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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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19

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

Sito: www.piller.com; E-mail: italia@piller.com

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