convegno “l’ottimizzazione delle infrastrutture ...presentazione azienda. piller italia srl 4...
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CONVEGNO“L’ottimizzazione delle infrastrutture
impiantistiche nei Data Center”Bologna, 24 maggio 2012
Facoltà di Ingegneria - Aula 0.5 - Viale Risorgimento 2, Bologna (BO)
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Gli UPS rotanti per le applicazioni IT
Lanfranco PedrottiPiller Italia srl
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Dal 1909 Piller produce macchine elettriche con particolare attenzionea qualità e affidabilità.
Piller Power Systems GmbHOsterode / Germania appartiene al Gruppo inglese Langley Holdings plc.
Presentazione azienda
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Gruppi rotanti di continuità - potenza UPS installata > 3.000 MVA- numero di installazioni > 5.000- numero di macchine > 7.000
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
Prodotti
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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 vediamoo che ci viene descritta
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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.
Curva ITIC (Information Technology Industry Council)
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PUE = Total Facility PowerIT Equipment Power
PUE Livello
3.0 Molto inefficiente2.5 Inefficiente2.0 Medio1.5 Efficiente1.2 Molto efficiente
PUE: Power Usage Effectiveness
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Da un recente studio svolto è emerso che sulla nostralinea 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
Qualità della rete in Italia
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Cuore del Sistema
Cosa è UNIBLOCK:
Macchina Sincrona Trifase con doppio avvolgimento statorico
UPS Piller: UNIBLOCK
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Unica macchina elettrica estremamente affidabilecomprendente motore e generatore
GeneratoreMotore
Raddrizzatore rotante
Avvolgimento „generatore“
Avvolgimento „motore“Motore di
lancio
Eccitatrice
Ventola
Tecnologia standard fino agli anni “80
Macchina compatta mono-rotore progettata da Piller nell ‘anno 1981
UNIBLOCK: l’evoluzione costruttiva
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La gabbia di smorzamento annulla gli effetti dei campi
magnetici rotanti prodotti dalle correnti armoniche.
Gabbia di smorzamento
UNIBLOCK è un filtro Passa Basso
Attenuazione delle armoniche fino al 99%
Assenza di condensatori
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- Carico SEMPRE protetto- Selettività protezioni: SEMPRE garantitaUna corrente fino a 14 volte la correntenominale garantisce l’interventotempestivo delle protezioni, in QUALSIASIcondizione, anche in assenza rete o con gruppo elettrogeno
I cc
?
Icc
- 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
Durante un corto circuito:
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Ventilatore integrato
Un UNICO ventilatore montato sul rotore della macchina Uniblockraffredda il sistema, senza la necessità di elettroventilatori elettrici ausiliari
Temperatura max: 40 °C
Media giornaliera: 35 °C
No Condizionamento
Raffreddamento
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Regolazione della tensione : 87% degli eventi anomali di rete
Eliminazione armoniche e spike : 8% degli eventi anomali di rete
Eliminazione blackout : 5% degli eventi anomali di rete
Fattore di potenza prossimo all’unità : no rifasamento
Alta corrente di corto circuito : garanzia selettività delleprotezioni e carico sempre protetto
Elevati rendimenti : minori costi di esercizio
Ingombri ridotti dei locali : minori costi iniziali e operativi
Funzioni di Power Quality degli UPS rotanti
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Motore diesel
Uniblock
Batterie
Powerbridge
Quadro comando e controllo
Modularità
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Powerbridge Macchina UniblockConvertitore di frequenza
Interruttori Rete,uscita e bypass
Pannello comandi
UBT : UPS con Volano
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UBT : UPS con Volano
Rete Carichi critici
GDM/GG
G D
Rete
M/GG
Carichi critici
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Ripartizione della potenza attiva tra un RUPS e un Genset esterno durante il funzionamento
GM
G
Potenzaprinciaple
Potenza dibilanciamento
Controllo
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Carico Gensetpower
Potenza RUPS Tempo
Potenza
0
Frequenza
Tempo
±1%
Energia erogatadal RUPS
Energia assorbita dal RUPS
Stabilizzazione della frequenza e power sharing
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20
Risposta al gradino del 50% di un Genset
Risposta al gradino del 50% di un Genset supportato da un RUPS con volano
Risposta al gradino di carico …
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UPS staticoBatterie
Gruppo Elettrogeno
Chiller/CondizionamentoRifasamento
UBTD : UPS con Volano e Diesel
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Rete Carichi critici
M/GG D
UBTD : UPS con Volano e Diesel
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Motore DieselAccoppiamentoelastico
MotogeneratorePiller UNIBLOCK
Quadro controllo motore
BasamentoSupporti elastici
antivibrantiGiunto meccanico
a sorpasso (ruota libera)
UBTD : Parte Diesel
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Powerbridge Convertitore di frequenza
Interruttori Rete,uscita e bypass
Pannello comandi
Reattanza
UBTD : Parte Volano e quadro
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UBTD : Layout finale
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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)
Confronto economico tra UPS rotanti e statici
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Carico critico: 1500 kVAUPS rotante: 2x1600 kVA DUPS con PBUPS statico: 3x800 kVA + batterie + 2xGE
Punto di pareggio costi: 5 anni- Costo elettricità @ 0,09 €/kWh- Tasso di attualizzazione 4%
Costo dei Sistemi UPS nell'arco del Ciclo di Vita dell'Impianto
€ -
€ 500.000
€ 1.000.000
€ 1.500.000
€ 2.000.000
€ 2.500.000
€ 3.000.000
€ 3.500.000
€ 4.000.000
€ 4.500.000
€ 5.000.000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Anni
Cost
o To
tale
2xUBTD1600 Statico
Risparmio di costo in 25 anni
€ 2.000.000
Confronto economico tra UPS rotanti e statici
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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
Considerazioni
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Soluzione PILLER in bassa tensione: UBTD E
Cliente: ente istituzionale
Processo: archiviazione, elaborazione dati e uffici
Applicazione: alimentazione server e uffici
Esigenza: adeguamento all‘impianto esistente + spazio ridotto
Soluzione : 2 x UBTD E 625/625 kVA con Powerbridge/Diesel
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Architettura del Sistema
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2 x UBTD E 625/625 kVA – Locali
Dimensioni: L = 10400 mmw = 10200 mmh = 3000 mm
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UBTD E 625/625 kVA – Foto
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UBTD E 625/625 kVA – Foto
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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
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Grazie per la Vostra attenzione
Piller Italia Srl V.le Colleoni 25 -20864 Agrate Brianza (MB)Tel. 039 689 2735; Fax. 039 689 9594
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