El desarrollo de la inteligencia artificial ha impuesto nuevos requisitos a la continuidad y la calidad energética de los sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) para centros informáticos de alta densidad. Mientras tanto, la evolución de los SAI ha dado lugar a una creciente variedad de tipos, con numerosos parámetros y nombres técnicos que plantean importantes retos a los compradores a la hora de seleccionar los productos SAI. Este artículo proporcionará un análisis detallado de los tres tipos principales de SAI (SAI de doble conversión en línea, SAI interactivo y SAI fuera de línea) para ofrecer una guía preliminar para la compra de equipos SAI.

I. Los tres tipos técnicos principales de SAI

Los SAI se clasifican principalmente en tres tipos técnicos: SAI de doble conversión en línea, SAI interactivo y SAI fuera de línea. Cada tipo tiene sus propias funciones y escenarios de aplicación:

SAI offline/de reserva:

• Ideal para pequeñas empresas o configuraciones personales con requisitos mínimos de potencia.
• La opción más rentable, que proporciona energía de reserva básica y protección contra cortes de energía breves o pequeñas sobretensiones.

SAI interactivo:

• Diseñado para empresas de tamaño medio que necesitan tanto alimentación de reserva como protección limitada contra sobretensiones.
• Corrige pequeñas fluctuaciones de tensión (como subtensiones o sobretensiones) manteniendo un suministro eléctrico estable.

SAI en línea/de doble conversión:

• Ideal para sistemas de misión crítica (por ejemplo, centros de datos o equipos médicos) que requieren una alimentación continua, limpia y estable.
• Proporciona el máximo nivel de protección contra una amplia variedad de perturbaciones eléctricas, como sobretensiones, caídas de tensión e interrupciones.

II. SAI fuera de línea (SAI de reserva)

1. Filosofía básica de diseño

El SAI fuera de línea es el tipo más básico y sencillo de sistema de alimentación ininterrumpida (Sistema de Alimentación Ininterrumpida o SAI), también conocido como SAI de reserva. Está diseñado como una solución de protección de energía para usuarios domésticos y entornos de pequeñas oficinas, principalmente para proporcionar una fuente de alimentación de reserva a corto plazo para equipos críticos durante cortes de energía repentinos para evitar la pérdida de datos y paradas inesperadas.

La principal filosofía de diseño de los SAI fuera de línea es ofrecer una solución de protección eléctrica económica y básica. Funciona con un modelo de trabajo extremadamente sencillo, que suele constar de componentes básicos como baterías, inversores e interruptores de transferencia de potencia. Durante el suministro eléctrico normal, la red eléctrica alimenta directamente los dispositivos conectados mientras carga las baterías. Cuando se produce una interrupción del suministro eléctrico o una anomalía en la tensión, el SAI cambia rápidamente al modo de alimentación por batería para garantizar que los dispositivos puedan seguir funcionando durante un breve periodo de tiempo, ganando un tiempo valioso para un apagado seguro.

2. Características

La característica más notable del SAI sin conexión es su bajo coste y tamaño compacto, que lo hacen adecuado para ordenadores personales, dispositivos electrónicos domésticos y pequeños equipos de red con requisitos de alimentación menos exigentes. Ofrece una solución de protección eléctrica económica para protegerse de los cortes de energía repentinos y proteger los dispositivos electrónicos y datos críticos.

3. Principio de funcionamiento y estructura

Componentes clave:

• Entrada de alimentación
• Batería
• Inversor
• Interruptor de transferencia estático
• Tomas de salida

Proceso de trabajo detallado:

(1) Fase de alimentación normal:

• La red eléctrica suministra energía directamente a la carga a través de la entrada.
• La batería se carga simultáneamente.
• El inversor permanece en modo de espera.
• El sistema de gestión de la energía supervisa continuamente el estado de la red eléctrica.

(2) Fase de corte de suministro eléctrico:

• Al detectar una interrupción de la alimentación o una anomalía de la tensión, el interruptor de transferencia estática pasa rápidamente a la alimentación por batería.
• El inversor se pone en marcha y convierte la corriente continua de la batería en corriente alterna.
• Continúa el suministro de energía a la carga, que suele durar entre 5 y 15 minutos.

4. Análisis de pros y contras

5. Escenarios de aplicación

• Ordenadores de casa
• Puestos de trabajo personales
• Pequeños dispositivos de red
• Electrónica de entretenimiento para el hogar
• Pequeño material de oficina
• Escenarios con bajos requisitos energéticos

III. SAI interactivo (SAI interactivo)

1. Característica principal

El SAI interactivo es un producto de gama media en tecnología SAI, situado entre el SAI de reserva tradicional y el SAI en línea de gama alta. Representa una solución de protección eléctrica más avanzada, que no sólo ofrece funciones básicas de alimentación de reserva, sino también funciones más complejas de regulación y protección de la tensión.

La característica principal de este tipo de SAI es el regulador automático de tensión (AVR). El regulador puede supervisar y regular la tensión de entrada en tiempo real, gestionando activamente las fluctuaciones de tensión y las situaciones de subtensión y sobretensión. Cuando la tensión de red está fuera del rango aceptable, el AVR puede estabilizar la tensión de salida aumentándola o reduciéndola, garantizando que los dispositivos conectados reciban una alimentación relativamente estable.

2. Características

El SAI interactivo no es sólo una simple fuente de alimentación de reserva, sino también un sistema inteligente de gestión de la energía. Puede gestionar entornos energéticos más complejos y es especialmente adecuado para dispositivos de red, estaciones de trabajo y pequeños servidores con requisitos de calidad de alimentación moderados. En comparación con los SAI de reserva, los SAI interactivos ofrecen un mayor nivel de protección eléctrica, mitigando eficazmente los posibles daños que las fluctuaciones de tensión pueden causar a los dispositivos.

3. Principio de funcionamiento y estructura

Componentes clave:

• Regulador automático de tensión (AVR)
• Batería
• Inversor
• Interruptor de transferencia estático
• Tomas de salida
• Controlador de gestión de energía

Proceso de trabajo detallado:

(1) Fase de alimentación normal:

• La energía eléctrica se regula a través del regulador.
• Las fluctuaciones de tensión (±10-15%) se gestionan automáticamente.
• La batería se carga simultáneamente.
• El sistema de gestión de la energía controla continuamente la calidad de la tensión.

(2) Fase de anomalías en la red eléctrica:

• Cambio rápido al modo de alimentación por batería.
• El inversor se pone en marcha.
• La tensión de salida permanece estable.
• El tiempo de conmutación es de aproximadamente 4-8 milisegundos.

4. Análisis de pros y contras

5. Escenarios de aplicación

• Oficinas pequeñas y medianas
• Dispositivos de red
• Puestos de trabajo
• Pequeños servidores
• Entornos de trabajo profesionales
• Escenarios con requisitos de calidad de energía relativamente altos

IV. SAI en línea (SAI de doble conversión)

1. Principio de funcionamiento

El SAI en línea, también conocido como SAI de doble conversión, es el producto estrella de los sistemas de alimentación ininterrumpida y representa el nivel más alto de la tecnología SAI. Proporciona las soluciones de protección eléctrica más estrictas y completas para sistemas electrónicos extremadamente críticos y de precisión, lo que lo convierte en la opción ideal para centros de datos, sistemas de comercio financiero, equipos médicos y otros escenarios con requisitos de calidad eléctrica extremadamente altos.

El principio de funcionamiento de los SAI en línea implica la conversión dual de energía para lograr un control absoluto de la energía. En primer lugar, la entrada de energía de la red pública se convierte en energía de CC, que luego se convierte en energía de CA de onda sinusoidal pura y altamente estable a través del inversor. Esto significa que los dispositivos conectados siempre reciben energía del inversor del SAI, no directamente de la red eléctrica. Las baterías permanecen en estado de carga y espera, listas para asumir el suministro de energía al instante con un tiempo de conmutación cero.

2. Características

La mayor ventaja de este diseño es el completo aislamiento de todas las perturbaciones y anomalías de la red eléctrica de entrada. Ya se trate de fluctuaciones de tensión, interferencias armónicas, picos transitorios u otros problemas de calidad de la energía, el SAI en línea puede proporcionar una "purificación" perfecta de la energía. No es sólo una fuente de alimentación de reserva, sino también un sistema de acondicionamiento y protección de la energía de alta precisión.

3. Principio de funcionamiento y estructura

Componentes clave:

• Rectificador
• Inversor
• Batería
• Interruptor estático de derivación
• Sistema de gestión de la energía
• Tomas de salida

Proceso de trabajo detallado:

(1) Fase de alimentación normal:

• La alimentación eléctrica se convierte en corriente continua.
• La corriente continua carga las baterías y alimenta el inversor.
• El inversor suministra continuamente corriente alterna sinusoidal estable.
• Las baterías permanecen en estado de espera de carga.

(2) Fase de anomalías en la red eléctrica:

• Cambio instantáneo y sin interrupciones a la alimentación por batería.
• El tiempo de conmutación es cero.
• La tensión de salida permanece absolutamente estable.
• La batería suministra energía de forma continua.

4. Análisis de pros y contras

5. Escenarios de aplicación

• Centros de datos
• Grandes salas de servidores
• Equipamiento médico
• Sistemas de negociación financiera
• Infraestructuras de comunicación
• Sistemas de control industrial
• Equipos de investigación científica de precisión
• Infraestructuras críticas

V. Cómo elegir el equipo SAI adecuado

A la hora de seleccionar un SAI, hay que tener en cuenta múltiples factores, como el tipo de carga, la naturaleza del equipo y las limitaciones presupuestarias.

1. Escala de carga

Diferentes escalas de carga tienen diferentes requisitos para el SAI. Para los dispositivos domésticos pequeños, basta con un SAI de reserva, mientras que para los equipos de nivel empresarial son más adecuados los SAI de doble conversión en línea.

2. Entorno geográfico

Los usuarios deben evaluar las condiciones eléctricas locales. Si la zona experimenta con frecuencia fluctuaciones de tensión, pero tiene un bajo índice de cortes de energía, puede elegirse un SAI interactivo. En regiones con frecuentes cortes de suministro, es más necesario un SAI de doble conversión en línea.

3. Equipo crítico

Los sistemas centrales de la empresa, como los centros de datos y los equipos médicos, requieren el máximo nivel de protección eléctrica, por lo que deben seleccionarse SAI de doble conversión en línea. Para los equipos auxiliares, pueden considerarse SAI de línea interactiva o de reserva.

4. Presupuesto

Aunque los SAI de alto rendimiento pueden proporcionar una protección más completa, el presupuesto suele ser un factor limitante importante. Se recomienda encontrar un equilibrio entre rendimiento y presupuesto, asignando los recursos de forma razonable.