SALICRU. Conferencia '"Aumento de la eficiencia y de la seguridad eléctrica en CPD’s a través de la modularidad en SAI’s" presentada en el Tour Tecnológico d'asLAN celebrado en Barcelona en octubre de este año.

1. 1© SALICRU, S.A.

2. 2© SALICRU, S.A.
SAI para DATA CENTERS
Aumento de la eficiencia y de la seguridad eléctrica en
CPD’s a través de la modularidad en SAI’s

3. 3© SALICRU, S.A.
• Causas y Costes de Cortes No Planificados
• Objetivo de un SAI
• ¿Como conseguir dicho Objetivo?
• 2 posibles soluciones para SAI VFI, según IEC-62040-2:
 SAI monolíticos
 SAI modulares
• Conceptos Fundamentales de la Modularidad:
 Eficiencia Energética
 Disponibilidad
ÍNDICE

4. 4© SALICRU, S.A.
Causas y Costes de Cortes No Planificados
Causas de Cortes No Planificados
Costes de Cortes No Planificados
Datos de los últimos 12 meses
Datos de los últimos 12 meses
(*) Ponemon Institute© Research Report, publicado en Enero 2016, analizando 63 Data Centers en EEUU.

5. 5© SALICRU, S.A.
Objetivo de un SAI
• Garantizar la Calidad y
Continuidad en el
suministro de Energía para
las Cargas Críticas en una
Instalación de Alta
Fiabilidad.
Un único Objetivo ambicioso:

6. 6© SALICRU, S.A.
Como conseguir dicho Objetivo?
1. Aumento de Fiabilidad.
2. Atención a una adecuada Instalación del SAI.
3. Aumento de la Eficiencia.
4. Corrección de los defectos de alimentación de la red comercial de
suministro de Energía:
Sobretensiones Huecos de Tensión Otros:
Flicker, desequilibrios, ruido, ...
Armónicos
Variaciones de Frecuencia

7. 7
2 posibles soluciones para SAI VFI, según
IEC-62040-2: SAI Monolíticos y Modulares
Monolíticos:
•Suele haber una gama de productos para
cubrir un extenso rango de potencias.
•Cada SAI es un sistema completo de gran
potencia, con lo que la redundancia “n+1”
suele ser con número “n” muy bajo 1, 2,
máximo 7.
•La substitución o reparación de un
elemento suele ser muy crítico.

8. 8
© SALICRU, S.A.
2 posibles soluciones para SAI VFI, según
IEC-62040-2: SAI Monolíticos y Modulares
Modulares:
•Cada SAI es un conjunto de módulos
idénticos trabajando en paralelo para dar
una suma de potencias.
•Suelen ser módulos de baja potencia, con lo
que la redundancia “n+1” suele ser con un
número “n” alto (hasta 32 o 64 módulos).
•Los módulos suelen ser de fácil extracción
para su substitución en caliente “hot
swapp”.

9. 9© SALICRU, S.A.
2 posibles soluciones para SAI VFI, según
IEC-62040-2: SAI Monolíticos y Modulares
Monolíticos:
+ Gran oferta en el mercado de SAI
+ Competitivos
- Facilidad de Mantenimiento
- Gestión de la eficiencia del Sistema
Modulares:
+ Facilidad de Mantenimiento
+ Gestión de la eficiencia del Sistema
+ Mayor Fiabilidad y Disponibilidad
+ Mejor encaje en entornos de Data Centers
- Menor oferta en el mercado de SAI
- Menor Competitividad
Ventajas e Inconvenientes de ambas tipologías:

10. 10© SALICRU, S.A.
Conceptos Fundamentales de la
Modularidad: Eficiencia Energética
Los esfuerzo para mejorar la eficiencia energética
de un sistema SAI modular se centran en dos
aspectos fundamentales:
Mejora de la eficiencia eléctrica de cada módulo
Mejora de la gestión del sistema global

11. 11© SALICRU, S.A.
Mejora de la Eficiencia Eléctrica
de cada módulo
1. Semiconductores con menores pérdidas de conducción y/o conmutación:
 MosFet Silicon Carbide SiC
 FET de Gallium Nitride GaN
2. Diseño de elementos magnéticos con nuevos materiales:
 Nuevos materiales de polvo de hierro
 Nuevos materiales amorfos
3. Investigación con topologías de convertidores más eficientes:
 Multinivel
 Resonantes
 Matriciales
4. Nuevas Tecnologías de Baterías: LiIon, Grafeno, …

12. 12© SALICRU, S.A.
Mejora de la Gestión del Sistema Global
Modo “ON-LINE” doble conversión:
+ Seguro / - Eficiente
Gestión de otros modos de trabajo de un SAI modular para la mejora de
su rendimiento:
•Modo “Smart-ECO”.
•Modo “Filtro Activo”: Compensación de armónicos.
•Gestión Inteligente de los módulos: Punto de trabajo óptimo.

13. 13© SALICRU, S.A.
Mejora de la Gestión del Sistema Global
AC
DC
Rectificador-PFC
DC
AC
Inversor
Batería
Bypass
RED
Bypass
AC
DC
Rectificador-PFC
DC
AC
Inversor
Batería
RED
Red con tensión,
frecuencia y THDv
aceptables para la
aplicación
Red con tensión,
frecuencia o THDv
fuera de márgenes
para la aplicación
RED
RED
1. Modo “Smart-ECO”: funcionamiento combinado entre modo
OFF-LINE y modo ON-LINE en función de la calidad de la red comercial.

14. 14© SALICRU, S.A.
Mejora de la Gestión del Sistema Global
RED
2. Modo “Filtro Activo”: compensación de armónicos de la carga.
En este modo de funcionamiento, el trabajo en submodo “ECO”, añade la
funcionalidad de compensación de armónicos. El rendimiento del sistema se
encuentra a medio camino entre ambos modos ECO y ON-LINE.
AC
DC
Rectificador-PFC
DC
AC
Inversor
Batería
Bypass
RED
Corriente de compensación
Corriente de
la carga
Corriente
consumida de
la red

15. 15© SALICRU, S.A.
Mejora de la Gestión del Sistema Global
2. Gestión Inteligente de los módulos: punto de trabajo de rendimiento óptimo.
El rendimiento óptimo de un SAI (monolítico o modular), se encuentra entre el
70% y el 90% de carga.
 Los sistemas modulares N+1, con N alto, tendrán mayor eficiencia que un Sistema
Paralelo Redundante 1+1 de SAIs monolíticos (trabajando <50% cada uno).

16. 16© SALICRU, S.A.
Conceptos Fundamentales de la
Modularidad: Disponibilidad
Para incrementar la seguridad de datos que aporta un
SAI a un Data Center :
MTBF (Fiabilidad)
A (Disponibilidad)
MTBF[SAI]
A= ---------------------------
MTBF[SAI]+MTTR[SAI]
Clasificación TIER del Instituto Uptime
Adaptación a Niveles “Tier” exigentes (III o IV)

17. 17© SALICRU, S.A.
Conceptos Fundamentales de la
Modularidad: Disponibilidad
SAI Stand Alone 1+1: MTBF ↑, MTTR ↑  A
SAI Modular n+1: MTBF ↓, MTTR ↓ ↓ ↓  A ↑ ↑
STAND-ALONE MODULAR
(1+1)
Stand Alone
(4+1)
Modular
MTBF 1.250.000 500.000
MTTR 12h 0.5h
A 0.9999904
(5 nueves)
0.9999990
(6 nueves)

18. 18© SALICRU, S.A.
Conclusiones (I/II)
1) Índices deseables en un SAI, para la Seguridad de un Data Center:
 λ : tasa de fallos  baja (ppm)
 MTBF: Tiempo Medio entre Fallos  alta (horas)
MTBF (sistema) = 1 / (λ (componente#1) + λ (componente#2) +
… + λ (componente#n))
 MTTR: Tiempo Medio de Reparación  bajo (horas)
 A: Disponibilidad  próxima a 1 (5 o 6 “nueves”)
1) En los Sistemas Modulares la Disponibilidad (A) aumenta con
respecto a SAI tradicionales, debido fundamentalmente al bajo
MTTR.

19. 19© SALICRU, S.A.
Conclusiones (II/II)
3) Contrariamente a lo que puede parecer un sistema (n+1) presenta
mejor disponibilidad que un sistema (n+m) siendo m>1, debido a la
criticidad de la conexión Paralelo.
4) Una de las características de los SAI que mejoran todo estos índices
es la Eficiencia Energética del SAI. Ello se consigue
fundamentalmente de dos formas:
 Mejorando el Rendimiento Eléctrico de los Convertidores de
Potencia
 Con una Gestión Inteligente de los Sistemas Paralelo
Redundantes

20. 20© SALICRU, S.A.
Soluciones SALICRU para CPDs
On-line trifásico,
modular,
10 – 900 kVA
On-line trifásico,
7,5 – 200 kVA,
paralelable (4)
On-line trifásico,
160 – 800 kVA,
paralelable (8)

21. 21© SALICRU, S.A.
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