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Oggi l’impatto dell’interruzione di alimentazione, anche per un periodo di tempo limitato, può comportare danni ingenti e permanenti ai computer, alle macchine, alle infrastrutture e/o ai dati in essi contenuti.
In questo caso gli Ups concorrono all’incremento della durata d’esercizio e dell’efficienza energetica di apparecchiature particolarmente sensibili e costose, alle quali sono affidati processi critici come, ad esempio avviene nei settori: industriale, sanitario, delle telecomunicazioni e della gestione dei dati.
Ups, le opportunità di business
Gli Ups si configurano come prodotti trasversali per tutte quelle applicazioni caratterizzate da una strategia di business continuity. La conoscenza del funzionamento degli Ups, delle loro tipologie e delle tecnologie applicate costituisce oggi un aspetto prioritario per chi opera nell’impiantistica elettrica.
Considerando la crescita continua del mercato negli ultimi anni, la specializzazione nel settore può rappresentare per gli operatori una concreta opportunità di business.
Come sono fatti gli Ups?
Aprendo un Ups al suo interno si troverà un accumulatore e altri due dispositivi: il caricabatteria e l’inverter, che permettono all’accumulatore di caricarsi e di erogare elettricità in caso di necessità. L’inverter ha anche il compito di stabilizzare la tensione di alimentazione, migliorando così la funzionalità degli apparecchi collegati. Alla sterminata casistica delle applicazioni corrisponde un’elevata varietà delle tipologie di Ups disponibili.
Ups monofase e trifase
Gli Ups monofase offrono protezione alle attività domestiche, “small office” e “server & networking”, con potenza fino a 10 kWA. I trifase sono invece indicati per applicazioni complesse e critiche, anche con potenze superiori a 1 MWA ottenute coordinando il funzionamento di più Ups.
In particolare, un Ups trifasico, accumula corrente trifase e può restituire corrente monofase (3/1), oppure corrente trifase (3/3). In quest’ultimo caso, particolarmente indicato per la protezione di un intero edificio o di una serie di circuiti, è sempre opportuno effettuare il bilanciamento dei carichi sulle singole fasi.
Le diverse configurazioni degli Ups
Gli Ups si suddividono in diverse tipologie:
• standby: la più semplice e comune, destinata alla continuità elettrica e di altri apparecchi con bassi assorbimenti (fino a 0,5 kWA);
• line interactive: di norma utilizzati in piccole aziende e per i server, anche per la correzione delle condizioni della tensione di linea bassa o elevata, con potenze generalmente comprese tra 0,5 e 5 kWA;
• standby-ferro: un tempo molto diffusi nell’intervallo di potenza fra 3 e 15 kWA per l’elevata affidabilità e l’eccellente correzione, ma caratterizzati da una bassa efficienza e dall’instabilità;
• online a doppia conversione: la tipologia oggi più diffusa per potenze superiori da 5 a 5.000 kWA, in grado di offrire prestazioni elettriche quasi ideali in uscita ma anche in questo caso poco efficienti e affidabili;
• online a conversione delta: idonei per il medesimo range di potenza ma più efficienti rispetto a quelli a doppia conversione.
Ups, come lavorano?
Indipendentemente dall’evoluzione delle tecnologie, oggi gli Ups, destinati ad applicazioni business, sono prodotti connessi e intelligenti, equipaggiati con scheda di rete e firmware a bordo per consentire il monitoraggio del funzionamento, in locale come da remoto, via cloud.
Oltre agli intuibili vantaggi della gestione remota, sono normalmente disponibili ulteriori funzionalità che permettono di migliorare ulteriormente le applicazioni come:
1. visualizzazione dello stato e segnalazione delle anomalie nell’alimentazione;
2. segnalazione di condizioni ambientali che incidono sul funzionamento;
3. avviso di sostituzione della batteria;
4. arresto automatico, ovvero spegnimento graduale dei dispositivi collegati secondo procedure specifiche;
5. monitoraggio e registrazione degli eventi.
Nelle applicazioni più sensibili gli Ups sono solo una parte di un più ampio sistema, che può comprendere gruppi elettrogeni e altri dispositivi mirati ad assicurare la perfetta continuità di erogazione dell’elettricità. In questo caso il principale parametro da considerare è il tempo di risposta che, nelle applicazioni critiche, dev’essere nullo.
Ups: contenere i consumi
Sotto il profilo del contenimento dei consumi, gli Ups più performanti raggiungono un’efficienza energetica del 99%. Nel caso di applicazioni in spazi ristretti, è opportuno utilizzare Ups dotati di accumulatori agli ioni di litio, più piccoli (fino al 60%) e leggeri (fino al 70%) rispetto ai tradizionali accumulatori al piombo-acido.
Ups per la casa e lo small office
Nelle applicazioni domestiche, per proteggere piccole apparecchiature come i PC dalla perdita dei dati, sono consigliabili prodotti semplici e dal prezzo accessibile, come gli Ups stand-by.
Per applicazioni small office e per le piccole aziende, è opportuno valutare uno o più Ups online che, normalmente, dispongono di funzioni avanzate fra cui la correzione della tensione in uscita con protezione dalle sovratensioni.
In entrambi i casi il principale parametro per la scelta del prodotto è la potenza complessiva degli apparecchi da proteggere, che si ottiene sommando le potenze di ciascuno.
Ad esempio, per uno small office si considerano PC fissi (poiché i portatili sono dotati un proprio accumulatore) + schermi + eventuale server + rete internet locale (antenna ricevente, router, switch, ripetitori).
Ottenuta la potenza complessiva, l’Ups dovrà garantire l’erogazione dell’elettricità per il tempo necessario a salvare i dati e a spegnere le apparecchiature (solitamente non meno di 10 minuti), evitando la possibilità di danni a queste ultime.
Sono da considerare anche il numero delle prese d’uscita degli Ups, alle quali saranno collegate le apparecchiature.
Leggi la guida per l’installazione degli Ups
Ups per l’industria 4.0
La continuità dell’alimentazione elettrica è un aspetto tecnico sempre più richiesto nelle applicazioni industriali, permeate dal ricorso alle tecnologie cloud e IoT. Un sistema di protezione “intelligente” dell’impianto di distribuzione dell’energia elettrica è infatti alla base di qualsiasi modello di smart manufacturing.
La progettazione, realizzazione e manutenzione di infrastrutture adeguate – efficienti, versatili e realmente resilienti – è uno dei campi di competizione emergenti nel settore dell’installazione impiantistica.
I parametri fondamentali per la selezione dell’Ups più adatto afferiscono:
• alla tipologia (mono o trifase), in relazione alle caratteristiche delle utenze da proteggere e delle preferenze del cliente;
• al dimensionamento dell’accumulatore, in funzione dell’autonomia richiesta e dell’eventuale presenza di un generatore ausiliario;
• all’architettura di implementazione, ovvero al grado di ridondanza necessario per garantire il livello o i diversi livelli di protezione richiesti dal cliente.
Il corretto funzionamento di un Ups necessita di una corretta manutenzione per tutto il ciclo di vita, prevedendo formule contrattuali e piani di intervento basati su criteri di manutenzione di tipo preventivo e, nei casi più complessi e delicati, di tipo predittivo.
Ups per la sanità
Gli ospedali sono una delle tipologie di edilizia più complesse e sensibili, operative 24/24h e chiamate a rispondere a elevatissimi standard di sicurezza, qualità ambientale, appropriatezza, efficienza ed efficacia dei servizi prestati agli utenti.
Poiché la continuità d’esercizio delle infrastrutture fisiche per l’alimentazione elettrica e il trattamento dei dati informatici è direttamente correlata alla tutela della vita umana e alla redditività aziendale, la tolleranza nei confronti delle interruzioni dell’erogazione dell’energia è bassissima.
In generale, le reti di distribuzione elettrica negli ospedali possono essere distinte fra normali (non essenziali) e critiche (essenziali).
Per queste ultime l’International Electro-Technical Commission (IEC) individua tre livelli di criticità, in base alla durata massima consentita dell’interruzione dell’alimentazione.
Strategie e procedure sono perciò declinate secondo differenti livelli di protezione che interessano:
• il parco delle apparecchiature diagnostico-terapeutiche;
• i sistemi informatici a supporto dell’attività sanitaria;
• le reti per la telecomunicazione;
• gli apparati per la sicurezza e la protezione dalle radiazioni;
• gli impianti destinati al mantenimento delle condizioni ambientali di asepsi e comfort;
• i servizi generali (sterilizzazione, cucina, lavanderia, logistica).
Il ricorso agli EPSS (Emergency Power Supply System) – ovvero impianti elettrici alimentati da più fonti di energia alternative – è sempre più diffuso per fronteggiare adeguatamente i casi di blackout della rete pubblica. In questo scenario, le diverse tipologie di UPS asservite alle varie utenze, devono assicurare la continuità dell’alimentazione per il tempo necessario all’entrata a regime dei generatori autonomi.
