Prąd ze skrzynki
-
- 17.11.2009
Aby zapewnić niezawodne przetwarzanie danych, infrastruktura IT musi być wyposażona w system zasilania gwarantowanego. Jednym z jego elementów jest zasilacz awaryjny, który dostarcza energii elektrycznej wtedy, gdy prądu nie ma w ogóle lub jakość zasilania z sieci jest niewystarczająca.
W dzisiejszej infrastrukturze model wykorzystywania zasilaczy awaryjnych do ochrony pojedynczych urządzeń odchodzi do lamusa. Zalecana infrastruktura zasilania gwarantowanego składa się z zasilacza awaryjnego (często redundantnego), sieci dystrybucji energii elektrycznej oraz odbiorników. Przy jej projektowaniu, ważnym aspektem jest dobór urządzeń, w tym zasilacza UPS.
Wybór zasilacza o ciągłej konwersji napięcia (true online) jest decyzją bezpieczną. Jednostka taka przekształca dostarczane napięcie zmienne na prąd stały, zasilając falownik, który przekształca napięcie z powrotem na jedno- lub trójfazowy prąd zmienny o wymaganych parametrach. W przypadku zaniku napięcia, falownik jest zasilany z baterii akumulatorów. Z konstrukcji zasilacza true online wynika wprost, że wytwarza on prąd o bardzo dobrej jakości niezależnie od jakości napięcia pochodzącego ze źródła zasilającego, zatem nie wymaga w ogóle gruntownego rozpoznawania środowiska energetycznego pod kątem jakości dostarczanego napięcia. Taki UPS, niezależnie od warunków, będzie działać dobrze.
Niestety, pewna część mocy musi wydzielić się w postaci ciepła, gdyż UPS cały czas dokonuje konwersji napięcia. Sprawność zasilacza true online zależy od obciążenia, w optymalnych warunkach przyjmuje się 94-94,5% (konkretna jednofazowa jednostka w trybie AC, obciążona zgodnie z zaleceniami producenta).
Zasilacze awaryjne mają jedną wspólną cechę - ich sprawność zależy od obciążenia. Aby osiągnąć najlepsze efekty, zasilacz powinien pracować możliwie blisko obszaru, w którym jego sprawność jest największa (a jest to moc zbliżona do nominalnej mocy urządzenia), a jednocześnie powinien posiadać odpowiednią rezerwę na zaspokojenie stanów nieustalonych podczas uruchamiania komputerów i innych odbiorników energii elektrycznej.
Krzywa sprawności typowych zasilaczy awaryjnych, pracujących z ciągłą konwersją napięcia rośnie dość szybko do około 50%, przy czym od 60 do 90% obciążenia sprawność zmienia się stosunkowo niewiele, osiągając maksimum przy około 90%. Ponieważ należy zachować rezerwę, optimum obciążenia wypada w okolicach 80% mocy urządzenia. Wtedy sprawność typowego jednofazowego UPS-a (1x1, zasilanie i obciążenie jest jednofazowe), pracującego w trybie AC (sieć-sieć) może wynosić około 94-94,5%.
Zasilacze line interactive, które bardzo dobrze sprawdzą się w warunkach zasilania o dostatecznej jakości, są jeszcze sprawniejsze. Przy normalnej pracy, bez korekcji napięcia, mają najwyższą możliwą sprawność - 99%. Gdy napięcie odbiega od standardu i zasilacz przechodzi w tryb jego korekcji, sprawność nieco spada i osiąga do 98%.
Czas podtrzymania napięcia z akumulatorów zależy od obciążenia. Jednofazowy UPS o mocy 12 kVA w pełni obsadzony i optymalnie obciążony, podtrzyma zasilanie przez około 20 minut, ale czas ten można wydłużyć, dodając oddzielny moduł akumulatorów (z jednym dodatkowym modułem - około 70 minut). Gdy obciążenie jest znacząco mniejsze, czas wzrasta, ale pogarsza się sprawność pracy zasilacza.
Przy dobrej jakości energii, straty są mniejsze
Nawet jeśli w danej lokalizacji sieć energetyczna jest stabilna, a zasilanie jest dobrej jakości, nadal niezbędny jest zasilacz awaryjny. Nawet w najlepszej sieci może zdarzyć się zanik spowodowany awarią czy warunkami atmosferycznymi (uderzenie pioruna w podstację energetyczną lub napowietrzną linię wysokiego napięcia). Przy zasilaniu o dobrej jakości, stosowanie zasilacza true online nie jest rozwiązaniem optymalnym energetycznie. Wysokiej klasy UPS pracujący w trybie line interactive nie musi wtedy dokonywać korekcji napięcia i będzie miał sprawność rzędu 99%. Oczywiście, zawsze można zastosować urządzenie o ciągłej konwersji napięcia, ale wtedy użytkownik nie zyskuje nic ponadto, co zapewni UPS line interactive w takich samych warunkach, czyli sprawne podtrzymanie ciągłości pracy w przypadku awarii.
