ما هو مصدر الطاقة المستمر؟ لماذا نحتاج إليه؟ كيف نختار؟

يتمتع UPS عبر الإنترنت، والمعروف أيضًا باسم UPS التحويل المزدوج، بأعلى مستوى حماية بين الأنواع الثلاثة. وهي تعمل في وقت واحد مع مرافق الطاقة. بعد دخول الطاقة الرئيسية، سيتم أولاً تصحيحها وتحويلها إلى طاقة DC، ومن ثم سيقوم العاكس بإخراج طاقة AC نظيفة ومستقرة إلى المعدات للاستخدام. عند انقطاع التيار الكهربائي، ستتحول وحدة UPS على الفور إلى مصدر طاقة البطارية الداخلي. بسبب استقرار الجهد المستمر والترشيح، لا يوجد أي تأخير في التحويل في العملية بأكملها، ويمكن للنظام الاستمرار في العمل دون انقطاع.

يمكن لهذا النوع من UPS أن يقوم بتصفية ضوضاء الطاقة والارتفاعات المفاجئة بشكل فعال، مما يوفر أفضل جودة للجهد. ومع ذلك، نظرًا لهيكلها المعقد وحجمها الكبير، فإن تكلفة البناء مرتفعة أيضًا، وعادةً ما يتم استخدامها في بيئات مثل غرف الاتصالات أو المعدات الطبية أو مراكز البيانات الكبيرة التي تتطلب جودة طاقة عالية للغاية.

عادة ما تكون UPS غير المتصلة بالإنترنت، والمعروفة أيضًا باسم UPS الاحتياطية، في وضع الاستعداد وتبدأ فقط بإمداد طاقة البطارية الداخلية عند انقطاع التيار الكهربائي أو الجهد غير الطبيعي. نظرًا للحاجة إلى التبديل أثناء عملية التبديل، سيكون هناك وقت تأخير قصير جدًا، مما يؤدي إلى حماية منخفضة نسبيًا. إنه ذو تصميم هيكلي بسيط، وصغير الحجم، وخفيف الوزن، ومنخفض التكلفة، ومناسب لأجهزة الكمبيوتر المنزلية العامة، أو المعدات المكتبية، أو المنتجات الإلكترونية الاستهلاكية، ولا يتطلب بيئة تطبيق إمدادات طاقة مستقرة للغاية.

تعمل UPS التفاعلية عبر الإنترنت بين أوضاع الاتصال بالإنترنت وغير المتصلة بالإنترنت. عندما تكون الطاقة الرئيسية طبيعية، سيتم إخراج الطاقة مباشرة إلى المعدات من خلال المحول، وسيعمل العاكس كشاحن للبطارية. بمجرد اكتشاف جهد غير طبيعي للتيار الكهربائي أو انقطاع التيار الكهربائي، ستتحول UPS على الفور إلى مصدر طاقة البطارية. سيقوم العاكس بتحويل التيار المباشر (DC) في البطارية إلى تيار متردد (AC) وإخراجه إلى نهاية التحميل. تكون عملية التحويل الشاملة أسرع من عملية التحويل دون الاتصال بالإنترنت ولن تؤثر على تشغيل الجهاز.

بالمقارنة مع الأنظمة عبر الإنترنت التي تؤدي التحويل المزدوج بشكل مستمر، فهي تتميز باستهلاك أقل للطاقة وأكثر فعالية من حيث التكلفة، مما يجعلها مستخدمة على نطاق واسع في مضيفي خوادم المؤسسات الصغيرة والمتوسطة الحجم، وخزائن الشبكات، ومعدات الاتصالات، وغيرها من المجالات ذات الطلب المعتدل لاستقرار الطاقة.

عند اختيار UPS، من المهم أولاً معرفة السعة المطلوبة لـ UPS. إذا كانت سعة UPS كبيرة جدًا، فسوف تهدر التكاليف؛ إذا كان صغيرًا جدًا، فقد يتسبب في انقطاع التيار الكهربائي أو إيقاف التشغيل التلقائي بسبب الحمل الزائد.

عادةً ما يتم التعبير عن قدرة UPS بـ kVA (كيلو فولت أمبير) أو كيلووات (كيلووات). يوصى بحجز حوالي 20% إلى 30% من مساحة التوسعة بناءً على إجمالي استهلاك الطاقة للخوادم أو معدات الشبكة كمخزن مؤقت للسلامة لمنع تقادم البطارية أو توسعها.

بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن طاقة الخرج الفعلية لـ UPS تبلغ حوالي 80%، مما يعني أن 10 كيلو فولت أمبير تعادل 8 كيلو واط فقط (عامل الطاقة 0.8). وبناء على هذا الحساب، إذا كان إجمالي استهلاك الطاقة 15 كيلوواط:
عامل الأمان المحجوز → 15 * 1.25 = 19 كيلو واط
قم بتحويل سعة UPS → 19 ÷ 0.8=24 كيلو فولت أمبير تقريبًا
لذلك، يوصى باختيار UPS بسعة 24 كيلو فولت أمبير أو أعلى لضمان التشغيل المستقر.

يعتمد وقت النسخ الاحتياطي لـ UPS على سعة البطارية ونسبة التحميل. يمكن أن يضمن النسخ الاحتياطي قصير المدى (5-15 دقيقة) إيقاف تشغيل النظام بشكل آمن، بينما يمكن للنسخ الاحتياطي طويل المدى (أكثر من 30 دقيقة) أن يدعم التشغيل المستمر. صيغة حساب وقت النسخ الاحتياطي هي كما يلي:

دقائق النسخ الاحتياطي = سعة البطارية × جهد البطارية × كفاءة UPS ÷ القدرة الكهربائية للحمل × 60

إذا كانت سعة البطارية أكبر، وكانت القوة الكهربائية للحمل أقل، وكانت كفاءة UPS أعلى (مثل التفاعل عبر الإنترنت)، فسيكون وقت النسخ الاحتياطي أطول نسبيًا.
بالإضافة إلى ذلك، يعد نوع البطارية أيضًا أحد العوامل الرئيسية في اختيار UPS. في الوقت الحاضر، يمثل معدل استخدام بطاريات الرصاص الحمضية حوالي 63% من السوق، ويمثل معدل استخدام بطاريات الليثيوم حوالي 27% من السوق. تعتبر بطاريات الرصاص الحمضية غير مكلفة وسهلة الصيانة، ومناسبة لغرف الكمبيوتر العامة والمؤسسات الصغيرة والمتوسطة الحجم، ولكنها ذات حجم كبير وعمر افتراضي يصل إلى حوالي 3-5 سنوات؛ تتمتع بطاريات الليثيوم بكفاءة شحن وتفريغ ممتازة، ويصل عمرها الافتراضي إلى 8-10 سنوات. على الرغم من أن تكلفة الشراء الأولية مرتفعة نسبيًا، إلا أنها أيضًا خيار جيد للاستخدام على المدى الطويل.

تحتاج UPS إلى مطابقة الجهد ورقم الطور وتردد الخرج لمصدر الطاقة الموجود في الموقع. جهد الإدخال الشائع في تايوان هو 110 فولت أو 220 فولت، بينما تستخدم مراكز البيانات الكبيرة أو المعدات الصناعية طاقة ثلاثية الطور. لذلك، عند إجراء عملية شراء، من المهم التأكد من جهد UPS، سواء كان يدعم الطاقة أحادية الطور أو ثلاثية الطور، وتردد الخرج. تحتوي بعض الطرز المتقدمة على تثبيت تلقائي للجهد ودعم مراحل متعددة. إذا كانت هناك حاجة، يمكن للشركات أيضًا الاختيار وفقًا لاحتياجاتها الخاصة.

بعد كل شيء، UPS هو خط الدفاع الأول في نظام الطاقة، لذلك يوصى بالتحقق مما إذا كان يتمتع بمستوى أمان وجودة عالمي عند الاختيار. تشمل المعايير المشتركة IEC (اللجنة الكهروتقنية الدولية)، وUL (معايير السلامة بالولايات المتحدة)، وCE (شهادة الاتحاد الأوروبي)، والتي يمكن استخدامها لمراقبة ما إذا كانت أنظمة UPS تلبي معايير السلامة من حيث السلامة الكهربائية، ومقاومة الحرارة، ومقاومة الحريق، والتوافق الكهرومغناطيسي (EMC).