Tecnologia UPS: uma história de sucesso ininterrupta

Tiago Caneiras, responsável e Data Center na Eaton Ibéria em Portugal

As fontes de alimentação ininterrupta (UPS) são uma peça de tecnologia crucial onde quer que o equipamento crítico ou sensível exija energia constante e limpa, desde instalações médicas e centros de dados a sistemas de emergência e de processamento industrial.

Estes dispositivos eletrónicos de energia com uma bateria no seu núcleo que têm duas funções básicas: fazer o backup e limpar a fonte de alimentação. Funcionam como uma espécie de seguro para cargas elétricas, tornando-as um componente vital para assegurar a continuidade do negócio.

Embora a história das UPS esteja algo envolta em mistério, sem data clara para a invenção e sem inventor que a possa reivindicar, têm sido fabricadas na fábrica da Eaton na Finlândia desde 1962.

Desde então, percorreram um longo caminho, com centenas de inovações patenteadas relacionadas com a energia de reserva e a tecnologia de conversão de energia. E graças aos recentes avanços, as UPS podem agora também desempenhar um papel decisivo na realização da transição energética.

Desenvolvimentos recentes na tecnologia UPS

Enquanto os primeiros dispositivos deste tipo eram analógicos e tinham uma capacidade de apenas alguns quilowatts, as UPS modernas com processadores de sinais digitais podem lidar com grandes volumes de dados, o que permite funções e controlo muito mais avançados, combinados com vários megawatts de potência.

Em paralelo, a eficiência da UPS melhorou, com perdas de energia reduzidas de cerca de 20% há 30 anos atrás para 3% hoje em dia e a utilização de designs mais pequenos, sem transformadores, que requerem menos matéria-prima.

Além disso, os modelos mais recentes beneficiam de uma comutação mais rápida, de uma eletrónica de potência melhorada e de uma refrigeração mais eficiente – tudo isto são considerações importantes face ao aumento dos custos de energia e de refrigeração e ao impulso para a descarbonização.

Juntos, estes avanços permitiram configurações modulares que oferecem fácil escalabilidade e manutenção – tudo o que precisa de ser feito para expandir a capacidade é adicionar outro módulo, e os módulos individuais podem mesmo ser reparados enquanto o resto permanece online. Como resultado, as últimas UPS proporcionam maior fiabilidade, disponibilidade e resiliência a um custo mais baixo.

E embora as UPS tradicionalmente dependessem de baterias de chumbo-ácido, estas estão agora a ser complementadas por baterias de iões de lítio que são mais pequenas, mais leves e mais adequadas para colmatar períodos mais longos sem energia.

Acrescente-se a isto o desenvolvimento de supercapacitores, que não são baterias por direito próprio, mas podem armazenar e descarregar rapidamente grandes quantidades de eletricidade, e tornam-se possíveis características inteiramente novas.

Grelhas mais inteligentes graças às UPS

Por outras palavras, o papel da tecnologia UPS é passar da proteção de cargas críticas para a proteção da rede em geral. As UPS de última geração são interativas na rede, o que significa que podem lidar com fluxos de energia bidirecionais em vez de apenas unidirecionais: em vez de se limitarem a absorver energia, estas UPS inteligentes são também capazes de alimentar a rede com energia em excesso – sem qualquer compromisso para as suas operações.

Por um lado, isto facilita a redução da carga na rede a curto e longo prazo e, por outro, apoia a expansão das energias renováveis, que estão sujeitas a maiores flutuações do que as fontes convencionais de energia fóssil.

Ao permitir a estabilização da rede, uma gestão mais local da energia e um controlo avançado dos fluxos de energia, as UPS modernas podem assim dar um contributo importante para a transição energética.

Outros desenvolvimentos serão menos sobre a melhoria da eficiência da própria UPS, mas sobre como ela pode controlar, armazenar e alavancar diferentes fontes de energia no interesse da sustentabilidade. Por exemplo, se a eletricidade armazenada na UPS de um centro de dados provém de 100% de energias renováveis, então as perdas de energia de 3% não criam quaisquer emissões adicionais e têm menos impacto na sustentabilidade.

A transição para a energia limpa

Cada vez mais, o foco nas emissões do ciclo de vida irá, portanto, afastar-se das emissões causadas pelas operações da UPS para a sustentabilidade dos processos do fabricante. Também conhecida como cradle to gate, esta abordagem enfatiza a pegada de carbono de um produto desde o início da produção até ao momento da sua venda.

Para os clientes, torna-se assim cada vez mais importante saber quais os recursos e quantos vão para a produção de uma UPS, incluindo o tipo e a quantidade de energia consumida durante a produção.

Com as UPS a aproximarem-se dos limites do que é possível em termos de ganhos de eficiência, está agora a ser dada atenção a outros aspetos, tais como a fonte de energia dos geradores de reserva, que ainda é frequentemente a gasóleo ou gás, nenhum dos quais é o ideal.

Na discussão em torno dos serviços que as UPS podem realizar para a rede, é também importante não perder de vista o seu objetivo principal, ou seja, fornecer energia limpa e ininterrupta a equipamentos críticos. Dito isto, a UPS do futuro é capaz de fazer muito mais do que isso, atuando como um bloco de construção essencial na transição para a energia limpa.

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