WHITE PAPER FLUJO DE COMBUSTIBLE ES IGUAL A FLUJO DE DATOS CONFIABILIDAD DE COMBUSTIBLE EN SITIO PARA APLICACIONES DE RESPALDO DE ENERGÍA

Introducción Diseñar un sistema de alimentación de respaldo para una aplicación en la que está de por medio una gran cantidad de datos, es una labor que no sólo involucra la definición del generador adecuado para la demanda de la carga, sino también requiere contemplar la mejor opción de combustible y que sea la más confiable, de tal forma que ofrezca disponibilidad para brindar una respuesta inmediata. En última instancia, es la autoridad competente la que determina la confiabilidad del combustible para cualquier aplicación, y comprender este factor para aplicaciones de respaldo de energía es indispensable, pues le permitirá trabajar con las autoridades correspondientes para seleccionar el sistema de alimentación más adecuado. El combustible diésel ha sido la elección tradicional para aplicaciones de respaldo debido a su alta eficiencia térmica, la cual generalmente representa un menor costo por kilovatio en la mayoría de las aplicaciones. La facilidad de almacenamiento de este combustible en sitio, asegura una alta confiabilidad. No obstante factores relacionados con la contaminación y la descomposición, (debido al tiempo que los equipos permanecen en espera), pueden comprometer el sistema. El gas está siendo considerado cada vez más para la operación de estas mismas aplicaciones de energía de respaldo, pues el beneficio más importante que se observa está relacionado con que no siempre es necesario el almacenamiento del combustible, como sucede con el diésel. La confiabilidad de este hidrocarburo radica en que la infraestructura de gas natural a nivel mundial está creciendo considerablemente y cada vez más países se suman a este objetivo; sin embargo, en caso de catástrofes naturales, como una tormenta o durante actividad sísmica, algunas administraciones pueden cerrar la red de abastecimiento, lo que plantea algunos cuestionamientos sobre su confiabilidad. Los sistemas de respaldo con tecnología Bi-Fuel operan con gas natural y diésel de manera simultánea, capitalizando con eficacia los beneficios de ambos combustibles y minimizando los inconvenientes que puede provocar el desabasto de carburante. Los equipos Bi-Fuel operan principalmente con gas natural, pero en caso de ser necesario, el equipo puede seguir en marcha con 100% diésel; de este modo la cantidad de combustible almacenado en sitio se reduce significativamente, pues el gas natural prevalece como combustible primario.

Determinando la Mejor Opción de Combustible en Sitio No se debe perder de vista la importancia y criticidad de la misión que tienen los generadores de emergencia dedicados a respaldar la carga de un centro de datos, ya que estos deben asegurar la continuidad de la energía garantizando la actividad de sus clientes, incluso durante una catástrofe. Los usuarios esperan que sus teléfonos inteligentes conectados a la red de su proveedor de telecomunicaciones tengan una conexión ininterrumpida para poder hacer llamadas o acceder a internet, sin importar las circunstancias. Una de las claves para asegurar esta confiabilidad radica en determinar el suministro de combustible más efectivo. Confiabilidad, sin embargo, puede significar diferentes cosas en cada sector: por ejemplo, en algunos segmentos del mercado la confiabilidad está relacionada con el tiempo de autonomía que puede tener un grupo generador, mientras que en otros casos, la confiabilidad puede depender de la capacidad de disponer o almacenar combustible en sitio, garantizando con esto su disponibilidad. No obstante, esta última opción desencadena otras cuestiones como la determinación de la cantidad adecuada de combustible almacenado. En algunos casos, serán las autoridades competentes a través de los reglamentos locales los que determinen estos estándares. Antes de recurrir a estas instancias es importante que usted conozca las opciones de combustible refiriéndose a confiabilidad, a fin de aprovechar al máximo su potencial.

Combustible Diésel: La Opción Histórica

consumir un tanque de almacenamiento dimensionado para 72 horas de operación a plena carga. Algunas regulaciones, tanto de instancias gubernamentales como privadas, requieren que haya suficiente combustible en sitio para al menos 96 horas de operación. Salvo que existan restricciones de este tipo, lo más recomendable será no contar con grandes depósitos de combustible almacenado. Para contrarrestar el deterioro y los problemas asociados al almacenamiento en sitio, deben considerarse estas recomendaciones: • Los tanques de combustible son susceptibles a mezclar el combustible diésel con agua debido a la condensación. Cuando se presenta agua en el combustible se puede promover el crecimiento de microorganismos como bacterias y hongos. Estos problemas son evitados instalando un sistema de filtración con separador de agua e impurezas entre el tanque de combustible y la alimentación del grupo generador. • Dentro del plan de mantenimiento regular del equipo se deben considerar pruebas programadas con bancos de carga. Los bancos de carga son equipos especialmente diseñados para simular una carga eléctrica y son una parte primordial de cualquier programa de mantenimiento. Con los bancos de carga se puede probar un sistema de potencia sin la necesidad de interrumpir las cargas críticas o de operar el equipo en vacío. Las pruebas en vacío solo se recomiendan para comprobar que el grupo generador arranca correctamente, pero estas no deben ser mayores a 10 minutos, ya que, cuando el equipo trabaja por debajo de su capacidad, este no alcanza su temperatura interna de trabajo y el combustible no se quema correctamente. Este tipo de pruebas pueden provocar que se vayan depositando restos de aceite y combustible en el sistema de escape, turbocargador e inyectores, carbonizándose y afectando los inyectores. En casos excesivos, si la carbonización continúa puede afectar los pistones provocando rayado en los cilindros y pérdida en la compresión.

Es probable que en muchos de sus proyectos usted haya especificado un generador a diésel. De hecho, esto ha sido un estándar tradicional en el mercado para equipos de respaldo de gran capacidad. Debido a su alta eficiencia térmica, los generadores diésel ofrecen un menor costo por kilovatio de energía comparados con los generadores a gas para aplicaciones por encima de 150 kW. Los generadores a diésel también proveen a sus propietarios una opción de energía cuando no se tiene acceso a la infraestructura de gas. Aun así, el diésel no siempre puede ser considerado como la única opción viable debido a que la naturaleza implícita a la aplicación puede provocar problemas de contaminación en los sistemas de almacenamiento. Debe considerar como regla general que el combustible diésel puede almacenarse en temperaturas a medio ambiente de 20°C (68°F) aproximadamente por doce meses y en temperaturas de 30°C (86°F) o mayores se puede almacenar de seis a doce meses máximo, sin sufrir una degradación significativa. A medida que envejece, el combustible puede presentar oxidación o contaminación por microorganismos. En equipos de emergencia que no están dentro de un plan de mantenimiento programado que incluya la puesta en marcha con carga, pueden demorar hasta 20 años

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LP puede ser almacenado en sitio durante tiempos prolongados de manera rentable, segura y no requiere de un plan de mantenimiento. Una cuestión importante a considerar, sobre todo en aplicaciones en las que están de por medio centros de datos, es que los generadores a base de gas pueden no tener la misma respuesta a la carga, comparados con los grupos generadores a diésel. Esta falta de respuesta podría causar una oscilación de voltaje y frecuencia, que podría ocasionar problemas con algunas cargas, como es el caso de los Sistemas Ininterrumpidos de Energía (UPS por sus siglas en inglés). Sin embargo, estos riesgos se pueden minimizar calibrando correctamente el generador con las distintas cargas.

Tecnología Bi-Fuel: Lo Mejor de Ambos Mundos Una forma de aminorar los desafíos de confiabilidad del diésel y del gas, mientras se aprovechan sus fortalezas, es especificar un sistema que opere con ambos combustibles al mismo tiempo, como el empleado por la tecnología Bi-Fuel.

Generadores a Gas: Una Solución Cada Vez Más Popular Los generadores a base de gas, como el GN o LP, están siendo considerados cada vez más para aplicaciones de mayor capacidad debido a las innovaciones tecnológicas, tales como la optimización de la velocidad del motor (RPM) y las configuraciones que permiten que estos equipos operen en paralelo. Otra de las ventajas que hacen atractivos a los grupos electrógenos a gas es que no plantean los riesgos ambientales inherentes al almacenamiento de combustible en sitio, aunado a la necesidad de un número mayor de empresas que buscan reducir la huella de carbono en sus operaciones. Referente a la disponibilidad de combustible, se puede observar primero el caso del GN. Los generadores alimentados por GN, evitan la necesidad de almacenar combustible en sitio ya que este es suministrado por la infraestructura de GN, misma que se desarrolla y amplía cada vez en más países. Estas redes han demostrado ser lo suficientemente robustas y garantizan el abastecimiento aún durante las condiciones en las que se producen los apagones. Por ejemplo, la red de abastecimiento de GN de la terminal de almacenamiento ubicada en la bahía de Quintero, en Chile, no se vio afectada aun después de sufrir el embate de un terremoto el 27 de febrero de 2010, permitiendo un suministro continuo a las regiones de Santiago, Valparaíso y parte de la región de O’Higgins. No obstante la robustez de la infraestructura, el GN es suministrado por un sistema que opera de manera electrónica y este puede ser apagado dependiendo de la magnitud del sismo. Para determinar la confiabilidad en el suministro de GN se debe recurrir tanto al proveedor como a las autoridades correspondientes para conocer los planes de actuación en caso de este tipo de contingencias. Otra opción de generadores a base de gas son aquellos que operan con LP o aquellos que pueden funcionar indistintamente com ambos combustibles (GN/LP), siendo el GN el combustible principal y el LP el secundario. El gas FLUJO DE COMBUSTIBLE ES IGUAL A FLUJO DE DATOS

Un motor de compresión adaptado para operar en esta configuración realiza la combustión de ambos combustibles (Diésel y GN) de manera simultánea. El combustible diésel, que se inflama entre 260°-399°C (500°-750°F), se inyecta en la cámara de combustión como combustible piloto, la ignición del combustible diésel, a su vez, enciende el GN que tiene una mayor temperatura de ignición, entre 621°-649°C (1150°-1200°F). Los grupos generadores con tecnología Bi-Fuel operan 100% a base de diésel, después de llegar a ciertos valores nominales preestablecidos, entre los que se encuentra la correcta toma de la carga, el sistema de control introduce el GN a la mezcla de combustible, reduciendo lentamente la inyección de diésel mientras que aumenta la de GN hasta que el equipo opera principalmente con GN, normalmente en una proporción de 70% GN y 30 % diésel. Si la carga aumenta, se inyectará una proporción mayor de diésel a la mezcla para ajustar las RPM, una vez que la carga se estabiliza regresa a la mezcla original. La tecnología Bi-Fuel ha existido por muchos años, pero los recientes avances tecnológicos la han hecho más confiable y eficiente para aplicaciones de generación de energía de respaldo. Los equipos Bi-Fuel capitalizan los beneficios en cuanto a la disponibilidad del diésel o la reducción de la huella de carbono que deja el gas, minimizando de esta forma sus respectivas desventajas. Un claro ejemplo del aprovechamiento combinado de las cualidades de ambos combustibles es que estos equipos pueden operar durante tiempos más prolongados sin la necesidad de contar con un gran depósito de combustible en sitio, debido a que el GN se convierte en el combustible principal y este puede ser suministrado por una infraestructura independiente, reduciéndose así el riesgo de degradación del diésel almacenado. Aun cuando el suministro de la red de GN se vea afectado por algún evento inesperado, el equipo puede continuar en operación al volver a operar al 100% con diésel.

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Resumen Diseñar un sistema de respaldo de energía para aplicaciones que tienen como misión el almacenamiento masivo de datos, requiere que no solo que el generador cumpla con los requerimientos de la carga, sino que también debe considerarse el suministro de combustible más confiable. Actualmente existen distintas opciones de grupos generadores capaces de operar con las diferentes opciones de combustible (Diésel, gas LP/ GN o sistemas Bi-Fuel). Se deben tener en cuenta las distintas implicaciones antes de escoger un combustible, previamente a recurrir ante una autoridad competente para determinar si la elección es la más adecuada en cuanto a confiabilidad y normatividad. Si desea obtener más información de los generadores de respaldo Generac que operan a partir de los combustibles mencionados, contacte a su representante más cercano o visite www.generac.com

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