F. Papa Convegno "Efficienza energetica - Milano, 4 Giugno 2014 Fondazione Megalia. Efficienza Energetica: opportunità e sfide nel settore terziario

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1 F. Papa Convegno "Efficienza energetica - Milano, 4 Giugno 2014 Fondazione Megalia Efficienza Energetica: opportunità e sfide nel settore terziario

2 Incremento della domanda di energia La richiesta di energia per alimentare le Computer Room degli edifici terziari è in crescita poiché le aziende, per essere competitive, devono poter contare su programmi software che richiedono una potenza di calcolo sempre maggiore. May 26, 2014 Slide 2

3 Power Quality La sicurezza della rete dati deve essere immune dalle improvvise interruzioni di alimentazione soprattutto in casi di memorizzazione di dati sensibili e movimentazione di flussi monetari on line, oggi molto presenti nel terziario. Le interruzioni di corrente sono solo la punta dell iceberg Effetti degli eventi PQ (Sottotensioni/Sovratensioni) sui sistemi IT: Spegnimento o riavvio delle macchine Perdita dei dati in memoria Danneggiamento dei dati Danneggiamento dell alimentatore interno (il punto di ingresso di server, PC, TV, PLC, stampanti) Danneggiamento del driver dell hard disk May 26, 2014 Slide 3

4 Perché un UPS Power Problems Spikes Electrical Noise Surges Sags Harmonics Brownouts Blackouts Normal Voltage 240VAC 2 Cycle Sag 90VAC Harmonic Distortation 1 Cycle Sag 290VAC Impulse/Spike 0.2ms 350Vpk May 26, 2014 Slide 4

5 I disturbi dell alimentazione elettrica Sovratensioni 12% Sottotensioni Variazione Frequenza 66% Dist. Forma d onda 6% 9% Rumori Picchi 7% Black out May 26, 2014 Slide 7

6 La sicurezza elettrica Questa sicurezza viene garantita dagli UPS che consentono di avere la continuità dell alimentazione nelle computer room in tutte le condizioni critiche prodotte dalla rete elettrica. Per mantenere alimentazione continua alle varie apparecchiature del data center è necessario predisporre delle linee specificatamente attrezzate con UPS, inserendolo nell impianto secondo le configurazioni classiche o quelle più innovative, ma sempre dipendenti dal tipo di impianto e dalle esigenze. In generale, nel momento della valutazione di affidabilità e disponibilità le configurazioni di UPS considerate sono : UPS monolitico in configurazione singola UPS modulare con ridondanza N+1 integrata Parallelo ridondante distribuito di UPS monolitici May 26, 2014 Slide 6

7 Uninterruptible Power Supply (UPS) L UPS non è solo una BATTERIA di supporto ai black-out In realtà un UPS è un apparecchiatura che fornisce: continuità al carico alimentazione di alta qualità, Protezione da disturbi: blackout, sottotensioni, sovratensioni, rumore, variazioni di frequenza. Un UPS non solo assicura continuità dell alimentazione, ma di fatto tratta l energia proveniente dalla rete correggendone a monte le anomalie, a seconda della tecnologia scelta. May 26, 2014 Slide 2

8 Il significato di Critical Business. Funzione vitale, (come la produzione e la vendita), senza la quale l'impresa non può funzionare o rimanere vitale. Se questa funzione viene interrotta, l impresa potrebbe subire gravi danni e/o sanzioni finanziarie, legali o di altro tipo. Il ripristino di tale funzione, dopo l interruzione, è obiettivo principale della pianificazione della continuità operativa. May 26, 2014 Slide 8

9 Tipologie di UPS Classi Tipologia Disturbo Durata Es IEC Soluzione UPS Mancanza Rete >10ms Abbassamento Potenza Picco Potenza Sottotensione Sovratensione Transitori di Commutazione Picco Potenza Variaz. intermitt. Freq. Picchi di tensione periodici <16ms continuo continuo Intermitt. <4ms VFI VI VFD Classe 3 Off Line Classe 2 Line Interactive Delta conversion Classe 1 On Line Double Conversion Distorsione Armonica continuo May 26, 2014 Slide 9

10 ABB UPS Modulare vs. centralizzato CENTRALIZZATO MAINS 1 MAINS 2 MODULARE MAINS 1 MAINS 2 CENTRAL PROCESSING UNIT Redundant POWER CENTRAL CONTROL PANNEL DPA CONTROL PANNEL DPA CENTRAL PROCESSING UNIT DPA POWER UNIT DPA STATIC BP SWITCH DPA BATTERY PACKS UNIT Redundant POWER UNIT CENTRAL BATTERY PACKS DPA CONTROL PANNEL DPA CENTRAL PROCESSING UNIT DPA POWER UNIT DPA STATIC BP SWITCH DPA BATTERY PACKS Redundant POWER UNIT CENTRAL STATIC BP SWITCH DPA CONTROL PANNEL DPA CENTRAL PROCESSING UNIT DPA POWER UNIT DPA STATIC BP SWITCH DPA BATTERY PACKS CRITICAL LOAD CRITICAL LOAD May 26, 2014 Slide 10

11 Nuove tecnologie L UPS ricostruisce la rete elettrica localmente controllando tutta l energia richiesta dalla computer room, pertanto l efficienza di questi convertitori è fondamentale per contenere i costi operativi. E necessario utilizzare tecnologie avanzate per avere contemporaneamente alti valori di efficienza e architetture estremamente robuste sul controllo della potenza da fornire. May 26, 2014 Slide 13

12 Energy Efficiency Elevata efficienza e risparmio economico AC/AC EFFICIENZA UPS ad alta efficienza: sino a 96% in on-line mode sino al 99% in eco-mode curva di efficienza con alti rendimenti anche a carico parziale VANTAGGI Risparmio energetico in bolletta Meno perdite, meno calore dissipato, risparmio sui sistemi di condizionamento Vendita certificati bianchi May 26, 2014 Slide 12

13 ABB UPS Concepts Transformer UPS Design Maintenance Bypass Line 1 Bypass Line 2 ~ = Rectifier = ~ 400 Vac 340 Vdc 200 Vac 400 Vac Inverter Output Transformer (1:2) Load Battery May 26, 2014 Slide 2

14 ABB UPS Concepts Transformerless UPS Design Maintenance Bypass Line 1 Line 2 ~ = Rectifier = Bypass = ~ 400 Vac 340 Vdc 700 Vdc 400 Vac = Booster = = Inverter Battery Charger Load Battery May 26, 2014 Slide 14

15 Energy Efficiency Elevata efficienza e risparmio economico Simulazione sul riparmio economico ottenibile con un UPS ad alta efficienza ABB senza trasformatore, comparato con un UPS a bassa efficienza (con trasformatore) Dati tecnici ABB PowerWave Senza trasformatore Marca «X» Con trasformatore Potenza (kva) 80 kva 80 kva % carico (ipotesi*) 50% 50% Cosphi 1 1 Efficienza % 50% load) 96% 90% Perdite 4% 10% Costo elettricità (ipotesi**) 0,15 al kwh 0,15 al kwh Costo elettricità annuo dovuto alle perdite UPS (= perdite * 24 h * 365 gg l anno) / anno /anno Risparmio economico Annuo con soluzione ABB (in 1 anno) Risparmio economico in 15 Anni con soluzione ABB (in 15 anni) * Il carico al 50% è stimato calcolando la media di utilizzo nel corso dell anno May 26, 2014 Slide 15 ** Il costo elettricità è una stima calcolata sul consumo medio e sulla media del costo tariffe F1,F2 e F3 nelle fasce orarie giornaliere

16 Perchè un UPS Rendimento Fonte: risultati sondaggio FIRE, 2010 Analisi di mercato sull efficienza degli UPS installati La metà degli UPS presenti sul mercato Italiano hanno rendimenti di efficienza inferiori a 95 % Potenziale Revamping Energy Efficiency May 26, 2014 Slide 16

17 ABB UPS Concepts Transformerless UPS Design No transformer = Less noises, less filters, less hardware, smaller size = Less Cooling, higher efficiency, lower weight, less space Efficiency > 95% - no or little additional cooling necessary Small physical size; Light weight: 500 kva = 1000 kg Small footprint no additional cabinet for 12 pulse or battery cabinet needed Variation of number of battery blocks allowed Separate battery charger ensures correct ripple free Input current distortion < 3% - no additional input filters High input power factor (0.99) May 26, 2014 Slide 17

18 ABB UPS Concepts DPA - Decentralized Parallel Architecture True system redundancy No single point of failure (increased availability) Enhanced serviceability High level of flexibility Reduced Total Cost of Ownership (TCO) Low weight of modules Low footprint Multi Master Technology through a simplified BUS Communication Back Feed protection integrated (Concept Power) Bypass Line integrated Safe swap May 26, 2014 Slide 18

19 Tecnologia Modulare Valore aggiunto Safe Swap Easy maintenance (MTTR) No risks for the load No dangers for the technician Increase number of modules with no supply interruptions Engineer On-Call minutes Home Spares Kit UPS UPS May 26, 2014 Slide 19 1 Hr,2Hr, 3Hr..? 20 settembre 2012 Newave Energy AG 19

20 Energy Efficiency Soluzioni UPS: panoramica generale Low Power stand alone Medium-High Power stand alone Medium-High Power modulare UPS mono-fase sino a 20 kva Molto compatto Ultima generazione: online double conversion e transformless Trifase da 10 kw a 5 MW Tipologia: UPS stand alone monolitici Elevata efficienza 96% Parallelabile fino a 10 unità Ingombri ridotti e alta densità di potenza Trifase da 10 kw a 3 MW Tipologia: UPS modulari Archiettura parallela decentralizzata (chiamata DPA) con moduli di potenza indipendenti Scalabilità modulare della potenza Elevata efficienza 95,7% May 26, 2014 Slide 20

21 Product Overview 1kVA to 5.0MVA May 26, 2014 Slide 21

22 Domande? May 26, 2014 Slide 22 Fabio Papa Sales Engineer ABB S.P.A. LPG Power Protection LBU Power Conversion Discrete Automation and Motion Division Via L. Lama, , Sesto San Giovanni (MI) - IT Phone: Telefax: Mobile: Web:

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