• Zasilacze UPS mają gwarantować przede wszystkim dostęp do najwyższej jakości energii elektrycznej
• Kompensacja mocy biernej dzięki zasilaczom UPS
• Hybrydowa praca zasilacza UPS
• Inne zalety systemów zasilania gwarantowanego

Choć najważniejszymi argumentami, jakie są brane pod uwagę przy zakupie nowoczesnych zasilaczy UPS, są przede wszystkim ich niezawodność w podtrzymaniu zasilania podczas zaniku napięcia sieciowego oraz koszty zakupu wraz z utrzymaniem, to jednak warto poszukać takich modeli, które zapewniają dodatkowe funkcjonalności.

Michał Semeniuk, dyrektor handlowy w Delta Electronics, zwraca np. uwagę, że aby zapewnić odbiorcom dostęp do najwyższej jakości energii elektrycznej oraz zminimalizować potencjalną przerwę w zasilaniu, stosuje się urządzenia UPS o budowie modułowej, w przypadku których każdy krytyczny element systemu (moduł mocy, by-passu, kontrolera itd.) może zostać wymieniony w trakcie pracy – bez wpływu na zasilanie odbiorów. Dodatkowo najnowsze UPS-y charakteryzują się zaawansowanym monitoringiem i systemem zarządzania.

– Pracę systemu oraz jego parametry jesteśmy w stanie monitorować na bieżąco zarówno na wbudowanym ekranie dotykowym z rozbudowaną aplikacją, jak również przez karty komunikacyjne na komputerze, a nawet za pośrednictwem aplikacji na urządzeniu mobilnym – wyjaśnia Michał Semeniuk. – Co więcej, urządzenie informuje nas o kondycji kluczowych elementów systemu, takich jak baterie, kondensatory czy wentylatory, oraz informuje o konieczności zaplanowania ich wymiany.

Kompensacja mocy biernej

Dodatkową funkcjonalnością w UPS-ach może być także kompensacja mocy biernej. Jak tłumaczy Michał Przybylski, inżynier wsparcia technicznego w firmie EVER, we wszystkich zasilaczach UPS obwody wejściowe zawierają kondensatory, czyli pobierana jest przez nie z sieci oprócz mocy czynnej również moc bierna pojemnościowa. Stosowane są w nich często układy PFC poprawiające współczynnik mocy cosφ (przy zalecanym poziomie obciążenia osiąga on wartości bliskie 0,99), jednak cały czas pobierana jest energia bierna (za każdą zużytą kVArh naliczana jest opłata około trzykrotnie wyższa niż za energię czynną).

– Kompensacja mocy biernej, np. w zasilaczach UPS EVER Powerline Green 33 PRO, jest realizowana w zupełnie inny sposób. Obwód wejściowy zasilacza pracuje jednocześnie jako elektroniczny przesuwnik fazowy, czyli wejściowa moc bierna pojemnościowa jest sprowadzana do zera, co eliminuje całkowicie opłaty za pobór mocy biernej pojemnościowej. Ewidentną korzyścią wynikającą z zastosowania tej funkcjonalności jest więc obniżenie rachunków za energię elektryczną – dodaje Michał Przybylski. 

Hybrydowy tryb pracy zasilacza UPS

Kolejną funkcjonalnością UPS-ów, która może przełożyć się na znaczne oszczędności, jest hybrydowa praca, która dodatkowo wydłuża czas podtrzymania zasilania odbiornika. W powszechnie spotykanych rozwiązaniach zakres zmian napięcia wejściowego dla pracy sieciowej (w której energia pobierana z sieci po przetworzeniu przez układ prostowniczy i falownik przekazywana jest do odbiorników, a jednocześnie jej część służy do doładowania akumulatorów) jest wąski. Gdy wartość napięcia sieciowego przekroczy dolny lub górny próg tego zakresu, system przechodzi w tryb rezerwowy i do chwili wyczerpania się akumulatorów do odbiorników dostarczana jest energia zgromadzona w modułach bateryjnych.

– Inaczej to wygląda w UPS-ach wyposażonych w możliwość realizacji trybu hybrydowego, które posiadają szeroki zakres napięcia wejściowego – wyjaśnia Michał Przybylski.

I jako przykład podaje wspomniany już wcześniej zasilacz Powerline Green 33 PRO: w celu pokrycia zapotrzebowania na moc podczas zmniejszania się wartości napięcia sieciowego następuje zwiększanie prądu pobieranego z sieci – do osiągnięcia wartości Imax. W tym czasie UPS pozostaje w trybie pracy sieciowej. Po przekroczeniu wartości prądu maksymalnego dla obwodu prostownika (przy napięciu sieciowym wyższym od dolnego progu podanego zakresu) UPS przechodzi w tryb hybrydowy. Z sieci pobierana jest wówczas moc ograniczona maksymalnym prądem wejściowym, a pozostała część zapotrzebowania na moc pokrywana jest z akumulatorów.

Dzięki wprowadzeniu trybu pracy hybrydowej można wydłużyć czas pracy autonomicznej (funkcjonowania w trybie rezerwowym) dla określonego przedziału degradacji parametrów napięcia sieciowego (bardzo szerokie wejściowe okno napięciowe), co dodatkowo skutkuje wydłużeniem trwałości eksploatowanych akumulatorów (dzięki częściowemu odciążeniu akumulatorów przez dostarczanie części energii z sieci o złych parametrach).

Oszczędność miejsca zasilaczy UPS

Michał Semeniuk zwraca dodatkowo uwagę na to, że oprócz wysokiej sprawności przetwarzania energii, w szczególności w średniej wielkości i większych centrach danych, kluczowe znaczenie w przypadku zasilaczy UPS ma oszczędność miejsca. Ma na nią wpływ nie tylko gabaryt zasilacza, ale również baterii akumulatorów, czyli kompletnego systemu. Dlatego coraz częściej spotyka się rozwiązania, gdzie w miejsce klasycznych baterii kwasowo-ołowiowych stosuje się baterie w technologii litowo-jonowej.

– Niezwykle ważną kwestią jest tu poziom integracji zasilacza UPS z baterią Li-ion. Zadanie to jest ułatwione, jeśli producentem tych dwóch elementów jest ta sama firma – podkreśla dyrektor handlowy Delta Electronics. – Kolejną cechą, na którą warto zwrócić uwagę przy optymalizacji zużycia energii przez UPS jest funkcja usypiania modułów mocy. UPS, podążając za obciążeniem, agreguje modułami mocy, pozwalając osiągnąć najwyższy poziom optymalizacji sprawności systemu zasilania.

Inną pozytywną cechą zasilaczy UPS jest uzyskiwanie wysokiej sprawności w szerokim zakresie obciążeń. Jak wyjaśnia Michał Przybylski, w przypadku oferowanych przez jego firmę zasilaczy jest ona skutkiem stosowania wysokiej klasy podzespołów – niskostratnych, o niskiej zawartości zniekształceń, o wysokiej stabilności parametrów i długiej żywotności, jak również dynamicznego algorytmu sterowania chłodzeniem (dostosowanie wydajności układu chłodzenia do aktualnego stanu urządzenia, a w efekcie ograniczenie kosztów wynikających z zapotrzebowania na chłodzenie). Korzyścią wynikającą z tej cechy jest zmniejszenie strat mocy, a zatem obniżenie kosztów eksploatacyjnych.

Dodatkowy monitoring zasilania UPS

Michał Semeniuk wymienia jeszcze jedno nietypowe rozwiązanie oferowane przez wąską grupę producentów UPS-ów – monitoring DCIM, który umożliwia zobrazowanie stanów pracy infrastruktury zasilającej oraz pozostałych parametrów obiektu data center. Po zdefiniowaniu odpowiednich poziomów nastaw kluczowych parametrów jesteśmy informowani o wszelkich zagrożeniach i awariach.
 
Kluczem do bezawaryjnej pracy serwerowni jest także opieka serwisowa, która powinna być realizowana zgodnie z wymaganiami producentów urządzeń. Coroczne przeglądy, pomiary parametrów oraz wszelkie spostrzeżenia powinny zostać odnotowane i przeanalizowane. DCIM może służyć również do uporządkowania dokumentacji obiektu i urządzeń, tak aby wszystko było przechowywane w jednym miejscu. Software umożliwia dodatkowo archiwizację np. raportów z przeglądów okresowych, pomaga w planowaniu wymian eksploatacyjnych, oferuje dostęp do danych kontaktowych odpowiednich służb oraz wspomaga postępowanie w różnych sytuacjach, aby w zminimalizować błędy obsługi.