Qu'est-ce qu'une alimentation sans interruption ? Pourquoi en avons-nous besoin ? Comment choisissons-nous ?
À l'ère actuelle d'informatisation globale, les entreprises ont des exigences de plus en plus élevées en matière de stabilité de l'électricité. Une brève panne de courant peut entraîner une interruption du système ou une perte de données, et une alimentation de secours fiable est devenue cruciale pour les opérations de l'entreprise. Ces dernières années, les alimentations sans interruption ont de nouveau retenu l'attention, mais il existe de nombreux modèles et de grandes différences dans les spécifications sur le marché, allant du montage en tour et en rack à différentes durées d'alimentation et de sauvegarde, laissant souvent les entreprises ne sachant pas par où commencer, et pouvant même ne pas comprendre ce qu'est un UPS. Cet article part du principe de l'UPS, analyse en profondeur l'architecture opérationnelle et les points de sélection de l'UPS, et aide les entreprises à sélectionner rapidement la solution d'alimentation sans interruption vraiment adaptée qui répond à leurs besoins.
UPS (Uninterruptible Power Supply) est un dispositif de stockage d'énergie qui peut fournir immédiatement de l'électricité en cas d'anomalie ou de panne de courant dans l'alimentation principale. Il forme un circuit de conversion et de stockage d'énergie via des batteries internes, des redresseurs et des onduleurs, permettant à l'équipement de continuer à fonctionner sans interruption en cas de panne de courant. Pour les serveurs et les périphériques réseau qui nécessitent un calcul haute densité, disposer d'un UPS équivaut à disposer d'une alimentation de secours, créant ainsi une ligne de défense électrique pour un fonctionnement stable et continu et la sécurité des données.
- Empêche la perte de données et l'interruption du système : lorsque le système UPS détecte une anomalie d'alimentation, il peut passer à l'alimentation par batterie interne en quelques millisecondes, permettant ainsi aux serveurs et aux périphériques de stockage de continuer à fonctionner.
- Stabilise la tension et filtre le bruit : grâce à des mécanismes de rectification et d'inversion, le système UPS produit un courant stable, évitant ainsi les dommages matériels causés par les surtensions et les interférences.
- Prolonge la durée de vie de l'équipement : réduit l'impact des cycles de marche/arrêt fréquents et des surtensions sur les composants électroniques, maintenant ainsi un fonctionnement stable à long terme.
- Assure une sauvegarde fluide des données : lorsqu'une panne de courant dépasse le temps de charge, le système UPS peut automatiquement émettre une alerte et aider à l'arrêt en toute sécurité du système, évitant ainsi le risque de corruption de données ou de perte de fichiers.
Le principe de base d’un UPS est d’assurer une alimentation électrique ininterrompue. Dans des conditions d'alimentation normales, l'onduleur régule et filtre simultanément la tension de l'équipement (pour éviter toute instabilité de tension ou surtensions) et charge ses batteries internes. Cependant, en cas de panne de courant ou d'anomalie de tension, l'onduleur passe automatiquement sur batterie en quelques millisecondes. Le redresseur convertit d'abord l'alimentation secteur CA (CC) en CA, et l'onduleur reconvertit ensuite le CC en CA. C'est ce qu'on appelle la double conversion, qui donne une onde sinusoïdale de sortie plus propre et moins bruyante. Grâce à ce processus de conversion de puissance, l'onduleur peut prendre le relais en douceur en cas de panne de courant, évitant ainsi le risque de perte de données ou de redémarrage de l'équipement.
L'onduleur en ligne, également connu sous le nom d'onduleur à double conversion, possède le niveau de protection le plus élevé parmi les trois types. Il fonctionne simultanément avec les installations électriques. Une fois l'alimentation secteur entrée, elle sera d'abord rectifiée et convertie en alimentation CC, puis l'onduleur fournira une alimentation CA propre et stable à l'équipement pour utilisation. Lorsque l'alimentation secteur est interrompue, l'onduleur passe immédiatement à l'alimentation par batterie interne. Grâce à la stabilisation et au filtrage continus de la tension, il n'y a aucun retard de conversion dans l'ensemble du processus et le système peut continuer à fonctionner sans interruption.
Ce type d'onduleur peut filtrer efficacement le bruit électrique et les surtensions, offrant ainsi la qualité de tension la plus propre. Cependant, en raison de sa structure complexe et de sa grande taille, le coût de construction est également élevé et il est généralement utilisé dans des environnements tels que les salles de télécommunications, les équipements médicaux ou les grands centres de données qui nécessitent une qualité d'alimentation extrêmement élevée.
L'onduleur hors ligne, également connu sous le nom d'onduleur de secours, est généralement en mode veille et ne démarre l'alimentation par batterie interne qu'en cas de panne de courant ou de tension anormale. En raison de la nécessité d'un commutateur pendant le processus de commutation, il y aura un temps de retard très court, ce qui entraînera une protection relativement faible. Il a une conception structurelle simple, une petite taille, un poids léger et un faible coût, adapté aux ordinateurs domestiques généraux, aux équipements de bureau ou aux produits électroniques grand public, et ne nécessite pas un environnement d'application d'alimentation électrique très stable.
L'UPS interactif en ligne fonctionne entre les modes en ligne et hors ligne. Lorsque l'alimentation secteur est normale, l'alimentation sera directement transmise à l'équipement via le transformateur et l'onduleur agira comme un chargeur de batterie. Dès qu'une tension secteur anormale ou une panne de courant est détectée, l'onduleur passe immédiatement à l'alimentation par batterie. L'onduleur convertira le courant continu (CC) de la batterie en courant alternatif (AC) et le transmettra à l'extrémité charge. Le processus de conversion global est plus rapide que hors ligne et n'affectera pas le fonctionnement de l'équipement.
Comparé aux systèmes en ligne qui effectuent en permanence une double conversion, il consomme moins d'énergie et est plus rentable, ce qui le rend largement utilisé dans les hôtes de serveurs de petites et moyennes entreprises, les armoires réseau, les équipements de communication et d'autres domaines ayant une demande modérée de stabilité électrique.
Lors du choix d'un système d'alimentation sans interruption UPS, en plus de considérer le type d'UPS, il est également important de comprendre ses spécifications d'alimentation, l'efficacité de la batterie et sa sécurité certifiée. Différents modèles d'onduleurs présentent des différences en termes de capacité électrique, de durée de sauvegarde et d'autres aspects. Il est recommandé d'évaluer les besoins réels d'utilisation de l'UPS en fonction des quatre points clés suivants avant d'acheter.
Lors de la sélection d’un UPS, il est important de connaître d’abord la capacité requise de l’UPS. Si la capacité de l'onduleur est trop grande, cela entraînera un gaspillage de coûts ; S'il est trop petit, cela peut provoquer une panne de courant ou un arrêt automatique en raison d'une surcharge.
La capacité de l'onduleur est généralement exprimée en kVA (kilovoltampère) ou en kW (kilowatt). Il est recommandé de réserver environ 20 à 30 % d'espace d'extension en fonction de la consommation électrique totale des serveurs ou des équipements réseau comme tampon de sécurité pour éviter le vieillissement ou l'expansion de la batterie.
De plus, comme la puissance de sortie réelle de l'onduleur est d'environ 80 %, ce qui signifie que 10 kVA n'équivaut qu'à 8 kW (facteur de puissance 0,8). Sur la base de ce calcul, si la consommation électrique totale est de 15 kW :
Facteur de sécurité réservé → 15 * 1,25=19kW
Convertir la capacité de l'onduleur → 19 ÷ 0,8 = environ 24 kVA
Par conséquent, il est recommandé de choisir un UPS d'une capacité de 24 kVA ou plus pour garantir un fonctionnement stable.
La durée de sauvegarde de l'onduleur dépend de la capacité de la batterie et du taux de charge. Une sauvegarde à court terme (5 à 15 minutes) peut garantir un arrêt sûr du système, tandis qu'une sauvegarde à long terme (plus de 30 minutes) peut prendre en charge un fonctionnement continu. La formule de calcul du temps d'autonomie est la suivante :
Minutes de sauvegarde = Capacité de la batterie x Tension de la batterie x Efficacité de l'onduleur ÷ Puissance de charge x 60
Si la capacité de la batterie est plus grande, la puissance de charge est inférieure et l'efficacité de l'onduleur est plus élevée (comme l'interactivité en ligne), la durée de sauvegarde sera relativement plus longue.
De plus, le type de batterie est également l’un des facteurs clés dans le choix de l’onduleur. À l'heure actuelle, le taux d'utilisation des batteries au plomb représente environ 63 % du marché et celui des batteries au lithium représente environ 27 % du marché. Les batteries au plomb sont peu coûteuses et faciles à entretenir, adaptées aux salles informatiques générales et aux petites et moyennes entreprises, mais elles ont un volume important et une durée de vie d'environ 3 à 5 ans ; Les batteries au lithium ont une excellente efficacité de charge et de décharge, avec une durée de vie allant jusqu'à 8 à 10 ans. Bien que le coût d’achat initial soit relativement élevé, ils constituent également un bon choix pour une utilisation à long terme.
L'onduleur doit correspondre à la tension, au numéro de phase et à la fréquence de sortie de l'alimentation électrique sur site. La tension d'entrée courante à Taiwan est de 110 V ou 220 V, tandis que les grands centres de données ou équipements industriels utilisent souvent une alimentation triphasée. Par conséquent, lors d'un achat, il est important de confirmer la tension de l'onduleur, s'il prend en charge une alimentation monophasée ou triphasée, ainsi que la fréquence de sortie. Certains modèles avancés disposent d'une stabilisation automatique de la tension et prennent en charge plusieurs phases. En cas de besoin, les entreprises peuvent également choisir en fonction de leurs propres besoins.
Après tout, l'UPS est la première ligne de défense du système électrique, il est donc recommandé de vérifier s'il présente une sécurité et une qualité de niveau international lors de la sélection. Les normes courantes incluent CEI (Commission électrotechnique internationale), UL (normes de sécurité des États-Unis) et CE (certification de l'Union européenne), qui peuvent être utilisées pour vérifier si les systèmes UPS répondent aux normes de sécurité en termes de sécurité électrique, de résistance à la chaleur, de résistance au feu et de compatibilité électromagnétique (CEM).
Les méthodes d'installation de l'onduleur sont principalement divisées en montage en rack et en tour, qui présentent des différences en termes de conception de volume, de flexibilité d'installation et de domaines applicables. Généralement, lors du choix, les deux points suivants sont généralement pris en compte en priorité :
L'onduleur monté en rack est un onduleur spécialement conçu pour les salles informatiques et les armoires de serveurs. Il peut être installé horizontalement dans un rack standard de 19 pouces, avec une intégration élevée et une gestion de ligne soignée, ce qui le rend adapté aux environnements informatiques nécessitant une gestion centralisée. Les caractéristiques des onduleurs montés en rack sont un volume plat, plusieurs couches empilables et souvent configurées avec des commutateurs, des périphériques de stockage, etc. à l'intérieur de l'armoire, ce qui peut efficacement économiser de l'espace au sol et effectuer une maintenance modulaire. L'unité montée en rack 1U mesure 44,45 mm. Lors de l'installation, il convient de prêter attention à la limite de hauteur de l'armoire. Dans le cas de petites armoires et d'armoires murales, il convient de veiller particulièrement à ce que la profondeur de l'onduleur soit adaptée à une installation fluide dans l'armoire.
L'onduleur de type tour adopte une conception verticale, ressemblant à un ordinateur hôte en apparence, et peut être placé indépendamment sans avoir besoin d'une armoire, ce qui rend l'installation plus flexible qu'une armoire. Convient pour un placement dans des bureaux généraux, des comptoirs de vente au détail, des laboratoires et d'autres environnements, sans limitation par la taille du rack. Si l’espace est spacieux et les équipements dispersés, l’onduleur tour sera un choix plus simple.
Si l'équipement a déjà été centralisé dans l'armoire du serveur et qu'une surveillance et une gestion centralisée de l'alimentation sont nécessaires, l'onduleur monté en rack sera la seule option. Habituellement, ce type d'onduleur prend en charge le remplacement à chaud et peut être surveillé efficacement avec un système de gestion global du centre de données. Le nouvel UPS monté en rack est souvent associé à un système de batterie au lithium efficace, qui présente une efficacité de décharge et une durée de vie plus élevées, particulièrement adapté aux centres de données ou aux salles de services cloud. L'onduleur tour, en revanche, offre un espace d'installation plus flexible, un meilleur effet de dissipation thermique et, plus important encore, est plus abordable, adapté aux environnements avec un espace et des marges d'installation spacieux.
Le marché des UPS continue de croître, atteignant 8,63 milliards de dollars d'ici 2025 selon Research Nester, avec un taux de croissance prévu de 8 %. Le taux de croissance annuel est influencé par l'informatique haute densité et la construction de centres de données de pointe, faisant des onduleurs lithium-ion, de l'architecture modulaire et des conceptions à haute densité de puissance les tendances dominantes. Ce qui suit est un aperçu des tendances de développement des fabricants d’onduleurs de renommée internationale et des fabricants chinois d’onduleurs :
Le marché mondial des UPS est principalement dominé par quelques grandes entreprises. Leurs principaux modèles utilisent des conceptions de batteries lithium-ion, réduisant la taille et le poids de près de moitié par rapport aux modèles traditionnels au plomb, offrant une densité de puissance plus élevée et des capacités de charge rapide, ce qui les rend particulièrement adaptés aux déploiements de microdata centres et d'informatique de pointe. D'un autre côté, les principaux fabricants mondiaux mettent également l'accent sur la surveillance du cloud, l'efficacité énergétique et les conceptions modulaires évolutives pour répondre aux besoins d'expansion à long terme des utilisateurs d'entreprise dans le domaine des onduleurs. Le développement des grands fabricants internationaux démontre clairement que l'orientation concurrentielle des marques internationales est passée des simples fonctions de sauvegarde à une gestion modulaire intelligente, économe en énergie et surveillée dans le cloud – une tendance actuelle sur le marché des onduleurs.
Le marché chinois des UPS est devenu un enjeu international. Outre les marques internationales qui établissent des succursales en Chine continentale, les fabricants locaux font également preuve d'une forte compétitivité dans le secteur des onduleurs de petite et moyenne puissance. Certains fabricants d'onduleurs locaux sont depuis longtemps profondément impliqués dans les applications commerciales et industrielles nationales, proposant une gamme diversifiée de produits, notamment des onduleurs en ligne monophasés et triphasés et des onduleurs modulaires montés en rack. Ils intègrent des plates-formes de gestion de l'énergie pour réaliser une gestion intelligente de l'énergie à l'aide de protocoles de surveillance IA et de communication IoT.
En outre, certains fabricants d'onduleurs locaux se concentrent également sur les marchés nationaux et internationaux des PME et de l'intégration de systèmes, en proposant des versions d'onduleurs montés en rack et de batteries lithium-ion plus flexibles avec des avantages en matière de support logiciel. Grâce à la R&D locale à Taiwan et à la fabrication OEM mondiale, ils optimisent en permanence la densité de puissance et l'efficacité de la conversion énergétique, ce qui les rend plus flexibles et compétitifs que les fabricants internationaux en termes de contrôle des coûts et de rapidité de service.
Cela montre que le développement du marché chinois des onduleurs est également en train de passer d'une approche traditionnelle axée sur le matériel à une nouvelle étape d'intégration de la gestion intelligente de l'énergie et des services locaux.
Alors que les demandes informatiques des entreprises en matière d’IA continuent d’augmenter, la perte de données et les temps d’arrêt du système causés par les pannes de courant constitueront un défi crucial pour les opérations futures. En particulier dans les centres de données, les salles de serveurs et les environnements informatiques critiques, les systèmes UPS traditionnels, qui ne fournissent qu'une sauvegarde à court terme mais manquent de capacités de stabilisation de tension, d'efficacité énergétique et de surveillance à distance, auront du mal à répondre aux exigences des infrastructures modernes. Le système d'alimentation sans interruption UPS en ligne professionnel de TAFENG est conçu pour résoudre ces problèmes. Son architecture en ligne à double conversion et sa conception à haut rendement avec un facteur de puissance de 1,0 garantissent un temps de transfert nul pour la commutation de puissance et fournissent une qualité d'énergie propre et stable. Les conceptions montées en rack et autonomes prennent en charge la gestion intelligente de la batterie, le contrôle des prises programmables et plusieurs interfaces de communication, permettant aux administrateurs de surveiller l'état de l'équipement et les données de consommation d'énergie à tout moment via ViewPower. Combiné avec les armoires de serveurs montées en rack et les solutions de distribution d'énergie de TAFENG, il crée un environnement de gestion d'énergie modulaire. Utilisez les solutions UPS en ligne professionnelles de TAFENG pour créer le plus haut niveau de protection électrique et d'efficacité énergétique pour votre centre de données d'entreprise et vos systèmes réseau/serveur.
