Ya es otoño, y en nuestro blog técnico, tanto los editores como los lectores probablemente quieran tomarse un descanso de los complejos términos, esquemas y diagramas para el uso de UPS (sistemas de alimentación ininterrumpida), y hablar de algo más abstracto, aunque no entretenido, pero al menos. ampliar horizontes. Eso es lo que haremos. Todo el mundo sabe que el lugar principal de la vida de UPS es debajo de la mesa de la oficina o en la sala de servidores del centro de datos. Pero puede encontrar UPS en otros lugares donde el funcionamiento de sistemas importantes o incluso la vida humana depende de la fuente de alimentación. A continuación se muestran algunos ejemplos interesantes.
En el cielo
Sería sorprendente que los aviones no tuvieran UPS, dado que los revestimientos modernos están repletos de todo tipo de dispositivos electrónicos. Por supuesto, los UPS montados en aviones tienen una serie de requisitos especiales en comparación con sus contrapartes de oficina (condiciones de temperatura, resistencia a la vibración y cambios de presión del aire), y se denominan de manera un poco diferente: "Fuente de alimentación de emergencia" o EPS ( Fuente de alimentación de emergencia). A diferencia de los SAI terrestres, se alimentan con corriente continua de la red de a bordo de 28 V, pero en la salida dan una amplia gama de tensiones diferentes: 24 V y 2,0–6,5 V CC y 115 V / 400 Hz CA.
Fuente de EPS 501-1228-04 para aviones Bombardier y Embraer. Fuente: PaulGreasley / Wikimedia Commons
En un avión, las fuentes de EPS se instalan en un estante de aviónica existente o en un estante de montaje opcional. Su tarea es mantener el suministro de energía a la aviónica vital en caso de una falla total de la red de a bordo, incluida la unidad de energía auxiliar (APU) e incluso la turbina de aire de emergencia (turbina de aire Ram), una unidad poco conocida con un siglo de historia en la aviación. Este es un pequeño impulsor con una hélice que, si todos los demás generadores fallan, se mueve automáticamente hacia afuera y gira con el flujo de aire entrante. A pesar de su pequeño tamaño, la potencia del generador es de unos 10 kVA (según el modelo de avión).
La turbina de emergencia sale de la caja cuando todos los demás generadores fallan (se muestra aquí en el jet ejecutivo Dassault Falcon 7X, pero también se usa en aviones de pasajeros y aviones militares). Fuente: YSSYguy / Wikimedia Commons
EPS alimenta el horizonte artificial de reserva y otros consumidores críticos de aviónica. El circuito de potencia para el control del timón también tiene baterías de respaldo de 28 V, para neumáticos de generadores de motores de avión estándar y para el bus APU. Pero hay baterías, no UPS o EPS, es decir se cargan con corriente continua y dan también corriente continua.
En EPS, se utilizan baterías con una capacidad de 5-10 Ah, y el EPS tiene aproximadamente el mismo peso que las contrapartes de oficina con baterías de capacidad similar. Por ejemplo, EPS con una batería de 5 Ah pesa alrededor de 6 kg, es decir, como su primo de oficina. Sorprendentemente, el EPS de aviación todavía utiliza baterías de plomo-ácido bastante pesadas sin mantenimiento en lugar de baterías de iones de litio más ligeras. La explicación es simple: la Agencia Federal de Aviación (FAA) y otros reguladores de aviación están tratando de eliminar los equipos peligrosos contra incendios a bordo. Sin embargo, con el avance de la tecnología de baterías de litio y la próxima era de aviones totalmente eléctricos, es probable que se levante esta prohibición.
¿Cuánto cuesta una unidad de suministro de energía ininterrumpida de emergencia para una aerolínea? Según respuestas de Quora, el costo del combustible de aviación para una aeronave de media distancia es de 1 centavo por 1 kg de carga transportada por hora. Durante toda la vida útil de un avión de pasajeros, la fuente de energía EPS pasará entre 120 y 150 mil horas en el aire, y con un peso de 6 kg, gastará entre 7 y 9 mil dólares en sus viajes.
Donde se salvan vidas
Las manos del cirujano no necesitan energía, pero es importante una buena iluminación de la unidad operatoria. Fuente: Pixabay
Hablando del próximo caso de UPS, continuamos nuestra línea de salvar vidas. Las instalaciones de atención médica dependen del suministro de energía continuo necesario para operar equipos que son altamente sensibles incluso a cortes de energía momentáneos. Por ejemplo, un analizador de sangre de laboratorio realiza procesos sincronizados que duran bastante tiempo (a veces varias horas). La parada del analizador por un corte de energía puede conllevar la pérdida del biomaterial estudiado o errores en los datos diagnósticos, que a su vez serán determinantes para la vida del paciente o afectarán significativamente el horario de trabajo de la clínica.
O equipo para trasplante de células en cirugía reproductiva, en particular, un criostato, - es extremadamente importante que esté apoyado por un sistema de alimentación de respaldo de las baterías del UPS: si se corta la energía y las muestras permanecen en una criocámara desenergizada, el biomaterial puede destruirse. Esto conducirá a la necesidad de repetir el procedimiento quirúrgico o la pérdida de células del donante, lo que puede convertirse en un problema grave o incluso en una tragedia personal para el paciente.
Un sistema de alimentación ininterrumpida debidamente organizado para instituciones médicas debe tener tres niveles de apoyo energético. El primer nivel es un grupo electrógeno diesel de reserva (DGU) que sirve a todo el hospital. El segundo nivel son los kits de UPS para áreas críticas, que incluyen quirófanos, unidades de cuidados intensivos y laboratorios de diagnóstico. El UPS se instala aquí con paquetes de baterías adicionales para la protección local del equipo médico. En EE. UU., Existe la regla de que estos kits (UPS + baterías externas) deben garantizar que el equipo médico funcione en una habitación protegida durante al menos 2 horas. En Rusia, de acuerdo con GOST R 50571.28-2006, el tiempo de iluminación autónoma de los quirófanos y el suministro de energía de otros equipos en ellos (solo se mencionan endoscopios) se normaliza durante al menos 3 horas. El tercer nivel de protección es UPS,integrado directamente en equipos médicos como ventilación pulmonar artificial (ALV).
Tradicionalmente, los UPS en línea se utilizan para tecnología médica, que tienen un tiempo de transferencia cero a la energía de la batería y un voltaje sinusoidal puro en la salida. Una gama bastante amplia de equipos (láseres médicos, sistemas robóticos, etc.) no puede funcionar con una forma de onda de voltaje sinusoidal aproximada proporcionada por UPS de respaldo e interactivos en línea.
Un UPS para equipos de telemedicina puede alimentar una variedad de dispositivos. Fuente: Eaton
Además de los SAI estacionarios, se fabrican fuentes de alimentación ininterrumpidas portátiles en cajas resistentes a los golpes para su uso en la práctica médica. Pueden utilizar una amplia gama de dispositivos para cargar baterías: generadores portátiles, paneles solares y turbinas eólicas, baterías de automóviles. Los UPS portátiles son utilizados por equipos médicos de emergencia y, recientemente, incluso por terapeutas que reciben pacientes en modo de telemedicina (hasta ahora, esta es una práctica extranjera).