ARTIGO TÉCNICO
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o electricista CEMEP Direcção-Geral da Comissão Europeia
rendimento de um SAI
{POUPANDO A ENERGIA DA EUROPA}
Este documento proporciona uma abordagem básica dos aspectos relacionados com o rendimento, para auxiliar os utilizadores, instaladores e projectistas na escolha de um SAI eficiente na utilização da energia.
A principal função de um Sistema de Alimentação Ininterrupta (mais à frente referido como SAI) é proteger equipamentos sensíveis (computadores, servidores, equipamentos médicos críticos, processos automatizados, etc.) contra as perturbações eléctricas que possam afectar o seu funcionamento ou vida útil, frequentemente com consequências graves. A maioria das perturbações que podem influir na transmissão ou a distribuição da energia eléctrica incluem: › Grandes flutuações de tensão (picos ou vales) › Variações de frequência › Distorção harmónica ou transitórios › Falhas de rede breves ou prolongadas Por esta razão, os SAI são cada vez mais instalados como interfaces de protecção eléctrica entre a rede eléctrica e os equipamentos sensíveis. Quando escolhemos um SAI é importante ter em conta os custos de funcionamento. Estes custos estão directamente relacionados com o rendimento eléctrico do SAI abaixo das condições reais de funcionamento.
utilizam SAI redundantes para proporcionar protecção contínua, inclusivamente quando um dos SAI falha ou se encontra fora de serviço. A carga é, assim, geralmente mais baixa que os 100% da capacidade nominal do SAI. O rendimento diminuirá com o nível de carga visto que certas perdas são praticamente constantes. Portanto, é importante solicitar ao fabricante do SAI as curvas do rendimento a níveis de carga típicos, frequentemente de 25 a 50% da plena carga do SAI. É também importante evitar sobredimensionar o SAI, considerando uma potência nominal muito acima da carga habitual visto que, ao se reduzir, a carga diminui o rendimento.
› TIPO DE CARGA As cargas alimentadas pelos SAI podem ter características muito diferentes. As cargas raramente são linerares (onda perfeitamente sinusoidal), sendo mais habituais as cargas não linerares que apresentam uma forma de onda de corrente não sinusoidal com um elevado conteúdo de harmónicos. É o caso particular de equipamentos tão comuns como computadores, equipamentos industriais, equipamentos médicos, etc.. Assim, é essencial conhecer o rendimento real do SAI ao alimentar este tipo de cargas dado que certas tecnologias de conversão são muito sensíveis a cargas não lineares. As diferentes tecnologias podem ser comparadas utilizando como carga não linear de referência a definida no anexo E da norma EN 62040-3.
Uma curva de rendimento óptimo deveria ter a seguinte forma:
› VARIAÇÕES DA TENSÃO DE ENTRADA O rendimento é frequentemente realizado para um valor nominal de tensão de alimentação de 230 ou 400 V. Mais uma vez, o funcionamento contínuo a níveis de tensão diferentes, por exemplo 210 ou 370 V, pode alterar o rendimento de um SAI.
› NÍVEL DE CARGA Um SAI raramente é utilizado em plena carga, particularmente em instalações que
Este ponto deveria sempre ser verificado junto do fabricante.
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to, o mais baixo custo de operação e o maior rendimento. Actualmente, os fabricantes que pertencem à Associação Europeia de Fabricantes de Máquinas Eléctricas e Electrónicas de Potência (CEMEP) têm realizado progressos contínuos na protecção do meio ambiente através da concepção do produto, economia da energia de funcionamento e reciclagem o final da sua vida útil. Rendimento: uma característica-chave continuamente melhorada A escolha de um SAI deve ter em conta diversos aspectos técnicos e económicos incluindo: › Os tipos de perturbações de que os equipamentos devem ser protegidos › Os requisitos técnicos de funcionamento (regulação da tensão e frequência, fiabilidade, tamanho, etc.) › Os requisitos de rendimento em modo real de funcionamento Há mais de 25 anos que o rendimento eléctrico é uma das características que os fabricantes têm procurado melhorar, particularmente através do desenvolvimento de novas topologias de SAI e a utilização de novos componentes na electrónica de potência.
comparar as diferentes tecnologias e topologias dos SAI, pois cada uma delas apresenta certas vantagens mas também características muito diferentes.
› TOPOLOGIAS As diferentes topologias dos SAI estão definidas nos anexos B e D da norma EN 62040-3 do CENELEC.
considerados a protecção óptima para equipamentos sensíveis em ambientes muito perturbados.
A CEMEP agrupa os principais fabricantes europeus de SAI através das associações nacionais. O CEMEP é o representante dos fabricantes de SAI perante a Direcção Geral da Energia (DG XVII) da Comissão Europeia.
SAI stand-by (VFD) A topologia stand-by passiva oferece um rendimento muito elevado visto que em condições normais de funcionamento o equipamento é alimentado directamente pela rede eléctrica e só o faz através do SAI em caso de falha de rede. Estes SAI são classificados como VFD de acordo com a norma EN 62040-3 anexo D, ou seja, sem regulação face às variações de tensão e frequência na rede. Geralmente são utilizados para aplicações não muito críticas e para baixas potências (até 3 kVA).
Os membros do grupo SAI da CEMEP são: ANIE/AMES, Itália, www.anie.it ANIMEE, Portugal, www.animee.pt AGORIA, Bélgica, www.agoria.be FEEI, Áustria, www.feei.at GIMELEC, França, www.gimelec.fr GAMBICA, Reino Unido, www.gambica.org.uk SERCOBE, Espanha, www.sercobe.es SET, Finlândia, www.electroind.fi ZVEI, Alemanha, www.zvei.org
SAI interactivo (VI) A topologia "interactiva" também oferece um elevado rendimento, ainda que possa depender das características da tensão e frequência de entrada. Estes SAI são classificados de acordo com a norma EN 62040-3 como VI e não proporcionam regulação de frequência. São utilizados em ambientes não sujeitos a grandes perturbações e níveis de potência baixos e médios.
Para mais informações
SAI on-line de conversão dupla (VFI)
Secretariat of UPS Group 11-17, rue Hamelin, F-75783 Paris CEDEX 16
Rendimento: os parâmetros importantes
Dado o funcionamento contínuo dos conversores CA/ CC e CC/ CA o rendimento da topologia "conversão dupla" é menos elevado que o dos sistemas anteriormente referidos quando a alimentação eléctrica não apresenta perturbações; contudo, o rendimento é praticamente independente das variações de tensão e frequência da rede eléctrica.
Para prevenir surpresas desagradáveis (elevados custos de funcionamento, ventilação ou condicionamento de ar inadequados, etc.), deve-se considerar diversos parâmetros ao
Estes SAI são classificados como VFI de acordo com a norma EN 62040-3 e chegam a níveis de até 1000 kVA. Tecnicamente são
Tel. : +39 0332 78 9299 . Fax : +39 0332 78 9992
Um aumento de 15% no rendimento reduz as perdas em 4%!
Tel. + 33 1 45 05 70 70 - Fax : + 33 1 47 04 68 57
European Commission - JRC General Directorate for Energy Mr Paolo BERTOLDI . I-21020 Ispra (VA) http://energyefficiency.jrc.cec.eu.int