El incesante desarrollo de la actividad en Internet y de toda la industria asociada a esta tecnología está dando lugar a un flujo de información cada vez mayor a través de la red y a la urgente necesidad de almacenar, manipular y analizar una gran cantidad de datos de tal forma . Los centros de datos deben ser seguros y estar disponibles para industrias críticas como la banca, el comercio, el entretenimiento y la administración pública.
Los centros de datos son fundamentales para el funcionamiento de muchas empresas y organizaciones. Albergan los servidores y otros equipos que almacenan y procesan datos, y deben estar en funcionamiento las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Uno de los componentes más importantes de un centro de datos es su generador de respaldo. En caso de un corte de energía, un generador de respaldo puede mantener el centro de datos en funcionamiento hasta que se restablezca la energía. En este artículo, analizaremos cómo elegir el generador adecuado para su centro de datos.
La calidad de un generador de emergencia es fundamental para un centro de datos porque garantiza que el centro de datos pueda continuar funcionando correctamente incluso en caso de un corte de energía. Los centros de datos son servicios críticos si un centro de datos se cae, puede resultar en pérdida de ingresos, pérdida de productividad y daño a la reputación de la organización. Un generador de emergencia de alta calidad puede ayudar a prevenir estos problemas proporcionando energía de respaldo confiable cuando más se necesita.
Estas son algunas características de un generador de alta calidad para un centro de datos:
- 100% de tiempo de funcionamiento.
- Energía de alta calidad.
- Optimización personalizada para cumplir con los requisitos específicos.
- Fácil instalación y mantenimiento.
- Rápida entrada en funcionamiento.
- Armónicos minimizados.
- Tamaño compacto para menor huella de carbono del grupo electrógeno.
Un generador de energía para un centro de datos, o “Aplicación de energía del centro de datos” (DCP), es una disposición de equipos, componentes y dispositivos dispuestos de tal manera que garanticen un suministro ininterrumpido de energía eléctrica para un centro de datos cuando la empresa de servicios públicos fallo de alimentación.
El sistema está compuesto por una planta generadora combinada con un sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) que cuenta con baterías para el suministro limitado de energía eléctrica producto de un corte de energía.
El UPS suministra energía a los equipos eléctricos conectados mientras se pone en marcha la planta generadora, que asumirá la carga previamente determinada como crítica e imprescindible. Esto se hace mediante el uso de interruptores, y una vez que la planta de energía está operativa, se desconecta del UPS.
Cuando el flujo eléctrico principal se normaliza, el proceso de respaldo se desactiva y todo vuelve a la normalidad.
Factores a considerar al elegir un generador para un centro de datos.
Tipo de sistema generador requerido.
Debes tener en cuenta aspectos físicos, operativos y geográficos, tales como:
- Ubicación del centro de datos.
- Ubicación del generador de energía de respaldo.
- Carga o demanda de energía a satisfacer.
- Arreglo eléctrico adecuado.
- Secuencia requerida de operación.
Los centros de datos generalmente requieren al menos un generador de respaldo de gas o diésel para garantizar un funcionamiento ininterrumpido incluso en el caso de un corte de energía a gran escala. La electricidad de la empresa de servicios públicos local y del generador de respaldo se entrega con un voltaje medio (10 kV o 20 kV para algunos centros de datos).
Se recomienda tener al menos dos generadores de respaldo en caso de que uno falle ante una emergencia. Los generadores normalmente se conectan en paralelo entre sí y con la fuente de energía de la red pública. Los generadores también están conectados a un interruptor que puede transferir automáticamente la carga de la fuente de energía de la red a los generadores cuando hay un corte de energía.
Este arreglo de generadores debe tener acceso a un tanque de combustible que permita la autonomía del sistema para enfrentar largos apagones eléctricos. De este componente dependerá la autonomía del sistema y en consecuencia de todo el centro de datos. Recomendamos diseñar su sistema para varios días de autonomía y en el mejor de los casos, dependiendo de la historia del área donde se encuentra el centro de datos, hasta de semanas.
Se deben tener en cuenta las certificaciones de los equipos y sus estándares de emisión.
La marca de calidad es la credencial de confiabilidad de un equipo generador de energía. Algunas muy conocidas son:
- Underwriters Laboratories UL.
- European Union (EU).
- Environmental Protection Agency (EPA).
- Otras emitidas por el propio fabricante del generador.
Cumplimiento de Normas Técnicas Aplicables (NTA).
El cumplimiento de las normas garantiza la calidad, la seguridad y reduce los riesgos de los equipos. En este caso, algunas de las reglas aplicables a la selección de generadores de respaldo son:
- ISO 8528.
- NFPA 110.
- NEC o NFPA 70.
- Normativas nacionales y locales.
Cumplimiento de estándares de diseño, construcción y operación de entidades de Centros de Datos.
Asimismo, existen estándares internacionales que definen un correcto diseño, instalación y operación de un centro de datos y también afectarán la selección y diseño del sistema de generación de emergencia.
Algunas de estas normas internacionales son publicadas por las siguientes entidades:
- Uptime Institute.
- ANSI (TIA-942).
- ICREA
¿Principal, de respaldo o continuo?
Como hemos dicho en el punto anterior, se debe informar detalladamente los antecedentes y la calidad del servicio eléctrico que se brinda en la zona donde se ubica el centro de datos. También puede ser útil consultar con su proveedor de servicios sobre los planes de mejora del servicio a corto plazo o las situaciones de contingencia que puedan estar enfrentando. Esto ayudará a definir el tipo de generador que requiere su centro de datos. Y básicamente, la característica central a evaluar es la autonomía operativa que tendrá el dispositivo para hacer frente a apagones en el área donde se encuentra el centro de datos.
El tipo de generador necesario depende de los requisitos específicos del centro de datos. Aquí hay algunos detalles sobre cada tipo:
- Generadores de energía principal son mejores para uso continuo, especialmente cuando pueden estar presentes cargas variables o situaciones de sobrecarga.
- Generadores de respaldo debe funcionar durante no más de 200 horas por año con una carga promedio del 80% de su salida máxima nominal.
- Generadores continuos están diseñados para proporcionar una carga de energía constante durante todo el período de tiempo que se utiliza.
Tamaño del generador necesario.
El tamaño del sistema de respaldo de energía para un centro de datos depende de los requisitos específicos.
El sistema de respaldo debe poder proporcionar suficiente energía estable para mantener el centro de datos en funcionamiento durante un corte de energía. El tamaño del sistema de copia de seguridad dependerá de factores como el tamaño del centro de datos, la cantidad de energía requerida y cuánto tiempo debe funcionar el sistema de respaldo de seguridad.
Además, el tamaño del sistema de respaldo debe ser tal que pueda manejar el consumo del centro de datos más una brecha de seguridad. Cuanto mayor sea esa brecha de seguridad, más relajado estará el sistema para enfrentar la contingencia energética. Hemos visto que algunos sistemas están sobreestimados entre un 10 y un 20% del consumo medio proyectado.
Además, el diseño de la fuente de combustible del generador de emergencia y su disponibilidad ante una contingencia es un elemento crucial para el diseño del sistema ya que de este factor dependerá el tiempo de autonomía.
Para determinar el equipo requerido, es fundamental conocer las condiciones operativas de trabajo. Algunos aspectos que se deben tener en cuenta son:
- Número de circuitos a conectar: cargas esenciales y cargas opcionales.
- Tipos de cargas: cargas eléctricas y/o cargas mecánicas.
- Accesorios periféricos al generador: pueden representar hasta un 65% adicional.
- Factor de carga anticipada: porcentaje de uso del equipo, el más común es 50%.
- Crecimiento futuro: esto representa un peso adicional en el costo del equipo.
- Límites permitidos: carga eléctrica a soportar después de 10 segundos.
- Tamaño y capacidad de los circuitos de transferencia.
- Disponibilidad de presupuesto para inversión.
El Uptime Institute es el organismo reconocido internacionalmente que especifica y certifica cómo se deben diseñar las instalaciones de los Centros de Datos. Los clasifica en cuatro niveles diferentes, según su disponibilidad: Tier I, II, III y IV. El factor preciso que determina si una instalación está en un nivel u otro es el número de fuentes de suministro continuo y el número de fuentes de suministro de emergencia que están disponibles.
A continuación se muestra un resumen de la información proporcionada por el Uptime Institute:
A continuación se presentan otros documentos de interés proporcionados por el Uptime Institute:
Los atributos de un grupo electrógeno para una aplicación de centro de datos y sus componentes coincidirán en gran medida con los de un grupo de emergencia para cualquier otra instalación, aunque la elección de algunos de esos componentes puede ser quizás más crítica en los generadores de emergencia. una aplicación de centro de datos.
De todos los elementos, el más importante es el motor, ya que es de donde proviene la potencia que genera un grupo electrógeno. El motor para una aplicación de centro de datos debe tener un regulador de velocidad electrónico para que pueda alcanzar rápidamente las condiciones correctas de voltaje y frecuencia siempre que una falla en la red requiera que arranque. Una vez que se establecen esos parámetros, puede mantenerlos durante el tiempo que esté funcionando. A la hora de decidir el tamaño del motor hay que tener en cuenta los aspectos ambientales que son comunes a todas las aplicaciones, como la temperatura ambiente y la altitud.
La potencia declarada para el COP de un motor ronda el 80-90% de la potencia nominal. Dimensionar los grupos electrógenos en función de su COP implica tener que elegir motores de mayor tamaño con el correspondiente incremento en el coste de los propios motores y en los costes derivados de necesitar más espacio de instalación y más refrigeración. No solo eso, el motor no estaría funcionando en su punto de carga más eficiente, que es alrededor del 100 % de potencia.
Por ello, con el fin de ser más competitivos en el mercado y ahorrar costes innecesarios al cliente final, los principales fabricantes de motores diésel para generación de energía han añadido una nueva declaración de potencia, el Data Center Power (DCP). En la mayoría de los casos coincide con su declaración PRP según ISO 8528-1:2005, es decir, 100% de potencia, pero con una diferencia: en este caso se alimenta de forma continua. Tras un estudio estadístico de las probabilidades de fallo y teniendo en cuenta la experiencia en instalaciones existentes, estos mismos fabricantes han determinado que, en países con una red estable, la frecuencia con la que entran en funcionamiento los grupos electrógenos de emergencia es mínima y cuando esto ocurre es por un período muy corto de tiempo. Por esta razón, pueden permitir un alto porcentaje de carga en sus motores durante la operación.
La puesta en marcha es relevante a la hora de elegir motores para este tipo de aplicaciones donde la fiabilidad es crucial. Para un mejor rendimiento del sistema, es posible mejorar el arrancador incluido de serie en los motores incorporando sistemas redundantes con dos motores eléctricos con sistemas de baterías independientes o la combinación de un motor eléctrico y otro arrancador neumático o hidráulico.
El alternador es, por supuesto, el otro elemento clave en un grupo electrógeno para un generador de reserva del centro de datos. Una tarjeta AVR (Regulación Automática de Voltaje) de muy buena calidad mantendrá la variación de voltaje en valores por debajo del 0,5% y un devanado bien diseñado y fabricado mantendrá bajos los valores de distorsión armónica e interferencia con las telecomunicaciones. El uso de un imán permanente (PMG) asegurará un suministro al AVR independiente del devanado principal y confiable en caso de cargas repentinas, garantizando así una buena potencia de excitación al regulador en todo momento. Un buen arranque del devanado, envolventes IP23 e incluso resistencias anticondensación son vitales para la durabilidad del alternador, especialmente en áreas con altos niveles de humedad ambiental.
El paquete de refrigeración que elegimos también es importante en instalaciones de este tipo, ya que los grupos electrógenos a veces se ubican en la planta baja o bajo tierra, con aberturas limitadas para permitir que el aire fluya libremente desde el exterior. Es por ello que los fabricantes de grupos electrógenos deben contar con un buen equipo de ingenieros y experiencia en el diseño de sistemas de enfriamiento remotos ubicados en pisos superiores o en el techo, que enfrían el motor a través de intercoolers y circuitos secundarios.
La unidad de control de montaje es la encargada de controlar, medir y manipular todos estos elementos. Hay diferentes marcas de unidades de control en el mercado, para diferentes aplicaciones. Recomendamos usar aquellos que puedan detectar fallas en la red para dar la orden de iniciar el grupo. Estas unidades de control pueden incluir diferentes protocolos de comunicación para integrar el grupo electrógeno, sus parámetros de funcionamiento y alarmas en los sistemas de gestión de instalaciones del edificio. También pueden ser monitoreados y controlados remotamente.
La mejor fuente de combustible para usar.
El diésel sigue siendo la opción principal para las instalaciones de misión crítica, con el rango de tamaño más popular de 1000 a 3000 kW. El sistema puede funcionar con combustibles líquidos renovables que pueden ayudar a los centros de datos a reducir el impacto de sus operaciones y lograr sus objetivos ambientales, sociales y de gobierno (ESG).
El diésel ha sido la elección tradicional como combustible para generadores porque está ampliamente disponible, es fácil de almacenar y tiene una larga vida útil. Sin embargo, los generadores de gas natural y bicombustible ofrecen tiempos de funcionamiento prolongados que protegen las instalaciones durante períodos más prolongados durante una crisis. Somos conscientes del uso de eco-diesel en centros de datos muy grandes.
Available ex factory. (Call to confirm)
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Elegir el sistema de generación de energía de respaldo adecuado para un centro de datos es una decisión importante que requiere una consideración cuidadosa de los factores, como hemos visto en este artículo. Al tener en cuenta estos factores, los operadores de centros de datos pueden asegurarse de que sus instalaciones estén equipadas con sistemas de energía de respaldo confiables que puedan mantener sus operaciones funcionando sin problemas en cualquier situación de contingencia.
En Brags & Hayes ofrecemos todo el soporte necesario para asesorarte en la compra de esta excelente e imprescindible fuente de energía de respaldo para centros de datos.
Contáctenos al número de teléfono +1.954.657.7777, o escríbanos a info@bnhgenerators.com, y con gusto le ayudaremos.
