Nobreak  é o nome no Brasil  para o termo universalmente conhecido como UPS (uninterruptable power system) ou sistema ininterrupto de potência.

Em qualquer lugar do mundo que você usar a palavra no break ou no break system, este conceito será entendido como a totalidade dos sistemas que fornecem uma energia de segurança sem risco de parada, por exemplo, o conjunto subestação, grupo motor gerador, UPS, redundante ou não , e a fiação envolvida no processo, além da carga obviamente.

No break ou UPS no Brasil é somente a unidade com a capacidade de armazenar energia e continuar a alimentação de cargas criticas quando da falta ou da anormalidade da fonte principal de energia.

Deste modo o componente mais importante de um nobreak e sua unidade de armazenamento de energia, conhecida como bateria (quase sempre mais de uma).As baterias , de acordo com a quantidade, tipo, qualidade e capacidade, podem fornecer de minutos até horas de funcionamento em condições de rede elétrica de alimentação adversas.

Se o nobreak utiliza baterias, logo ele tem que possuir um carregador interno compatível com estas baterias, para que quando exista rede elétrica normal as baterias permaneçam preservadas e carregadas.Existem diversos tipos de carregadores, dependendo da qualidade e do tamanho do nobreak

A energia das baterias é de um tipo diferente da existente na rede elétrica, desde uma tomada até os transformadores de um prédio ou fábrica. Daí o no break vai ter sempre um módulo chamado inversor, que vai transformar a energia das baterias em energia compatível com a carga, exemplo: de 12V para 110V ou 220V.Os inversores também podem ser de  vários tipos, como por exemplo para trabalhar somente alguns minutos com forma de onda não perfeita,como estarem sempre alimentando a carga, com a forma de onda pura, chamada de senoidal (ver mais em tipos de nobreaks).

Depois destes dois módulos básicos, o nobreak vai ganhando, conforme a qualidade  e confiabilidade, diversos recursos  complementares, como bypass automático e manual, gerenciamento, filtros de potencia, transformadores isoladores, protetores contra surtos e descargas atmosféricas, etc.

Dentro deste conceito existem diversas soluções com diferentes níveis de segurança, e proteção, qualidade, confiabilidade  e recursos de gerenciamento.

Podemos definir um nobreak tanto como um equipamento de proteção e segurança, como cada vez mais como uma unidade integrada , nos modelos mais atuais, de qualidade e eficiência energética.

Nos últimos anos, devido ao avanço tecnológico e a drástica redução de preços, os no breaks vem ganhando aplicação nos mais diferentes segmentos, pois também tem se incorporado as instalações industriais, médicas, serviços e etc. Equipamentos com avançada tecnologia e sensíveis aos problemas das redes elétricas de alimentação.

A decisão de investir em no break é cada vez relacionada ao processo produtivo, tanto em TI , como em qualquer outra atividade, pelo tempo em que o equipamento se paga (pay-back ou ROI).

Podemos sugerir alguns exemplos de quantificação da vantagem do uso de nobreak em alguns exemplos simples:

  • Índice de queima de peças em máquinas ligadas a um processo fabril, envolvendo perda de mão de obra, matéria prima, ferramentas, reajuste e setups, atrasos de entrega, multas por atraso, etc.
  • Perda de clientes por filas e não processamento de compras e vendas na área de serviços.
  • Atrasos e não aproveitamento de equipamentos médicos na sua integralidade ou atrasos em exames.
  • Perda de hardware e informação, banco de dados, e velocidade de processamento, além da degeneração do sistema.
  • Impossibilidade de sacar dinheiro ou fazer um pagamento em uma ATM bancária.
  • Queda do link de rede ou de internet, etc.

O maior desafio encontrado pelo potencial usuário de nobreak é , dentro das dezenas de alternativas presentes no mercado, especificar e escolher a tecnologia e recursos, que melhor lhe atende a um custo o  mais racional possível.

Nobreaks

Esta seção visa fornecer informações sobre o mercado de no breaks e as aplicações.Para saber mais sobre os diversos modelos e tecnologias de mercado visite a seção tipos de nobreak

A indústria de nobreaks  em escala mundial tem os seguintes números:

15 bilhões de dólares por ano, incluindo UPS e os acessórios, sendo que este mercado cresce  a 7% ao ano.

No Brasil, estima-se o mercado em até 2% do mercado mundial, estimado em U$300 milhões.

As áreas que mais demandam o uso de sistemas nobreaks são:

  • Telecom (todos os ativos produtivos, repetidoras, ERBs, etc)
  • financeiro (datacenter, agencias, atms, corretagem, etc)
  • TI (hardware e software envolvido em processo, conexão, storage, desenvolvimento).
  • Governo ( em todas as esferas, suporte ao atendimento, processamento, etc)
  • tráfego, incluindo logistica integrada
  • indústria (todos os processos produtivos envolvendo energia elétrica).
  • TV & Broadcast (cabo, satelite)
  • energia elétrica (geradores, transmissores e distribuidores).
  • médico (exames, UTI, centros cirurgicos,home care)
  • educação (inclui pesquisa e desenvolvimento)
  • empresa (pequenos e medios datacenters, call centers, links de rede)
  • militar (sistemas, comunicações, logistica, equipamentos sensiveis).

Dentro da industria de nobreaks, alguns requisitos são essenciais para que a solução ofertada seja confiavel, tanto na concepção de projeto (pré venda ao processo de pós venda, serviços e assistência técnica):

  • Plataforma de desenvolvimento de produtos, domínio da tecnologia.
  • Customização para as diferentes aplicações , ambientes, normatizações e requerimentos de performance.
  • Engenharia de aplicação em vendas.
  • Grande variedade de capacidades e modelos desenvolvidos.
  • Contratos de serviços e equipe própria especialista em atendimento de campo em âmbito nacional e internacional (exportação).

Nobreaks atualmente são peças chaves em qualquer infraestrutura de processo que depende das condições da energia elétrica.No Brasil não temos garantia, tanto por normas, como pelo tipo de distribuição e crescimento industrial e demográfico acelerado, de alto padrão de qualidade na energia entregue ao consumidor.

O usuário de nobreak deve enxergar o produto não somente como um seguro contra acidentes, e sim uma ferramenta de produtividade e redução de custos, levantando prejuízos e perdas pelo não uso deste tipo de equipamento em seu processo.

A matriz abaixo ajuda no financiamento e viabilidade da aplicação de nobreaks:

Resta saber do que o nobreak protege, ou os tão falados problemas de rede.

Resumindo podemos listar os problemas nos principais grupos:

Este problemas estão presentes na rede elétrica, em maior ou menor grau, juntos, parcialmente ou individualmente causam prejuízos a instalação e as cargas e processos, desde parada repentinas, desgaste de peças, queimas, etc.

3-Tipos de nobreaks:

Os tipos de nobreak são definidos pela construção física e pelo estágio tecnológico em que se encontra esta topologia.

Podemos listar como topologias de nobreaks os principais tipos:

Conversores estáticos (não possuem partes mecânicas):

 Tipo Ferroressonante: Também chamado de online paralelo, núcleo saturado, triport, núcleo isolado.O que entra é o que sai via o transformador isolador ferrorressonante.Fora das tolerâncias o inversor é ativado.A energia armazenada no transformador faz com que não exista tempo de comutação na saída, porém a distorção, o rendimento, o peso e as limitações técnicas quanto à qualidade de energia são piores em relação ao equipamento true online dupla conversão Sun BR Mono.

Existem ferrorressonantes monofásicos até 20kva, não sendo possível utilizar a versão tri/mono nesta tecnologia.Os ferrorressonantes não são compatíveis com alguns grupos geradores existentes no mercado

Tipo linha interativa: Também chamados de Shortbreak, .O inversor só é ativado na falta de rede, restando a maior parte do tempo a energia de entrada sendo enviada diretamente a saída para a carga, podendo ser bivolt de entrada e com diferentes tensões na saída.Podem existir modelos para grandes autonomias com carregadores

A curva ITI acima demonstra tolerância dos equipamentos eletrônicos em função da variação da tensão de alimentação no tempo.

maiores, no geral são usados para poucos minutos.A forma de onda , quando em inversor, pode ser senoidal, ou quadrada ou ainda sintetizada, de forma a alimentar fontes chaveadas.

O tamanho e custo reduzido são ainda os grandes diferenciais de mercado, além de recursos como estabilizador incorporado para regular a tensão na saída.

São desconhecidos produtos de mercado superiores a 3kva, sendo que as capacidades são concentradas em 500va até 1,5kva.

Tipo dupla conversão:Também chamado de online, true online, dupla conversão, VFI (voltage and frequency independente), ou seja, a tensão e a frequência de entrada não tem relação com a frequência e a tensão de saída.

É o tipo mais seguro.A rede de entrada é transformada em CC, fornecendo energia para carregar as baterias e para o inversor, que entrega a saída energia senoidal pura e isolada da rede, alimentando a carga 100% do tempo de disponibilidade do equipamento.

O circuito de bypass só funciona quando existe um problema no nobreak ou é gerada uma sobrecarga pelos equipamentos ligados à saída.

Este tipo pode funcionar sem as baterias como um estabilizador de tensão, e pode converter também a frequência de entrada.Por exemplo a entrada é de 50hertz e a saída pode ser de 60hz.

Pode ser construído em qualquer configuração e capacidade, além de ser paralelável

As normas que regem a construção, operação e performance para esta topologia são a IEC62040-1-2-3, a NBR15014 e a NBR2175.

Atualmente o mercado está na 4 geração de tecnologia para esta topologia, conhecida como alta frequência, sem transformador.

Esta topologia permite fabricação de 1kva até comumente 1000kva, que paralelados podem atingir alguns MVA, embora estas aplicações sejam raras.

Exemplo de um nobreak de 1000kva com transformador isolador, de terceira geração.

As gerações atuais corrigem o fator de potência de entrada para próximo a unitário,com baixa distorção harmônica da corrente de entrada, de acordo com padrões tipo IEEE519, tem eficiência elevada, compactos, e possuem recursos de gerenciamento em diferentes plataformas e sistemas operacionais.

Conversores dinâmicos (possuem partes mecânicas).

Nobreaks rotativos:São baseados na energia armazenada em um roda volante conectada mecanicamente a um motor elétrico alimentado pela rede e em paralelo com a carga.Na falta de rede a energia cinética da volante permite que o motor passe a função de gerador (máquina reversível), e alimente a carga por até alguns minutos.

São caros, com desgaste mecânico e baixa eficiência, sendo utilizados para grandes potencias, geralmente acima de 500kva, em sistemas de alimentação com interrupções pequenas, também conhecidas como flutuações de tensão ou microcortes (interrupções na energia menores que 8 milisegundos).

No breaks híbridos:São baseados na associação ao conjunto mecânico dos rotativos, circuitos eletrônicos de correção de fator de potencia e inversor, no conceito de linha interativa ou bidirecional (com função de inversor e de conversor de energia).Tem a vantagem de corrigir o fator de potência e a distorção harmônica.São caros e devem ser considerados para potencias na faixa de MVA.

4-Preços de nobreaks

Devido as diferentes topologias de construção e tecnologia temos uma grande variedade de preços no mercado.Isto explica em parte como produtos chamados nobreaks, nos segmentos de pequeno porte, exemplo de 1kva,podem custar de pouco mais de uma centena  até milhares de Reais.

Preços por tecnologia:

Obedecem a seguinte sequencia, do menor para o maior

Linha interativa, linha interativa senoidal, online, true online dupla conversão, true online dupla conversão com transformador isolador, rotativos e por fim híbridos.

Quais são os principais itens que agregam aumento de preço em nobreaks?

São os acessórios ou recursos que garantem maior proteção, performance e segurança, com alguns itens principais:

Capacidade , quantidade e tipos de baterias utilizadas:baterias pequenas ou automotivas duram menos, podem vazar, mas são mais baratas que baterias seladas, vrla, chumbo acidas industriais, alcalinas,que são mais avançadas nesta ordem.

Carregadores de baterias:Se temos grandes autonomias, precisamos garantir que a grande quantidade e capacidade das baterias seja recuperada através da recarga, dentro dos limites e prazos especificados pelo fabricante da bateria.Grandes autonomias significam carregadores de bateria maiores e mais sofisticados, pois o custo do banco de baterias é maior que o custo do nobreak , em sua parte eletro –eletronica.

Transformadores de entrada, de saída e de bypass- podem ser adicionados todos ou em um determinado estágio, sendo recomendado no mínimo para a saída do inversor que alimentará a carga 100% do tempo de disponibilidade.Para falta do conduto neutro é necessário um transformador de entrada e de bypass.

Diagrama de blocos de um nobreak dupla conversão com transformador isolador de saída, atuando inclusive em bypass

Interfaces de gerenciamento- podem ser de diferentes protocolos, desde snmp, web, modbus, profibus, DNP3.0, ethernet industrial, devicenet, além de outros específicos.Isto pressupõe a adição de um hardware de comunicação especifico, com enlace físico determinado.

Gabinetes especiais ou ambiente de instalação:algumas vezes a instalação do nobreak requerer cuidados com a temperatura, sujeira, exposição ao tempo, humidade,espaço físico disponível, pinturas especiais, etc.

Isto requer o reprojeto, customização e garantias de atendimento, onerando muitas vezes a construção física do equipamento padrão .

Normatização- Sem dúvida o que diferencia produtos profissionais de soluções de baixo custo de mercado.As normas nacionais, corporativas e internacionais não permitem que materiais que tragam risco a saúde, ao meio ambiente, a performance e a segurança dos equipamentos e pessoas sejam desprezadas.Facilmente a não observância destas normas por equipamentos ofertados no mercado tem causado distorções imensas de preços.Um exemplo no Brasil é o não atendimento a norma NR10 por equipamentos importados sem adequação a esta normatização.