سیستم UPS (Uninterruptible Power Supply)
1218 UPSیک دستگاه الکتریکی است که یکی از تاسیسات ساختمان به شمار می‌آید. با کمک این دستگاه برق اضطراری در زمان از کار افتادگی منبع اصلی تغذیه وارد سیستم می‌شود. جالب است بدانید، دستگاه UPS تفاوت‌های بسیار زیادی با سیستم‌های برق اضطراری و ژنراتورهای جانشین دارد. این دستگاه انرژی ذخیره شده در باتری‌ها، ابررساناها یا فلایول‌ها را تامین می‌نماید و سبب محافظت لحظه‌ای از وقفه‌های ورودی انرژی می‌شود.
با اینکه زمان کار باتری UPSها بسیار کوتاه است، اما همین مدت اندک برای تامین برق جایگزین و حفاظت از دستگاه‌های برقی بسیار مفید و کارا می‌باشد. از UPSها معمولا برای حفاظت از تاسیسات ساختمان و دستگاه‌هایی همچون رایانه‌ها، مراکز داده‌ها، تجهیزات ارتباط از راه دور و همچنین تجهیزات برقی استفاده می‌شود.
واضح و بدیهی است که اختلالات غیرمنتظره برق سبب آسیب رساندن به تاسیسات ساختمان، اختلال در تجارت و از بین رفتن اطلاعات مهم و ضروری و تلفات جانی می‌شود. بنابراین UPSها می‌توانند در تاسیسات ساختمان بسیار مفید واقع شوند. دستگاه‌های بدون وقفه ساختمان در سایزهای گوناگون، از واحدهای کوچک برای محافظت از یک کامپیوتر تا واحدهای بزرگ برای حفاظت از مراکز داده یا تاسیسات ساختمان، طراحی و ساخته می‌شوند.
جالب است بدانید، بزرگترین دستگاه UPS جهان، در شهر فربنکس ایالات آلاسکا در ایالات متحده قرار دارد. این سیستم ذخیره انرژی ۴۶ مگاواتی(BESS) برق کل شهر و مناطق اطراف این شهر را در صورت قطع شدن برق می‌تواند تامین نماید.
مشکلات برق
اصلی‌ترین و مهم‌ترین وظیفه دستگاه UPS تامین برق تاسیسات ساختمان و همچنین وسایل برقی در صورت قطع شدن برق در کوتاه مدت است. با این وجود، تقریبا تمامی واحدهای UPS، قادر به رفع برخی مشکلات دیگر برق مصرفی مشترک نیز هستند. برخی از این مشکلات عبارتند از:
۱- فشار بسیار بالاتر از ولتاژ
۲- کاهش آنی یا مداوم ولتاژ ورودی
۳- افت ولتاژ
۴- نویز (نوسان فرکانس بالا) که معمولا توسط تجهیزات اطراف به خط وارد می‌شود.
۵- ناپایداری فرکانس شبکه
۶- اعوجاج هارمونیکی
تکنولوژی‌هایUPS ها به سه دسته کلی تقسیم بندی می‌شوند:
- سیستم UPS آنلاین: این سیستم از روش تبدیل مضاعف استفاده می‌کند. در واقع در این روش، ورودی برق AC است که تبدیل به برق DC می‌شود و برای عبور از باتری قابل شارژ و همچنین برگشت به برق AC برای تغذیه تجهیزات حفاظت شده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- UPS تعاملی: در این سیستم یک مبدل به طور مداوم در مدار قرار دارد که در هنگام قطع شدن برق، باتری می‌تواند آن را تامین نماید. با فعال بودن برق شهری، اینورتر و کانورتر باتری را شارژ می‌نماید و در زمان قطعی برق این دستگاه فعال می‌شود. در این نوع از تکنولوژی مبدل به طور دائم روشن و در زمانی که توان منبع ورودی در بازه مجاز قرار گیرد، شروع به شارژ باتری‌ها می‌نماید و هنگامی که توان ورودی خارج از بازه مجاز قرار گیرد، پیوستگی توان خروجی بوسیله مبدل و انرژی ذخیره شده باتری‌ها بدست می‌آید.
- سیستم UPS آفلاین: در این نوع از سیستم UPS جانشین بار به طور مستقیم بوسیله نیروی ورودی تامین خواهد شد. جالب است بدانید، مدار منبع تغذیه پشتیبان، تنها در صورت خرابی منبع اصلی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به یاد داشته باشید، تقریبا تمامی سیستم‌های UPS زیر یک کیلو ولت آمپر از نوع سیستم‌های خط تعاملی هستند که عموما قیمت پایین‌تری نسبت به بقیه دارند.
برخی اوقات برای تاسیسات ساختمان و واحدهای بزرگ از منابع بدون وقفه پویا استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها بوسیله یک دینام به طور همزمان از طریق یک دریچه به شبکه متصل هستند. در این سیستم انرژی در یک فلایویل ذخیره می‌شود. هنگامی که منبع اصلی از کار می‌افتد، قدرت بار درون فلایویل توسط یک تنظیم کننده جریان گردابی حفظ می‌شود. اگر سیستم‌های UPS با ژنراتورهای دیزلی ترکیب شوند، یک منبع تغذیه بدون وقفه دوار دیزلی ساخته خواهد شد.
باتری دستگاه UPS
باتری سیستم‌های UPS یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم به شمار می‌آید که انرژی لازم را برای استفاده تاسیسات ساختمان و دستگاه‌هایی که تحت پوشش آن قرار می‌گیرند، فراهم می‌کند. سایز باتری UPS برای تعیین اندازه کلی خود دستگاه، از هر چیز دیگری مهم‌تر است. جالب است بدانید، اندازه باتری سیستم‌های UPS متناسب با انرژی ذخیره شده در دستگاه است که توانایی تحت پوشش قرار دادن یک بار مشخص را دارد.
شایان ذکر است، باتری‌هایی که در این نوع از سیستم‌ها استفاده می‌شود، شبیه به باتری‌های سربی-اسیدی ۱۲ ولت در خودروها می‌باشد. اما توجه نمایید، این باتری‌ها تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند. در باتری‌های اتومبیل نیروی الکتریسیته از واکنش اسید سولفوریک بر روی صفحات سربی که در مایع معلق است تولید می‌شود، به همین دلیل به آن‌ها باتری‌های معلق در مایع نیز می‌گویند.
این نوع باتری‌ها برای استفاده در سیستم‌های UPS مناسب نیستند، زیرا امکان دارد، اسید از محفظه باتری به بیرون نشت نماید و همچنین در هنگام شارژ باتری احتمال دارد، گاز هیدروژن قابل اشتعال تولید شود که در یک محیط بسته و برای تاسیسات ساختمان می‌تواند بسیار خطرناک باشد.