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Cinq façons les plus efficaces de maximiser l'efficacité énergétique de votre onduleur
10 Mar 2023
Un système UPS en ligne moderne présente de nombreux avantages, notamment en ce qui concerne l'efficacité énergétique de l'UPS. Il offre une protection contre tous les types de coupures d'alimentation, filtre une vaste gamme de perturbations rencontrées sur le réseau. En tant que tel, fournit des charges plus sensibles avec une alimentation de secours propre. Avec une capacité de stockage supplémentaire, il peut être conçu pour supporter la charge critique par exemple. Lorsqu'une alimentation alternative telle qu'un système de générateur de secours est mise en ligne, pendant généralement 10 à 15 minutes, mais peut durer jusqu'à plusieurs heures. L'efficacité énergétique de votre alimentation sans interruption UPS est importante pour deux raisons essentielles. Le premier concerne les coûts de fonctionnement et le second est lié à l'autonomie de la batterie de l'onduleur disponible en cas de panne de l'alimentation secteur. Cet article examine les cinq moyens les plus efficaces de maximiser l'efficacité énergétique de votre onduleur.


1. Dimensionner correctement l'onduleur et l'alimentation de la batterie de secours


La plupart des utilisateurs associent l'efficacité énergétique des onduleurs aux coûts de fonctionnement, et cela est certainement vrai avec les solutions d'onduleurs pour centres de données. Plus son efficacité énergétique opérationnelle est élevée, plus la quantité d'énergie
gaspillé. Les économies d'efficacité énergétique de l'UPS signifient également une production de chaleur plus faible et donc moins de charge sur le système de refroidissement local. Le bon dimensionnement du système d'alimentation et du profil de charge de l'onduleur permet également de s'assurer qu'il prend en charge un profil de charge dans sa plage optimale. Sur un ancien système UPS basé sur un transformateur, l'efficacité énergétique de l'UPS peut n'être que de 80 à 85 % et dans un système fortement chargé.
En effet, dans ce type plus ancien d'alimentations sans coupure, le profil d'efficacité diminue de manière assez spectaculaire dès que la charge est inférieure à environ 70 à 80 % de la valeur nominale de l'onduleur. Dans une conception de système UPS plus moderne, une charge aussi faible que 25 % peut encore atteindre une efficacité de fonctionnement élevée. L'utilisation d'une conception d'onduleur modulaire aide également à la bonne taille car le nombre "correct" de modèles d'onduleur peut être utilisé dans cette conception à haut rendement pour répondre à la charge et à toutes les exigences N+X.


2. Remplacements et remises à neuf des batteries UPS

Les systèmes d'alimentation UPS peuvent avoir une durée de vie de dix à quinze ans ou plus à condition que l'appareil subisse un entretien annuel régulier et une remise à neuf cyclique.
Les alimentations sans coupure comprennent des éléments « consommables » qui nécessitent un placement régulier et pendant leur durée de vie. Les batteries d'onduleurs sont l'exemple le plus courant et sont généralement du

plomb-acide Durée de vie nominale de 5 ou 10 ans, nécessitant un remplacement vers les années 3-4 ou 7-8 respectivement et lorsqu'il est utilisé dans un environnement ambiant de 20 ˚C. Les ventilateurs de refroidissement sont un autre exemple de consommable UPS qui doit également être inspecté chaque année et remplacé conformément aux recommandations du fabricant de ventilateurs.


Autour de la cinquième année de fonctionnement, un système UPS devrait être envisagé pour une remise à neuf. Le principe fonctionne ici avec le remplacement des condensateurs AC et DC. Les condensateurs doivent être remplacés car ils se dessèchent et leurs caractéristiques d'auto-guérison sont affaiblies au point de provoquer une défaillance critique potentielle. Les condensateurs utilisent du polypropylène inflammable et, à des températures internes élevées, peuvent subir un emballement thermique et provoquer un incendie à l'intérieur de l'alimentation sans coupure.
Si le système d'alimentation de votre centre de données en est à sa huitième année de fonctionnement et nécessite le remplacement de la batterie de l'onduleur. Il peut être utile d'envisager une mise à niveau complète de l'onduleur plutôt qu'une remise à neuf, en particulier si votre ancien système est de type transformateur. Une mise à niveau vers un système d'onduleur modulaire sans transformateur peut entraîner des améliorations de l'efficacité énergétique de 15 à 20 % ou plus en fonction du pourcentage de charge et du profil pris en charge.


3. Mode ÉCO de l'ASI

L'utilisation de l'alimentation sans interruption dans son mode d'économie d'énergie dédié, communément appelé mode ECO, peut augmenter l'efficacité à 98-99 %. Il y parvient en fonctionnant en fait comme

un onduleur interactif en ligne, de sorte que la charge est alimentée par la ligne de dérivation avec l'onduleur inactif mais prêt à prendre le relais en cas de panne ou de fluctuation de l'alimentation secteur. Cette courte interruption de la puissance continue est le principal inconvénient de l'utilisation du mode ECO, en particulier avec des équipements sensibles.



4. Entretien de l'ASI et inspections de routine

La maintenance régulière des systèmes UPS est essentielle à la disponibilité et à la résilience d'une alimentation sans coupure et doit être budgétisée lors de la première installation. Sans entretien régulier des systèmes UPS, des pannes soudaines peuvent survenir, causées à plus de 80 % par un ensemble de batteries mal entretenu. Aussi sophistiqué qu'un onduleur puisse être, le fait est que les alimentations sans coupure comportent des pièces consommables qui nécessitent une inspection régulière pour garantir des performances optimales, y compris l'efficacité énergétique globale de l'onduleur.


5. Surveillance à distance de l'onduleur

Les alimentations sans coupure doivent être surveillées sur un réseau Ethernet/IP pour les conditions d'alarme. La surveillance continue du système UPS peut établir des schémas de charge au fil du temps et fournir suffisamment de temps pour répondre aux problèmes susceptibles d'affecter l'efficacité énergétique et la résilience opérationnelle de l'UPS. Deux alarmes spécifiques pouvant indiquer l'efficacité énergétique comprennent :

Alarmes de surcharge et de dérivation : si la charge connectée à l'alimentation de l'ASI est supérieure à sa puissance nominale, une alarme sera émise. Si la surcharge est suffisamment importante ou s'il y a une condition de défaut interne, l'alimentation sans coupure peut passer en mode bypass

Alarmes de surchauffe : peuvent indiquer une défaillance du ventilateur interne ou une restriction de la ventilation à l'intérieur et à l'extérieur de l'armoire de l'onduleur. Des températures ambiantes internes plus élevées à long terme peuvent endommager les composants et obliger les ventilateurs à fonctionner à des vitesses plus élevées.




Si le jeu de batteries se trouve dans une armoire ou une pièce séparée, l'installation d'un capteur de température de batterie séparé est recommandée.


Résumé de l'efficacité énergétique de l'onduleur

Au cours des deux dernières décennies, il y a eu une amélioration significative des niveaux d'efficacité énergétique des onduleurs des centres de données. L'utilisation de redresseurs et d'onduleurs basés sur IGBT a permis de réduire considérablement les pertes d'efficacité énergétique fixes et d'aplatir la courbe d'efficacité sur une large plage de charge, allant de 25 % à 100 % de charge. Il y a également eu des améliorations dans la conception des transformateurs et l'introduction généralisée d'onduleurs de centres de données modulaires par de nombreux fabricants d'onduleurs de premier plan. Les niveaux d'efficacité énergétique sont passés d'environ 70-80 % à environ 96 % pour la plupart des systèmes en ligne et 97-98 % pourraient éventuellement devenir la norme. Cependant, il sera toujours nécessaire de dimensionner correctement à la fois l'onduleur et son ensemble de batteries, de surveiller les installations et de s'assurer qu'elles sont correctement entretenues si les calculs de conception doivent être prouvés en cours d'utilisation.


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