W dzisiejszym, cyfrowo połączonym świecie, nieprzerwane zasilanie jest niezbędne do utrzymania działalności biznesowej, ochrony krytycznego sprzętu i zapewnienia integralności danych. Niezależnie od tego, czy zabezpieczasz centrum danych, placówkę służby zdrowia, zakład przemysłowy czy biuro, wybór odpowiedniego zasilacza UPS (UPS) to jedna z najważniejszych decyzji, jakie możesz podjąć.

Zbyt mały UPS może mieć problemy z obsługą podłączonych obciążeń, co prowadzi do przeciążeń i nieoczekiwanych awarii. Z kolei zbyt duży UPS może skutkować niepotrzebnymi nakładami inwestycyjnymi, obniżoną wydajnością i marnotrawstwem powierzchni użytkowej.

W tym przewodniku wyjaśniono najważniejsze czynniki wpływające na wielkość zasilacza UPS i pomogono organizacjom określić właściwą moc zasilacza UPS dla ich zastosowań.

Dlaczego rozmiar UPS-a ma znaczenie

Zasilacz UPS służy do awaryjnego zasilania rezerwowego w przypadku awarii zasilania i ochrony wrażliwego sprzętu przed zakłóceniami zasilania, takimi jak:

• Wahania napięcia
• Skoki napięcia
• Zmiany częstotliwości
• Krótkoterminowe przerwy w dostawie prądu

Właściwy dobór wielkości UPS-a zapewnia:

• Niezawodna ochrona krytycznego sprzętu
• Maksymalna wydajność operacyjna
• Optymalna wydajność baterii
• Niższe koszty operacyjne
• Elastyczność na potrzeby przyszłej ekspansji
• Poprawiona niezawodność systemu

Przed wyborem systemu UPS konieczne jest zrozumienie obecnych i przyszłych potrzeb energetycznych.

Krok 1: Zidentyfikuj obciążenia krytyczne i niekrytyczne

Pierwszym etapem określania wielkości UPS jest stworzenie kompletnego spisu sprzętu wymagającego ochrony.

Nie każde obciążenie elektryczne musi pozostać sprawne podczas przerwy w dostawie prądu. Podzielenie urządzeń na kategorie krytyczne i niekrytyczne pomaga zoptymalizować moc UPS-ów i inwestycje w nie.

Obciążenia krytyczne

Obciążenia krytyczne to urządzenia, które muszą działać w czasie przerw w dostawie prądu, w tym:

• Serwery i sprzęt sieciowy
• Infrastruktura centrum danych
• Sprzęt medyczny
• Systemy bezpieczeństwa
• Sprzęt telekomunikacyjny
• Systemy sterowania przemysłowego

Obciążenia niekrytyczne

Tego rodzaju obciążenia mogą zostać bezpiecznie wyłączone podczas przerwy w dostawie prądu, na przykład:

• Oświetlenie ogólne
• Drukarki i kopiarki
• Urządzenia klimatyzacyjne (w niektórych zastosowaniach)
• Sprzęt biurowy niebędący niezbędnym

Wskazówka: Koncentrując się wyłącznie na obciążeniach krytycznych, przedsiębiorstwa mogą uniknąć niepotrzebnego zwiększania wymagań dotyczących pojemności zasilaczy UPS.

Krok 2: Oblicz całkowite zapotrzebowanie na moc

Po zidentyfikowaniu wszystkich obciążeń krytycznych należy obliczyć ich łączne zapotrzebowanie na energię.

Specyfikacje sprzętu zazwyczaj zawierają informacje takie jak:

• Napięcie (V)
• Prąd (A)
• Współczynnik mocy (PF)
• Pobór mocy (w watach)
• Moc pozorna (VA)

Ponieważ systemy UPS są zazwyczaj oceniane w VA lub kVA, konieczna może okazać się konwersja mocy na VA.

Wzór na określanie rozmiarów UPS

VA=\frac{W}{Współczynnik mocy}​

Przykładowe obliczenia

Obciążenie sprzętu: 8,000 W
Współczynnik mocy: 0,8

Wymagana pojemność UPS:

10 000 VA (10 kVA)

Dodaj margines bezpieczeństwa

Aby umożliwić przyszłą ekspansję, eksperci zalecają dodanie marginesu bezpieczeństwa od 20% do 25%.

Przykład planowania wzrostu

Obciążenie prądowe = 10 kVA

Zalecana pojemność:

10 kVA × 1,25 = 12,5 kVA

W tym przypadku należy wybrać UPS 15 kVA zapewniłoby wystarczającą przestrzeń dla przyszłego wzrostu.

Krok 3: Zaplanuj przyszłą ekspansję

Operacje biznesowe rzadko pozostają statyczne. Dodatkowe serwery, urządzenia sieciowe, sprzęt produkcyjny lub infrastruktura IT mogą być dodawane z czasem.

Przy doborze wielkości systemu UPS należy wziąć pod uwagę:

• Planowany wzrost biznesu
• Dodatkowa pojemność stojaka
• Przyszłe instalacje sprzętu
• Zwiększone wymagania operacyjne

Dlaczego zabezpieczenie przyszłości jest ważne

Wybór UPS-a z możliwością rozbudowy pomaga:

• Zmniejsz przyszłe koszty modernizacji
• Poprawa skalowalności
• Wydłuż żywotność systemu
• Zminimalizuj zakłócenia operacyjne

Krok 4: Ocena obciążeń o wysokim prądzie udarowym

Niektóre urządzenia pobierają znacznie wyższy prąd podczas rozruchu niż podczas normalnej pracy. Te chwilowe przepięcia mogą przeciążyć UPS, jeśli nie zostaną odpowiednio uwzględnione.

Typowy sprzęt o dużym natężeniu prądu rozruchowego

• Drukarki laserowe
• Systemy klimatyzacyjne
• Sprężarki
• Silniki elektryczne
• Środowiska serwerów typu blade
• Maszyny przemysłowe

Zalecane podejście

W przypadku urządzeń o dużym prądzie udarowym:

• Jeśli jest to możliwe pod względem operacyjnym, należy je odłączyć od zabezpieczenia UPS lub
• Zwiększ rozmiar UPS-a, aby sprostać wymaganiom rozruchowym

W niektórych zastosowaniach inżynierowie mogą zalecić dobór rozmiaru UPS-a do trzech razy większego obciążenia roboczego niż normalne aby bezpiecznie radzić sobie z przejściowymi szczytami prądu.

Krok 5: Określ wymagany czas pracy baterii

Czas pracy akumulatora określa, jak długo UPS musi podtrzymywać zasilanie podłączonego sprzętu podczas przerwy w dostawie prądu.

Wymagania dotyczące środowiska wykonawczego różnią się w zależności od aplikacji.

Czas trwania: 5–10 minut

Nadaje się do:

• Centra danych z generatorami rezerwowymi
• Budynki komercyjne
• Serwerownie IT

UPS działa jako pomost do momentu uruchomienia i ustabilizowania się generatora.

Czas trwania: 15–30 minut

Nadaje się do:

• Placówki opieki zdrowotnej
• Operacje bezpieczeństwa
• Systemy sterowania przemysłowego

Zapewnia dodatkową odporność podczas długotrwałych zakłóceń.

Czas trwania: 1 godzina lub więcej

Nadaje się do:

• Obiekty telekomunikacyjne
• Obiekty zdalne
• Instalacje infrastruktury krytycznej

Tego typu aplikacje często wymagają:

• Rozszerzone banki baterii
• Zewnętrzne szafy bateryjne
• Spersonalizowane rozwiązania tworzenia kopii zapasowych

Notatka: Wymagania dotyczące dłuższego czasu pracy zwiększają rozmiar baterii, zajmowaną powierzchnię systemu i ogólną inwestycję.

Krok 6: Rozważ wymagania dotyczące redundancji

W przypadku operacji o znaczeniu krytycznym redundancja jest często niezbędna.

Nadmiarowa konfiguracja UPS gwarantuje ciągłą ochronę, nawet jeśli jeden z modułów UPS ulegnie awarii lub będzie wymagał konserwacji.

Typowe konfiguracje redundancji UPS
Konfiguracja N

Cały ładunek obsługiwany jest przez jeden system UPS.

Konfiguracja N+1

Jeden dodatkowy moduł UPS zapewnia zasilanie awaryjne.

Korzyści:

• Zwiększona niezawodność
• Zmniejszone ryzyko przestoju
• Łatwiejsza konserwacja

Konfiguracja 2N

W pełni zduplikowany system UPS zapewnia maksymalną niezawodność i odporność na błędy.

Dlaczego redundancja ma znaczenie

Mimo że redundancja zwiększa początkowe koszty inwestycji, znacząco poprawia:

• Dostępność systemu
• Ciągłość działania
• Odporność operacyjna

Profesjonalne badania terenowe zapewniają najdokładniejsze wyniki

Chociaż wstępną ocenę wielkości zasilacza UPS można przeprowadzić wewnętrznie, najbardziej niezawodnym podejściem jest profesjonalna ocena lokalizacji.

Szczegółowe badanie pozwala specjalistom ds. ochrony zasilania ocenić:

• Istniejące warunki obciążenia
• Problemy z jakością energii
• Plany przyszłej ekspansji
• Wymagania środowiska wykonawczego
• Warunki środowiskowe
• Potrzeby redundancji

Dzięki temu wybrany system UPS będzie zapewniał optymalną wydajność przez cały okres eksploatacji.

Typowe błędy w doborze rozmiaru UPS-a, których należy unikać

Wiele organizacji popełnia błędy, których można uniknąć przy wyborze systemu UPS:

• Ignorowanie przyszłych wymagań dotyczących ekspansji
• Pominięcie obliczeń współczynnika mocy
• Niepotrzebne podłączanie obciążeń niekrytycznych
• Niedocenianie zapotrzebowania na czas pracy baterii
• Nieuwzględnianie skoków prądu rozruchowego
• Brak planowania zwolnień

Unikanie tych błędów może przynieść znaczne oszczędności kosztów i poprawić długoterminową niezawodność.

Wniosek

Wybór odpowiedniego rozmiaru UPS-a to coś więcej niż tylko zsumowanie obciążeń sprzętu. Krytyczność obciążeń, przyszła rozbudowa, prądy rozruchowe, autonomia baterii i wymagania dotyczące redundancji odgrywają kluczową rolę w wyborze idealnego rozwiązania.

Odpowiednio dobrany zasilacz UPS zapewnia niezawodną ochronę, maksymalizuje wydajność i gwarantuje ciągłość działania firmy podczas przerw w dostawie prądu.

Na WŁĄCZANIE ZASILANIANasi eksperci pomagają organizacjom projektować i wdrażać dostosowane rozwiązania UPS, które zapewniają niezawodną pracę w centrach danych, placówkach służby zdrowia, zakładach przemysłowych, sieciach telekomunikacyjnych i innych krytycznych zastosowaniach.

Inwestując czas w odpowiedni dobór wielkości zasilacza UPS już dziś, przedsiębiorstwa mogą uniknąć kosztownych przestojów i zapewnić sobie nieprzerwaną działalność w nadchodzących latach.