SAI, ¿QUÉ ES Y CÓMO SE CALCULA?

Un SAI es un Sistema de Alimentación Ininterrumpida, también llamado UPS (Uninterruptable Power Supply). Es un equipo previsto para trabajar conectado entre la red eléctrica y la carga que se necesite proteger, ofreciendo un suministro eléctrico de emergencia en caso de fallo o anomalía en la red.

Según su topología (offline, inline u online), ofrecerá un nivel de protección eléctrica más o menos completo. Y según su capacidad y potencia, el SAI montará de una a varias baterías, que comenzarán a descargarse para para mantener una alimentación ininterrumpida durante cortes de suministro eléctrico. El tiempo durante el cual las baterías pueden mantener la alimentación sin descargarse por completo es denominado tiempo de respaldo, o autonomía, y dependerá de cuál sea el consumo (W) conectado a la salida del SAI, y del número y capacidad de las baterías que el propio SAI monte.

 “Se trata de un dispositivo que permite mantener constante el suministro de alimentación eléctrica cuando hay un fallo por alguna anomalía en la red. Sirve, por tanto, para proteger los dispositivos que estén conectados a la red eléctrica y mantenerlos en funcionamiento.”

ANOMALÍAS ELÉCTRICAS

Los 9 tipos de anomalía eléctrica de los que protege un SAI son: fallo de tensión, bajada o subida de tensión, tensión baja o alta, ruido eléctrico, variaciones de frecuencia, conmutaciones transitorias y distorsiones armónicas.

TOPOLOGÍAS O TECNOLOGÍAS DE SAI

Proporciona una protección básica. Protege de 3 de las 9 anomalías conocidas en redes eléctricas: fallos, subidas y bajadas de tensión. Su uso más común es en la protección de dispositivos domésticos de poca potencia como routers, ordenadores, monitores, televisores, etc.

O de «línea interactiva». Proporciona una protección intermedia solucionando 5 de las 9 anomalías eléctricas conocidas. Respecto al SAI off-line, añade protección contra tensiones bajas o altas que se producen de forma continuada. Su uso más común es la protección de dispositivos en hogares con tensiones anómalas, pequeños comercios o empresas, ordenadores, monitores, dispositivos de red como routers y switches, cámaras de seguridad y videograbadores, etc.

Dentro de los modelos interactivos existe una subgama avanzada; el SAI in-line sinusoidal. Este tipo de SAI añade una característica especialmente requerida para la protección de bombas, motores eléctricos y ordenadores con fuentes PFC activo: la alimentación de salida a través de forma de onda senoidal pura en modo batería. Los modelos que incluyen esta prestación mantendrán una alimentación a través de forma de onda senoidal pura a su salida cuando se produzca un corte de suministro y entreguen energía a través de sus baterías.

el más sofisticado. Ofrece una protección completa contra las 9 anomalías eléctricas conocidas. Su tecnología de doble conversión garantiza el máximo nivel de protección eléctrica. Entrega una alimentación completamente ininterrumpida y a través de forma de onda senoidal pura en todo momento, lo que lo convierte en un equipo apto para trabajar, no solo conectado a una red eléctrica, sino también a generadores o grupos electrógenos.

Un inconveniente es que las baterías deben sustituirse con más frecuencia, y que su coste es superior al resto de equipos de gamas más básicas. Su uso más común es en la protección de equipos de alto valor en empresas, aplicaciones de tipo industrial, cargas críticas, equipos de uso clínico o de electromedicina, etc.

La mayoría de los SAI tienen dos conectores para proteger los equipos conectados a una línea telefónica, en caso de que la línea reciba una sobretensión. En uno se conecta la línea de entrada y al otro se conectan los dispositivos a proteger.

Muchos SAI tienen una salida RS-232 (en desuso) y/o USB para conectarlos a un ordenador. Mediante el software adecuado, el ordenador es capaz de conocer el estado del SAI y de autoapagarse en caso de que tras un fallo de suministro prolongado y el ordenador se quede sin alimentación.

Algunas marcas de SAI, son compatibles con servidores de almacenamiento o dispositivos de electrónica de red como switches, routers o puntos de acceso WIFI y pueden gestionar el apagado automático de equipos.

Algunos de nuestros SAIs pueden conectarse a una tarjeta de red, de este modo el SAI protege varios ordenadores y todos ellos pueden conocer su estado y apagarse ordenadamente antes de quedarse sin suministro eléctrico.

Los modelos más sofisticados ofrecen un Factor de potencia (FA) superior. Cuanto mejor sea el Factor de potencia, más eficiente será el equipo y más carga real (W) podrá manejar. Para tener una referencia, las gamas básicas de SAI tienen unos Factores de potencia en torno a 0,6 y las profesionales alcanzan el 0,9, llegando a la unidad (φ = 1) en alguno equipos on-line de altas prestaciones y/o gran tamaño.

Tecnologías como la GreenPower de CyberPower o EcoControl de Eaton, permiten ahorrar hasta un 70% y 30% respectivamente en el consumo de electricidad frente a otras Marcas.

En nuestra tienda online encontrarás Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI) adecuados para las necesidades más comunes de cualquier particular,

¿QUÉ POTENCIA DE SAI NECESITO?

  • Potencia eléctrica: Es toda aquella energía que realiza un trabajo útil. Por ejemplo, la consumida por una bombilla para iluminar. Su fórmula es: P=V*I*cos(φ); donde la «P» es la potencia eléctrica cuya unidad es el vatio (W), la «V» es la tensión eléctrica (V), la «I» es la corriente eléctrica (A) y el «cosφ» es el factor de potencia y no tiene unidad.
  • Potencia reactiva: Hablamos de una energía que realmente no realiza un trabajo útil. Este tipo de energía aparece en instalaciones donde existen una gran cantidad de bobinas (normalmente motores). Su fórmula es: Q=V*I*sin(φ); donde la «Q» es la potencia reactiva cuya unidad son los voltio amperios reactivos (VAr), la «V» es la tensión eléctrica (V), la «I» es la corriente eléctrica (A) y el «sin(φ)» es la inversa del factor de potencia y no tiene unidad.
  • Potencia aparente: Suma vectorial de las potencias activa y reactiva. La fórmula es: S=V*I; donde la «S» es la potencia eléctrica total cuya unidad es el voltiamperio (VA), la «V» es la tensión eléctrica (V) y la «I» es la corriente eléctrica (A)
  • Factor de potencia: Es la relación entre la energía suministrada (potencia aparente) y la energía realmente consumida (potencia activa). Se calcula así: FP=P/S; donde el «FP» es la relación entre la potencia activa y la potencia aparente y carece de unidad, la «P» es la potencia activa (W) y la «S» es la potencia aparente (VA). Este valor es el parámetro «φ»

Con las fórmulas que hemos explicado anteriormente, podemos saber la potencia de SAI que necesitamos fácilmente. Es tan sencillo como dividir la potencia activa con el factor de potencia. La fórmula sería tal que así: S=P/FP.

Vale, no sabemos cuál es el factor de potencia y realmente no es necesario. La mayoría de SAI del mercado se mueven en un factor de potencia (FP) de entre 0.7 y 0.6. Lo ideal es optar por un factor de potencia conservador, siendo lo ideal elegir el valor de 0.6, para ir sobre seguro. Si elegimos un SAI de una marca conocida y confiable, podemos elegir el factor de potencia de 0.7.

Pues bien, para un consumo de 400W, cogiendo el factor de potencia de 0.6, nos da que el SAI debe ser de al menos 666.66VA. No hay SAI de esta potencia, así que elegiremos uno de 700VA.

Bien, ahora que ya tenemos claros los conocimientos básicos sobre las diferentes potencias eléctricas, llega el momento de elegir un SAI. Primeramente debemos saber cuanto consume por ejemplo nuestro ordenador, para así elegir un SAI que soporte nuestro equipo.

La manera más sencilla es adquirir un vatímetro que se conecta al enchufe y al que conectamos nuestro ordenador. Estos dispositivos nos permiten saber con bastante precisión el consumo de nuestro ordenador. Si vamos a jugar o realizar tareas pesadas, lo ideal es anotar el valor en ese caso.

Si no queremos adquirir este dispositivo, podemos calcular más o menos el consumo de nuestro ordenador según el hardware elegido. Podemos mirar en la página del fabricante el consumo del procesador y la tarjeta gráfica. Luego sumamos unos 50W, tirando muy por arriba (que es el consumo máximo de la placa base, RAM y SSD). Más o menos nos dará el consumo máximo del ordenador, algo que es muy difícil que se pueda dar.

Pongamos que hemos medido que cuando jugamos el consumo es de 300W. Lo ideal es que el SAI tenga una potencia de 400W, para así tener un margen por si hay más carga o tenemos más cosas conectadas. Pero, los SAI aparecen expresados en potencia aparente (VA). Entonces, ¿cómo sé que SAI debo comprar?

Con las fórmulas que hemos explicado anteriormente, podemos saber la potencia de SAI que necesitamos fácilmente. Es tan sencillo como dividir la potencia activa con el factor de potencia. La fórmula sería tal que así: S=P/FP.

Vale, no sabemos cuál es el factor de potencia y realmente no es necesario. La mayoría de SAI del mercado se mueven en un factor de potencia (FP) de entre 0.7 y 0.6. Lo ideal es optar por un factor de potencia conservador, siendo lo ideal elegir el valor de 0.6, para ir sobre seguro. Si elegimos un SAI de una marca conocida y confiable, podemos elegir el factor de potencia de 0.7. Cuidado, porque si elegimos un SAI chino de precio muy bajo, lo ideal es considerar un FP de tan solo 0.5.

Pues bien, para un consumo de 400W, cogiendo el factor de potencia de 0.6, nos da que el SAI debe ser de al menos 666.66VA. No hay SAI de esta potencia, así que elegiremos uno de 700VA.

En nuestra opinión, el tiempo de duración de un SAI en modo baterías es muy relativo, no se puede decir un tiempo exacto porque siempre dependerá de varios valores, sin embargo, una cosa que está clara y no depende de nada son las especificaciones de las baterías que lleva dentro, numero de baterías, voltaje y amperaje de cada una de ellas.

Sabiendo las baterías que lleva un SAI si que podemos afirmar lo siguiente:

La fórmula para calcular el tiempo de un SAI en modo baterías es …

Tiempo en minutos de duración de un SAI / UPS = ((N x V x AH x Eff ) / VA ) x 60

  • N = numero de baterías en el SAI
  • V = voltaje de las baterías
  • AH = Amperios-Hora de las baterías
  • Eff = eficiencia del SAI (por norma, suele oscilar entre el 90% y el 98% dependiendo del SAI)
  • VA = Volti-Amperios del SAI

Teniendo en cuenta todo lo aquí descrito, lo explicamos con el ejemplo del SAI Offline de Qloudea.com

  • N = número de baterías en el SAI = 2
  • V = voltaje de las baterías = 12
  • AH = Amperios-Hora de las baterías = 9
  • Eff = eficiencia del SAI (por norma, suele oscilar entre el 90% y el 98% dependiendo del SAI) = aproximadamente 95%
  • VA = Volti-Amperios del SAI = 1000

Duración del SAI a carga máxima = ((2 x 12 x 9 x0.95))/1000) x 60 = 12.31 minutos

Una vez que sabemos que dura 12.31 minutos, tenemos que entender que este tiempo es lo que duraría el SAI al 100% de su capacidad.

Sabemos que aproximadamente, un SAI de 1000VA nos proporciona unos 700W, tal y como explicamos en el artículo de hace unas semanas  por lo que si pusiéramos el SAI de 1000VA con una carga de exactamente 700W continuamente, obtendríamos unos 12.31 minutos de tiempo hasta que se apague el SAI.

Hay que tener en cuenta que normalmente nunca llegamos al máximo de capacidad del SAI ya que una fuente de alimentación de 700W no consume 700W siempre, normalmente trabajará consumiendo unos 300 o 350 W dependiendo lo que le exijamos, por lo que el SAI del que hablamos, duraría unos 25 minutos con esta fuente conectada a el.  Calculando que si con 700 dura 12.31 min, entonces, con 350 durará unos 25 min aproximadamente.

Todo lo anterior parece más lioso de lo que en realidad es, pero solo quiero que entendáis que el tiempo de duración de un SAI NUNCA se podrá dar en minutos exactos, y que es más importante saber las baterías que lleva dentro que cualquier otra cosa.  Si queremos comparar la duración de los SAI en modo batería, os aconsejo que comparéis el número de baterías y sus características antes de fiaros de lo que os diga el fabricante.  Hay muchos fabricantes que miden el tiempo al 50% de carga, otros al 70% o otros al 100%, y como nadie se pone de acuerdo en hacer un estandard, lo más lógico en mi opinión en comparar baterías y así seguro que no nos equivocamos.  Está claro que un SAI con 2 baterías de 12V-9AH durará más que uno con dos baterías de 12V-7AH.

CALCULAR DURACIÓN SAI