Facoltà di Ingegneria - Aula Viale Risorgimento 2, Bologna (BO) Piller Italia Srl

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1 CONVEGNO L ottimizzazione delle infrastrutture impiantistiche nei Data Center Bologna, 24 maggio 2012 Facoltà di Ingegneria - Aula Viale Risorgimento 2, Bologna (BO) 1

2 Gli UPS rotanti per le applicazioni IT Lanfranco Pedrotti Piller Italia srl 2

3 Presentazione azienda Dal 1909 Piller produce macchine elettriche con particolare attenzione a qualità e affidabilità. Piller Power Systems GmbH Osterode / Germania appartiene al Gruppo inglese Langley Holdings plc. 3

4 Prodotti Gruppi rotanti di continuità - potenza UPS installata > MVA - numero di installazioni > numero di macchine > Gruppi statici di continuità Commutatori statici Sistemi di alimentazione aeroportuali a 400 Hz Convertitori di frequenza 50/60 Hz Sistemi di alimentazione per applicazioni militari 4

5 Parliamo di Paradigmi A) Non esiste solo la continuità tramite UPS statici a batteria e gruppo elettrogeno B) Non esistono solo i rotanti con diesel (Diesel-UPS) C) Non è l investimento iniziale ad incidere sul costo del ciclo di vita di un impianto Attenzione a non cadere nella trappola del mito della caverna di Platone, ossia: la realtà, a volte, non è quella che vediamo o che ci viene descritta 5

6 Curva ITIC (Information Technology Industry Council) Tre zone: 1. al di sopra della curva delle sovratensioni, 2. al di sotto della curva di sotto tensione 3. compresa tra le due curve o zona di tolleranza: punti con ampiezza-durata proprie di eventi per i quali il funzionamento della apparecchiatura può essere considerato corretto. 6

7 PUE: Power Usage Effectiveness PUE = Total Facility Power IT Equipment Power PUE Livello 3.0 Molto inefficiente 2.5 Inefficiente 2.0 Medio 1.5 Efficiente 1.2 Molto efficiente 7

8 Qualità della rete in Italia Da un recente studio svolto è emerso che sulla nostra linea elettrica si verificano oltre 128 disturbi di vario genere ogni mese (oltre 4 al giorno!). I disturbi più frequenti sono i seguenti: - 87,2% Abbassamenti di tensione (Buchi) - 7,4% Innalzamenti della tensione (Spikes) - 4,7% Assenza di tensione (Black-Out) - 0,7% Altri disturbi 8

9 UPS Piller: UNIBLOCK Cuore del Sistema Cosa è UNIBLOCK: Macchina Sincrona Trifase con doppio avvolgimento statorico 9

10 UNIBLOCK: l evoluzione costruttiva Motore Generatore Tecnologia standard fino agli anni 80 Motore di lancio Avvolgimento motore Avvolgimento generatore Ventola Macchina compatta mono-rotore progettata da Piller nell anno 1981 Eccitatrice Raddrizzatore rotante Unica macchina elettrica estremamente affidabile comprendente motore e generatore 10

11 UNIBLOCK è un filtro Passa Basso Gabbia di smorzamento La gabbia di smorzamento annulla gli effetti dei campi magnetici rotanti prodotti dalle correnti armoniche. Attenuazione delle armoniche fino al 99% Assenza di condensatori 11

12 Durante un corto circuito:? I cc - Carico NON protetto - Selettività protezioni:? In assenza di rete o con gruppo elettrogeno, una corrente fino a 3 volte la corrente nominale NON è sufficiente a garantire l intervento tempestivo delle protezioni e il distacco dell utenza I cc - Carico SEMPRE protetto - Selettività protezioni: SEMPRE garantita Una corrente fino a 14 volte la corrente nominale garantisce l intervento tempestivo delle protezioni, in QUALSIASI condizione, anche in assenza rete o con gruppo elettrogeno 12

13 Raffreddamento Ventilatore integrato Un UNICO ventilatore montato sul rotore della macchina Uniblock raffredda il sistema, senza la necessità di elettroventilatori elettrici ausiliari Temperatura max: 40 C Media giornaliera: 35 C No Condizionamento 13

14 Funzioni di Power Quality degli UPS rotanti Regolazione della tensione Eliminazione armoniche e spike Eliminazione blackout Fattore di potenza prossimo all unità Alta corrente di corto circuito Elevati rendimenti Ingombri ridotti dei locali : 87% degli eventi anomali di rete : 8% degli eventi anomali di rete : 5% degli eventi anomali di rete : no rifasamento : garanzia selettività delle protezioni e carico sempre protetto : minori costi di esercizio : minori costi iniziali e operativi 14

15 Modularità Quadro comando e controllo Uniblock Powerbridge Batterie Motore diesel 15

16 UBT : UPS con Volano Powerbridge Convertitore di frequenza Macchina Uniblock Pannello comandi Interruttori Rete, uscita e bypass 16

17 UBT : UPS con Volano Rete Carichi critici D G G M/G Rete Carichi critici G M/G G D 17

18 Ripartizione della potenza attiva tra un RUPS e un Genset esterno durante il funzionamento Potenza di bilanciamento Potenza princiaple G M G Controllo 18 18

19 Stabilizzazione della frequenza e power sharing Frequenza ±1 % Potenza Energia erogata dal RUPS Energia assorbita dal RUPS Tempo Carico Genset power 0 Potenza RUPS Tempo 19 19

20 Risposta al gradino di carico Risposta al gradino del 50% di un Genset Risposta al gradino del 50% di un Genset supportato da un RUPS con volano 20 20

21 UBTD : UPS con Volano e Diesel UPS statico Batterie Gruppo Elettrogeno Rifasamento Chiller/Condizionamento 21

22 UBTD : UPS con Volano e Diesel Rete Carichi critici G M/G D 22

23 UBTD : Parte Diesel Quadro controllo motore Motogeneratore Piller UNIBLOCK Accoppiamento elastico Motore Diesel Supporti elastici antivibranti Giunto meccanico a sorpasso (ruota libera) Basamento 23

24 UBTD : Parte Volano e quadro Powerbridge Convertitore di frequenza Pannello comandi Reattanza Interruttori Rete, uscita e bypass 24

25 UBTD : Layout finale 25

26 Confronto economico tra UPS rotanti e statici Confronto economico tra le due tecnologie, nel: a) Tempo: ciclo di vita dell impianto (25 anni) b) Spazio: stesse condizioni al contorno (locali+ups+accumulo+ge+condiz.) considerando che il Costo totale nel ciclo di vita (TCO) è pari a: C = Ci + Co + Cf Ci = Costo investimento iniziale (CAPEX) Co= Costi operativi di funzionamento (OPEX): Cg + Cm + Cs Cf = Costi finanziari (costo del denaro/inflazione) 26

27 Confronto economico tra UPS rotanti e statici Costo dei Sistemi UPS nell'arco del Ciclo di Vita dell'impianto Costo Totale Risparmio di costo in 25 anni xUBTD1600 Statico Anni Carico critico: 1500 kva UPS rotante: 2x1600 kva DUPS con PB UPS statico: 3x800 kva + batterie + 2xGE Punto di pareggio costi: 5 anni - Costo 0,09 /kwh - Tasso di attualizzazione 4% 27

28 Considerazioni I COSTI dell investimento INIZIALE (Ci) incidono minimamente (circa il 15% - 20% rispetto al costo totale in 25 anni di esercizio) I COSTI OPERATIVI (Cg + Cm + Cs) sono i principali responsabili del costo nel Ciclo di Vita dell impianto Gli UPS ROTANTI migliorano la redditività e l efficienza degli impianti 28

29 Soluzione PILLER in bassa tensione: UBTD E Cliente: Processo: ente istituzionale archiviazione, elaborazione dati e uffici Applicazione: alimentazione server e uffici Esigenza: Soluzione : adeguamento all impianto esistente + spazio ridotto 2 x UBTD E 625/625 kva con Powerbridge/Diesel 29

30 Architettura del Sistema 30

31 2 x UBTD E 625/625 kva Locali Dimensioni: L = mm w = mm h = 3000 mm 31

32 UBTD E 625/625 kva Foto 32

33 UBTD E 625/625 kva Foto 33

34 Conclusioni La soluzione con UPS rotanti nei Data Center: migliora la qualità dell energia garantisce una alta affidabilità dell impianto non necessita del condizionamento aumenta il rendimento globale riduce gli spazi occupati In definitiva: riduce il PUE del Data Center garantendo le massime prestazioni di alimentazione elettrica 34

35 Piller Italia srl xxx Grazie per la Vostra attenzione V.le Colleoni Agrate Brianza (MB) Tel ; Fax Sito: