteristiche. Novità sono previste anche sul versante delle batterie, che stanno diventando sempre più un elemento che fa la differenza. Si stanno sperimentando applicazioni di batterie non al piombo, per rendere più performante questa componente dell’UPS. Le nuove soluzioni puntano a ridurre gli ingombri, migliorare la durata e allungare il ciclo di vita della batteria. Impulsi, per la crescita del mercato degli UPS potranno giungere anche dalla concretizzazione di progetti basati su reti e città intelligenti (smart grid e smart cities). La rete intelligente è notevolmente interconnessa. Questa caratteristica porterà a uno sviluppo delle comunicazioni e dello scambio e immagazzinamento dei dati sulla rete elettrica e sui network cittadini. Dal momento ch il carico informatico è una delle principali applicazioni per i gruppi di continuità, il segmento degli UPS potrà ottenere benefici. Intanto, sono sempre di più i grandi progetti basati sull’utilizzo di UPS; tra essi rientra quello del Khalifa Port, porto situato a metà strada tra Abu Dhabi e Dubai. La continuità di un porto di dimensioni simili deve essere assicurata da una infrastruttura elettrica adeguata. Per proteggere 105 building del Khalifa Port sono stati introdotti 105 UPS modulari, monofase e trifase. Un altro progetto importante è quello relativo a un Super computer installato presso l’Università di Edimburgo: in questo caso la scelta è caduta su quattro moduli da 800 kVA UPS per l’alimentazione del Super Computer e su due moduli UPS da 100 kVA per i componenti critici del sistema di condizionamento all’interno dell’infrastruttura.
