Πως να διαλεξουμε ενα UPS για την επιχειρηση μας

Professional Line Interactive Series UPS Group

Η επιλογή ενός UPS για την επιχείρηση δεν είναι απλή υπόθεση. Το UPS αποτελεί μια σημαντική  δικλείδα ασφαλείας, που θα προστατέψει την λειτουργία και τα δεδομένα της επιχείρησης σε περίπτωση μιας διακοπής ρεύματος. Είτε έχουμε ένα μικρό μαγαζί, ή μια μεγάλη εταιρεία με πολλούς servers και PCs, ή ένα data-center, το UPS είναι μια ασπίδα που θα προστατεύει την ομαλή λειτουργία της επιχείρησης.

 

Άρθρο του Γεώργιου Κάκαβου, product manager Ευρώπης, της Cyber Power Systems (www.cyberpower.com)

 

 

Είναι πολλά τα σκεπτικά για την επιλογή του σωστού UPS για τις ανάγκες μας, και εδώ θα αναλύσουμε μερικά από τα πιο βασικά:

 

1. Form Factor (μορφή)

Η μορφή και οι διαστάσεις του UPS αποτελούν βασικά στοιχεία για την επιλογή του, έχοντας άμεσα να κάνει με τον τρόπο και χώρο τοποθέτησής του.

 

Υπάρχουν UPS που είναι μόνο Rack με συγκριμένες διαστάσεις ως προς το ύψος, (π.χ. 1U, 2U, 3U, 5U, 6U, όπου το κάθε “U” αντιπροσωπεύει 44 χιλιοστά). Εδώ επίσης, το βάθος ίσως παίξει ρόλο γιατί μερικές καμπίνες απατούν βάθος κάτω από 40 εκατοστά. Άλλα έχουν τη μορφή Rack και Tower πολυμορφικά, (π.χ. να παρέχουν «ποδαράκια» στήριξης για διαμόρφωση Tower, όπως και «σιδηρόδρομο» για εγκατάσταση σε Rack, και καλύτερα βέβαια χωρίς έξτρα κόστος). Τέλος υπάρχουν και μόνο Tower. Σε αυτή την περίπτωση οι διαστάσεις και ο ελεύθερος χώρος παίζουν σημαντικό ρόλο για την επιλογή και εγκατάσταση, (π.χ. εάν το UPS είναι μέσα σε κλειστό ή στριμωγμένο χώρο – όπως σε ένα kiosk ή cabinet – θέλουμε ελάχιστο χώρο εξαερισμού, και μικρές διαστάσεις), ή ακόμη και εντοιχισμένο (wall-mountable), όπως σε περιπτώσεις χρήσης για συστήματα ασφάλειας και άλλες επαγγελματικές εγκαταστάσεις.

 

2. Load (φορτίο)

Το φορτίο που θα πρέπει να «σηκώσει» το UPS είναι πρωταρχικής σημασίας. Εδώ υπάρχει σύγχυση μεταξύ VA και Watts. Αυτό που μας ενδιαφέρει είναι τα Watts, δηλαδή η πραγματική κατανάλωση του συνδεδεμένου φορτίου!

 

Το VA (Volt-Amperes) χρησιμοποιείται συχνά σαν ένδειξη από τους κατασκευαστές, αλλά θα λέγαμε ότι χρησιμοποιείται περισσότερο για λόγους marketing. Η σχέση μεταξύ VA και Watts ονομάζεται Power Factor. Η τιμή του Power Factor (και όχι μόνο όπως θα δούμε παρακάτω), καθορίζει την επαγγελματική κατηγορία ενός UPS και επίσης την χρησιμότητά του ως προς το συνδεδεμένο φορτίο. Για παράδειγμα, μπορούμε να έχουμε ένα UPS 1500VA με Power Factor 0,6 που συνεπάγεται μόνο 900 Watts, (1500 x 0,6), ή ένα UPS 1500VA με Power Factor 0,9 που συνεπάγεται 1350 Watts.

 

Ένα Power Factor της τάξης του 0,6 (υπάρχει ακόμη και 0,55 ή 0,5) σημαίνει συνήθως UPS γενικής χρήσης, ενώ 0,9 (ή 0,8 ή 0,7 ή ακόμη και 1,0) έχουν οι πιο επαγγελματικές μονάδες.

Προφανώς, το Power Factor είναι ένας από τους καθοριστικούς παράγοντες για το κόστος ενός UPS.

 

3. Run-Time (Χρόνος παροχής Backup)

Πρόκειται για έναν πολύ σημαντικό παράγοντα, επίσης πρωταρχικής σημασίας για την επιλογή του σωστού UPS. Πρέπει να γνωρίζουμε πιο είναι το μέγιστο φορτίο που θα πρέπει να «σηκώσει» το σύστημα αυτό (σε Watts), και για πόσο χρόνο να μπορεί να το σηκώσει σε περίπτωση διακοπής ρεύματος.

 

Ο τύπος και αριθμός μπαταριών που περιέχει το UPS είναι καθοριστικός ως προς το backup που παρέχει. Για λόγους ασφάλειας και προφύλαξης του UPS από πολύ χαμηλές τάσεις, και σε συνδυασμό με την τοπολογία του UPS, (off-line, Line Interactive, ή online – δείτε εξηγήσεις πιο κάτω), είναι καλό να έχουμε ένα περιθώριο χαλαρότητας ως προς την μεγίστη τιμή του φορτίου σε Watts που μπορεί να σηκώσει το UPS.

 

Για την Ελλάδα, η μέγιστη τιμή ανέρχεται σε 90-95%, που σημαίνει ότι ένα UPS των 1350 Watts και μέγιστη ικανότητα φορτίου στα 230V, δεν θα πρέπει να φορτώνεται πάνω από περιπου 1250 Watt. Τα UPS με τοπολογία On-Line είναι τα πιο ανθεκτικά σε μεγάλες διακυμάνσεις τάσης και σε περιπτώσεις φορτίου στο 100% της ικανότητάς τους.

 

4. Power Signature Output Type – Ημίτονο Εξόδου (Step, Simulated & Pure Sine-Wave)

Ένας άλλος πάρα πολύ σημαντικός παράγοντας πρωταρχικής σημασίας για την επιλογή του σωστού UPS είναι το Power Signature Output Type.

 

Εδώ το θέμα γίνεται πολύ πιο τεχνικό, και είναι επίσης ένα από τα σημεία μεγάλης σύγχυσης στην αγορά. Πολλά λάθη γίνονται σε αυτό το κομμάτι, με αποτέλεσμα το UPS να είναι ουσιαστικά άχρηστο σε περίπτωση διακοπής ρεύματος.

Επιπλέον, ο τύπος του ημιτόνιου εξόδου είναι ένας από τους καθοριστικούς παράγοντες για το κόστος του UPS. Δεν μιλάμε για την έξοδο τάσης όταν η παροχή του UPS είναι μέσω ΔΕΗ, αλλά για την τάση που παρέχει το UPS όταν συμβεί διακοπή ρεύματος.κτά σε πολλές συσκευές. Συγκεκριμένα, υπολογιστές με νέας τεχνολογίας active-PFC τροφοδοτικά, (όπως τα μοντέρνα Apple PCs, οι σύγχρονοι servers, τα Gaming PCs, και βασικά ό,τι διαθέτει σύγχρονο τροφοδοτικό άνω των 300W), απαιτούν «καθαρό» ημίτονο για την λειτουργία τους.

Ένα UPS με ημικαθαρό ημίτονο δεν θα διατηρήσει τη συνδεδεμένη συσκευή σε λειτουργία όταν συμβεί διακοπή ρεύματος – θα κλείσει απότομα.

 

Καθαρό ημίτονο εξόδου χρειάζονται επίσης όλες οι συσκευές που περιέχουν μεγάλα μοτέρ, (π.χ, αντλίες, ψυγεία, κλιματιστικά, τρυπάνια, κ.λπ.). Τέλος, το καθαρό ημίτονο χρειάζεται επίσης για την αναπαραγωγή ήχου υψηλής πιστότητας (π.χ. HiFi).

Όλα τα επαγγελματικά UPS, (βασικά ό,τι είναι on-line, ή επαγγελματικό line-interactive), πρέπει να έχουν έξοδο από μπαταρία με καθαρό ημίτονο.

 

Η κάτω εικόνα δείχνει ένα ημικαθαρό σε σχέση με ένα καθαρό ημίτονο και η κόκκινη ένδειξη το πρόβλημα συμβατότητας με active-PFC τροφοδοτικά.

 

Η παραμόρφωση σε ένα ημικαθαρό ημίτονο αυξάνεται σε συσχετισμό με το συνδεδεμένο φορτίο. Δηλαδή, το «σκαλάκι» στην μέση που παράγει το ημικαθαρό ημίτονο, μεγαλώνει σε σχέση με το φορτίο. Για αυτό σε μη επαγγελματικα UPS παρατηρούμε ότι εάν το φορτίο ξεπεράσει περίπου το 40% της ικανότητάς τους, τότε ξαφνικά θα σταματήσουν να υποστηρίζουν συσκευές με active-PFC τροφοδοτικά.

Η παραμόρφωση σε ένα ημικαθαρό ημίτονο αυξάνεται σε συσχετισμό με το συνδεδεμένο φορτίο. Δηλαδή, το «σκαλάκι» στην μέση που παράγει το ημικαθαρό ημίτονο, μεγαλώνει σε σχέση με το φορτίο. Για αυτό σε μη επαγγελματικα UPS παρατηρούμε ότι εάν το φορτίο ξεπεράσει περίπου το 40% της ικανότητάς τους, τότε ξαφνικά θα σταματήσουν να υποστηρίζουν συσκευές με active-PFC τροφοδοτικά.

 

5. Επιλογή τύπου Τοπολογίας – On-Line / Line-Interactive / Off-Line)

Ακόμη ένας πολύ σημαντικός παράγοντας για την επιλογή του καταλλήλου UPS. Από εμπορική πλευρά, τα On-Line έχουν μεγαλύτερο κόστος, τα επαγγελματικά Line-Interactive έρχονται δεύτερα, ακολουθούν τα «πιο απλά» Line-Interactive, και τέλος τα Off-Line (standby).

Από τεχνικής άποψης υπάρχουν σημαντικές διαφορές που καθορίζον την λειτουργία και χρήση σε διάφορες εφαρμογές.

Βασικά χαρακτηριστικά είναι ως εξής:

 

OffLine: Κυρίως μη επαγγελματικά UPS με μη καθαρό ημίτονο εξόδου. Επίσης, χωρίς καμιά διόρθωση τάσης εκτός από φιλτράρισμα surge. Εάν η τάση της ΔΕΗ πέσει κάτω από 192V ή ανέβει πάνω από 263V θα γυρίσουν σε λειτουργία backup από μπαταρία. Εάν κοπεί το ρεύμα γυρίζουν σε λειτουργία από μπαταρία σε λιγότερο από 10ms, (τα 10ms είναι αποδεκτά εφόσον τα τροφοδοτικά αντέχουν τουλάχιστον μέχρι 15ms  διακοπή τάσης χωρίς να διακόπτουν την λειτουργία τους).

Συνήθως έχουν πολύ μικρό backup χρόνο, και γυρίζουν σε μπαταρία πιο συχνά από άλλα UPS όταν υπάρχει χαμηλή τάση. Η αντοχή τους σε μεγάλες αυξομειώσεις φορτίου και τάσης είναι σχετικά μικρή. Μερικές από τις εφαρμογές των Off-Line UPS είναι σε συστήματα ασφάλειας, τερματικά PoS, μικροί υπολογιστές (clients), φώτα, routers, switches, Wi-Fi hot spots, και άλλα παρόμοια.

 

LineInteractive: Η τεχνολογία είναι βασισμένη σε μετασχηματιστές AVR, (Automatic Voltage Regulators). Όταν η τάση περάσει στο UPS, το σύστημα θα τη ρυθμίσει, (θα την μεγαλώσει ή θα την μικρύνει ανάλογα), εάν είναι 7~10% πάνω ή κάτω από την σταθερή τιμή που έχει οριστεί. Είναι 230V στα περισσότερα UPS, αν και πολλά από τα επαγγελματικά μπορούν να ρυθμίζουν αυτή την τιμή ανάλογα με την περιοχή εγκατάστασης. Για παράδειγμα, εάν ο ορισμός της τάσης είναι 230V και ξαφνικά η τάση πέσει κάτω από 10% (δηλαδή στα 207V), τότε το AVR θα την ανεβάσει κατά 10% (boost function), χωρίς να χρειαστεί να γυρίσει σε τάση εξόδου από μπαταρία.

Αξίζει να σημειώσουμε ότι μέχρι κάποιο ποσοστό διαφοροποίησης της τάσης, (συνήθως 10% αλλά και λιγότερο σε πιο επαγγελματικά UPS), το AVR δεν θα κάνει τίποτα και η τάση θα βγει στην έξοδο μετά από ένα φιλτράρισμα surge.

Η αντοχή των συγκεκριμένων UPS σε μεγάλες αυξομειώσεις φορτίου και τάσης είναι σχετικά καλή. Τα δυο μεγαλύτερα μειονεκτήματα σε σύγκριση με την τοπολογία On-Line είναι το ότι δεν έχουν δυνατότητα σταθερής τάσης στην έξοδο, (π.χ. να ορίσουμε ότι πάντα θα έχουμε 230V, όση δηλαδή και να είναι η τάση εισόδου) και δεύτερον ότι σε περίπτωση σοβαρής βλάβης του UPS, το σύστημα κλείνει και μαζί του και οι συσκευές που είναι συνδεδεμένες. Για αυτόν το λόγο σε εφαρμογές που είναι πολύ κρίσιμες, πρέπει να συμπεριλαμβάνεται στην εγκατάσταση κάποιο συνοδευτικό hardware όπως για παράδειγμα ένα Automatic Transfer Switch PDU.

 

Τα Line-Interactive UPS συνήθως φτάνουν μέχρι 6KVA το πολύ, γιατί μετά οι AVR μετασχηματιστές είναι υπέρογκοι και προσθέτουν τεράστιο βάρος ενώ χωρίζονται σε επαγγελματικά και μη επαγγελματικά:

 

Τα επαγγελματικά βγάζουν καθαρό ημίτονο, συνήθως έχουν μεγάλη συνδεσιμότητα με υπολογιστές και με δίκτυα, μεγάλο Power Factor (0,7 ~ 1,0), και έχουν πολλαπλά AVR για σταθεροποίηση της τάσης χωρίς χρήση μπαταρίας, (π.χ. double-boost για χαμηλές τάσεις και buck για να κατεβάζουν υψηλές τάσεις). Μερικά μπορούν να διορθώσουν τάση από 150V~300V σε πολύ ικανοποιητικά επίπεδα, χωρίς χρήση μπαταρίας. Εάν υπάρξει διακοπή ρεύματος, γυρίζουν σε λειτουργία μπαταρίας σε λιγότερο από 4ms. Συνήθως έχουν μεγάλο backup χρόνο και πολλά δέχονται και επέκταση μπαταριών.

Μερικές από τις εφαρμογές τους είναι σε Data Centers & Server Rooms, συσκευές με δυνατά μοτέρ και βασικά ό,τι χρειάζεται καθαρό ημίτονο εξόδου, συνδεσιμότητα με πρόσβαση μέσω δικτύου, όπου χρειάζεται μεγαλύτερος χρόνος backup. Κύρια πλεονεκτήματα σε σχέση με την τοπολογία On-Line είναι η πολύ χαμηλότερη κατανάλωση ρεύματος καθώς και ο πολύ λιγότερος θόρυβος λειτουργίας.

 

Τα μη επαγγελματικα βγάζουν ημικαθαρό ημίτονο, έχουν περιορισμένη συνδεσιμότητα με υπολογιστές, μικρότερο Power Factor (0,5 ~ 0,6), και συνήθως έχουν ένα boost- AVR με 10% διόρθωση για χαμηλές τάσεις. Μερικά έχουν επίσης και buck-AVR για να κατεβάζουν υψηλές τάσεις. Εάν κοπεί το ρεύμα γυρίζουν σε λειτουργία μπαταρίας σε λιγότερο από 8ms. Συνήθως, έχουν πολύ μικρό backup χρόνο. Μερικές από τις εφαρμογές τους είναι σε συστήματα ασφάλειας, τερματικά PoS, μικροί υπολογιστές, φώτα, routers, switches, Wi-Fi hot spots, κ.λπ.

 

On-Line: Η τεχνολογία είναι βασισμένη σε double-conversion (Rectifier & Inverter). Το ρεύμα εισέρχεται μέσα στο UPS από το δίκτυο της ΔΕΗ, μετατρέπεται σε DC και αποθηκεύεται στις μπαταρίες. Στη συνέχεια μετατρέπεται από DC σε AC, και βγάζει μια σταθερή τάση στην έξοδο στην τιμή που προγραμματίζουμε, (π.χ. 230V ή όπως ρυθμιστεί ανάλογα με την περιοχή εγκατάστασης – συνήθως από 200V~240V).

Τα UPS αυτά θωρούνται πάντα επαγγελματικά, βγάζουν μόνο καθαρό ημίτονο, συνήθως έχουν μεγάλη συνδεσιμότητα με υπολογιστές και με δίκτυα, και μεγάλο Power Factor (0,8 ~ 1,0). Η αντοχή τους σε μεγάλες αυξομειώσεις φορτίου και τάσης είναι πολύ καλή και μερικά από αυτά μπορούν να διορθώσουν την τάση (ανάλογα με το φορτίο τους) από 120V~300V. Εάν συμβεί διακοπή ρεύματος, συνεχίζουν λειτουργία από μπαταρία σε 0ms. Συνήθως, έχουν μεγάλο backup χρόνο και τα περισσότερα δέχονται επέκταση μπαταριών.

Μερικές από τις εφαρμογές τους είναι σε Ιατρικά μηχανήματα, Data Centers & Server Rooms, συσκευές με δυνατά μοτέρ και βασικά ό,τι χρειάζεται καθαρό ημίτονο εξόδου, συνδεσιμότητα με πρόσβαση μέσω δικτύου, όπου χρειάζεται μεγαλύτερος χρόνος backup. Μετά τα 6KVA όλα τα κανονικά UPS είναι On-Line.

Κύρια πλεονεκτήματα σε σχέση με την τοπολογία Line-Interactive αποτελούν το ότι έχουν δυνατότητα σταθερής τάσης στην έξοδο, (π.χ. να ορίσουμε ότι πάντα θα έχουμε 230V) και δεύτερον ότι σε περίπτωση σοβαρής βλάβης του UPS, το σύστημα γυρίζει σε bypass-mode, δηλαδή η είσοδος τάσης γίνεται έξοδος, χωρίς να κλείνουν οι συνδεδεμένες συσκευές.

Μειονεκτήματα σε σχέση με την τοπολογία Line-Interactive είναι η πολύ υψηλότερη κατανάλωση ρεύματος, καθώς και ο περισσότερος θόρυβος λειτουργίας.

 

6. Άλλοι παράγοντες για την επιλογή του κατάλληλου UPS

Εκτός από τους παραπάνω πρωταρχικούς παράγοντες που αναλύσαμε αρκετά, υπάρχουν και άλλοι για την επιλογή του κατάλληλου συστήματος, μερικοί από τους οποίους είναι βασικοί για συγκεκριμένες εφαρμογές.

Περιληπτικά μερικοί από αυτούς είναι:

 

Τύπος υποδοχών ρεύματος: κυρίως μεταξύ IEC και Σούκο

Θόρυβος λειτουργίας

Προϋπολογισμός κόστους & σέρβις: αρχική τιμή, ποιότητα, διάρκεια ζωής, τρόπος και συχνότητα σέρβις, τοπική υποστήριξη, ευκολία αντικατάστασης μπαταριών, τύπος μπαταριών, κατανάλωση ρεύματος, κ.λπ. Σημασία έχει το T.C.O.  – Ολικό Κόστος Ιδιοκτησίας και όχι μόνο η αρχική τιμή!

Απαιτήσεις διαχείρισης συστήματος: υποστήριξη λειτουργικού συστήματος, λογισμικό bundle, ενδείξεις, αυτόματες ειδοποιήσεις, δίκτυο και διαχείριση εξ-αποστάσεως, Emergency Power Off, αισθητήρες περιβάλλοντος, οδηγίες εγκατάστασης και χρήσης, τι περιλαμβάνει η τιμή, κ.λπ.

Μελλοντική επέκταση: υποδοχές, δίκτυο, επέκταση μπαταριών για περισσότερο χρόνο backup, κ.λπ.

Τιμή/Απόδοση: ποιότητα, χαρακτηριστικά, υποστήριξη, branding

Εμφάνιση: π.χ. εάν σε high-profile περιβάλλον, όπως home-cinema, κ.λπ.

 

Όπως βλέπουμε, η επιλογή του κατάλληλου UPS δεν είναι μια απλή υπόθεση. Πάντα να συμβουλεύεστε έναν ειδικό System Integrator για να πάρετε την καλύτερη δυνατή απόφαση.

Related Posts