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.
1. 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.
2. Χρόνος Παροχής Back up
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.
3. 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:
Off–Line: 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.
Line–Interactive: 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 επαγγελματικά βγάζουν ημι-καθαρό 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.
