los desafÍos globales demandan de un respaldo … · interrupción de la red eléctrica …...
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Source: Iwan Baan: Hurricane Sandy Blackout, New York City, 2012
LOS DESAFÍOS GLOBALES DEMANDAN DE UN RESPALDO CONFIABLE
Aumento de catástrofes naturales y eventos
climáticos extremos
Incremento en energías renovables, sin embargo
disminución en reservas de balance de red
Las Redes Eléctricas son mas complicadas de manejar, operar y mantener estables. Riesgo de apagones y fallas en al red están aumentando.
Energías renovables requieren de sistemas de respaldo confiables para garantizar la confiabilidad de sistema.
Continua el incremento de energía eléctrica global en
todos los sectores
Balancing Power And Variable RenewablesAlemania, 2008-2014
Demanda de Energia ElectricaGlobal, 1910-2050
Catástrofes NaturalesGlobal, 1980-2011
Source: Hirth, Lion & Inka Ziegenhagen Balancing Power and Variable Renewables: Three Links Renewable & Sustainable Energy
Reviews (forthcoming).
Interrupción de la red
eléctrica … condición
operativa anticipada
46% de las organizaciones no
consideran el efecto de cambios climáticos
>$100 K costo por interrupción nada
inusual
▪ $150 M & 2000 vuelos cancelados
(Delta Airlines, 2016)
▪ $102 M, 1000s de pasajeros
afectados (British Airways, 2017)
31% presento caídas
de sistema en el 2018
33% caídas de Sistemas es
debido a fallas del respaldo
de energía eléctrica
ESTADO ACTUALINDUSTRIA DE PROCESAMIENTO DE DATOS
SOSTENIBILIDAD Carbono Neutral,
Manejo de Recursos Naturales
Consumo de Energía
DISEÑO Simple, Convergente, Innovador,
Inteligente, Alto desempeño , Modular, Seguro
ENERGÍA Renovables,
Descentralizada, Eficiente, Confiable
MANTENIMIENTO & OPERACIÓNTelemetría, Automatización, Monitoreo,
“MANAGE TO THE LOAD” DATA IOT, BigData, The Cloud,
Convergencia
TENDENCIASMERCADO LATINO AMERICANO
UL2200
IBC
E
ISO
90
01
EP
A
TA-Luft
NFPA
UP
TIM
E
Regulaciones, Acreditación
& Certificación
SOSTENIBILIDAD Carbono Neutral, Recursos Naturales, Consumo de Energía
ALTA EFICIENCIABAJO CONSUMO
en todo el rango de trabajo NO solo a un 100%
ENERGÍARenovables, Descentralizada, Eficiente, Confiable
MANTENIMIENTO & OPERACIÓNTELEMETRÍA, AUTOMATIZACIÓN, MONITOREO,“MANAGE TO THE LOAD”
Co
sto
Prioridad
MP
MC
MP
MC
1. Paradas programadas
2. Mejor desempeño
3. Mejor control de la
operación
1. Paradas no programadas
2. Disminución del desempeño
3. Incapacidad de programar
Tiempo
Efi
cie
ncia
Disponibilidad
Mantenimiento Preventivo
Debe comenzar aquí
▪ Mayor probabilidad de
falla
▪ Disminución de la
eficiencia
MP→ Mantenimiento Preventivo
MC→ Mantenimiento Correctivo
CONCEPTO MANTENIMIENTO
DATAIOT, BIGDATA, THE CLOUD,CONVERGENCIA
TELEMETRÍA, AUTOMATIZACIÓN,
MONITOREO,“MANAGE TO THE LOAD”
Vida de Servicio Esperada
Intervalos de
mantenimiento
Potencia “N”
Perfil de Carga (Diseño):
Indicador de Carga
Factor de carga
CUSTOMER
Demanda “N”
Vida de Servicio Requerida
Carta para Uptime
Garantía
DE
SE
MP
EÑ
O D
UR
AN
TE
LA
VID
A D
E S
ER
VIC
IO
FABRICANTEFABRICANTE
Condiciones de Operación,
Regulaciones locales,
Requerimientos Especiales
DISEÑO
Certificaciones de Calidad
Seguridad y Desempeño
Análisis de Desempeño
DISEÑOEl uso es importante…!
Escuela de manejo Taxi Carrera
Cuál es el uso?
Igual, pero uso diferente → diferente desgaste
Híbrido
Igual ?
=
Igual ?
=
≤100%Sin
Restricción
Constante
COP
70%Sin
Restricción
Variable
PRP
≤100%Limitado 500h at 100%
Constante
LTP
≤70%Limitado
≤200
Variable
ESP
ISO 8528-1
Perfil de Carga TípicoComportamiento de
la Carga
Factor de CargaHoras de Operación
≤100%Limitado 500h at 100%
Constante
MAX
≤100%Sin
Restricción
Variable/ Constante
DCP
ISO 8528-1(2018)
𝑷𝑪𝑶𝑷𝑷𝑴𝑨𝑿(≤𝟓𝒎𝒊𝒏)
≥ 𝟎, 𝟕𝟓
Proyecto
Específico
ANÁLISIS DE POTENCIAS ISO 8528-1
CENTROS DE DATOSUptime Institute clasificación Tier
UPTIME INSTITUTE
Clasificaciones TIER I TIER II TIER III TIER IV
Requerimientos
Factor de Carga
Horas de Operación
Demanda
Sin restrición
Constante / Variable
No requerimiento especialNo restrición en horas consecutivas
de operación a demanda N*(100%?)
≤100%
*“Demanda N” no significa necesariamente 100% factor de carga.
De acuerdo a Uptime Institute, el grupo electrógeno tiene que estar correctamente configurado y
dimensionado en correspondencia al régimen de operación para poder operar las cargas críticas sin
limite de horas.
Uptime Institute “Accredited Tier Designer Technical Paper Series: Engine-Generator Ratings”
Uptime Institute “Myths and Misconceptions Regarding the Uptime Institute’s Tier Certification
System”
ANÁLISIS NIVELES TIER III & IV
≤100% Sin Restricción
Variable/ Constante
DCP
≤100% Sin Restricción
Variable/ Constante
TIER III & IV
Potencia
Datacenter
(DCP)
▪ Desarrollada específicamente para cumplir con los requerimientos de potencia de centros de datos
▪ Operación a demanda “N” continua considerada en el régimen de operación.▪ Sin restricción en horas consecutivas de operación a demanda N(≤100%).
Proyecto
EspecíficoProyecto
Específico
POTENCIA & VIDA DE SERVICIO
Maratón
5000 Metros400 Metros
100 Metros
VIDA DE SERVICIO
PO
TE
NC
IA M
AX
IMA
Potencia Datacenter
(DCP)
Primaria(PRP)
Continua (COP)
Emergencia/Respaldo(ESP)
PO
TE
NC
IA P
RO
ME
DIO
Maratón
400 Metros
5000 Metros
100 Metros
REGULACIONES, ACREDITACIÓN & CERTIFICACIÓN
EUROPA
ISO 8528
EN 60204
DIN ISO 3046
VDE 0530/ IEC DIN EN 60034-1/BS 5000
EN 12601
BDEW (German Grid Code)
EU /TA-Luft
UPTIME INSTITUTE potencia y/o carta de fábrica
ISO 9001 (Calidad)
ISO 14001 (Ambiental)
OHSAS 18001 (Salud y Seguridad)
REGULACIONES, ACREDITACIÓN & CERTIFICACIÓN
NORTE AMERICA
ISO 8528
NFPA 110
ISO 3046
NEMA MG1-2
UL2200
CSA Portable and stationary engine driven generators
IBC (Resistencia sísmica)
EPA (Emisiones de gases de escape)
UL142 (tanque de combustible)
UPTIME INSTITUTE potencia y/o carta de fábrica
ISO 9001 (Calidad)
ISO 14001 (Ambiental)
OHSAS 18001 (Salud y Seguridad)
PREGUNTAS Y RESPUESTAS
PREPAREN…APUNTEN…FUEGO!
GRACIAST
HA
NK
YO
U
DANKE
OB
RIG
AD
O
MERCI
INFORMACIÓN DE CONTACTO
https://www.mtuonsiteenergy.com/home/
https://www.youtube.com/user/mtuonsiteenergy
Edgar Benitez, P.E.
http://linkedin.com/in/edgar-benítez-p-e-77b4703a
BACKUP
𝑷𝒑𝒆𝒂𝒌
𝑷𝒑𝒑
𝑷𝒑𝒂
𝑭𝒂𝒄𝒕𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝑪𝒂𝒓𝒈𝒂 =𝑷𝑷𝒂𝑷𝒓𝒂𝒕𝒆𝒅
× 𝟏𝟎𝟎
𝑷𝒑𝒂 =𝑷𝟏𝒕𝟏 + 𝑷𝟐𝒕𝟐 + 𝑷𝟑𝒕𝟑 +⋯+ 𝑷𝒏𝒕𝒏
𝒕𝟏 + 𝒕𝟐 + 𝒕𝟑 +⋯+ 𝒕𝒏=σ𝒊=𝟏𝒏 𝑷𝒊𝒕𝒊σ𝒊=𝟏𝒏 𝒕𝒊
𝑃𝑝𝑒𝑎𝑘 = Demanda de potencia máxima
𝑃𝑝𝑝 = Potencia promedio(24 Horas) permitida
𝑃𝑝𝑎 = Potencia promedio(24 Horas) actual
nota: 𝑡1 + 𝑡2 + 𝑡3 +⋯+ 𝑡𝑛 = 24 ℎ
FACTOR DE CARGA
ANÁLISIS NIVELES TIER III & IV
100% Sin Restricción
Constante
COP
70% Sin Restricción
Variable
PRP
≤100%Limitado
500 h at 100%
Constante
LTP
≤70%Limitado
≤200
Variable
ESP
100% Sin Restricción
Constante
TIER III & IV
❑ Limitado a 70% factor de carga
✓ Horas de operación sin restricción
❑ Carga variable
✓ 100% factor de carga
❑ Horas de operación restringidas
✓ Carga Constante
✓ 100% factor de carga
✓ Horas de operación sin restricción
✓ Carga Constante
❑ Limitado a 70% factor de carga
❑ Horas de operación sin restricción
❑ Carga variable
Proyecto
Específico
OBSERVACIONES
▪ Potencia ESP equivale a la máxima potencia que el motor puede entregar a un factor de carga X. i.e. 70%
▪ A mayor factor de carga la vida de servicio disminuye exponencialmente
▪ Componentes pudiesen no estar diseñados para aguantar el estrés térmico de una operación continua a demanda
“N”. No cubierto por la garantía del fabricante.
Emergencia/
Respaldo
ESP
Primaria
PRP
▪ A demanda “N” continua la vida de servicio se reduce.
▪ Intervalos de mantenimientos requieren ser ajustados de acuerdo al régimen de operación
▪ Pudiese no estar en cumplimiento con la garantía del Fabricante
Continua
Limitada
LTP
▪ Operación a demanda “N” continua considerada en el régimen de operación.
▪ Horas de operación por año restringidas, pudiese cancelar la garantía del fabricante
Continua
COP
▪ Operación a demanda “N” continua considerada en el régimen de operación.
▪ Mayor costo de inversión ($/kW)
▪ Dependiendo de la horas de operación reales, la vida de servicio pudiese ser muy superior a la vida de servicio del
Centro de Datos
ESTRATEGIA DE DISEÑO
Probabilidad de falla
mayor< 0,7%
Alto riesgo de falla
Rango de alta disponibilidad
> 99%
Ejemplo TBO 30,000h
30,000 hHoras de operación ➔
0%
Pro
ba
bilid
ad
de
fa
lla
ma
yo
r ➔