مقدمه
بیشتر اطلاعات مربوط به یو پی اس های استاتیک و چرخشی از نظر فنی پیچیده بوده و جذب آن دشوار است. خوشبختانه تحقیقات زیادی در این باره انجام شده است و این مقاله سعی دارد این فناوری ها را به روشی ساده ارائه کند.
یو پی اس ها از نظر اندازه فیزیکی، وزن، شکل (به عنوان مثال، مستقل در رک)، ظرفیت، منبع برق ورودی پشتیبانی شده (به عنوان مثال، تک فاز در مقابل 3 فاز)، طراحی تکنولوژیکی، و هزینه بسیار متفاوت هستند. تمرکز این مقاله محدود به مقایسه یو پی اس های سه فاز استاتیک و چرخشی است که از مراکز داده پشتیبانی می کنند. جدول 1 برخی از معماری های رایج UPS استاتیک و چرخشی را نشان می دهد.
ملاحظات بازدهی
هنگام بحث در مورد بهره وری UPS، مهم است که منظور از اصطلاح "بازدهی" را تعریف کنید. تعریف بهره وری UPS باید با روشی که بازدهی برای کل مرکز داده تعریف می شود، سازگار باشد. بازدهی مرکز داده به عنوان نسبت وات بار IT به بار کل مرکز داده اندازه‌گیری میشود. این شاخص به عنوان بهره وری زیرساخت مرکز داده (DCiE) شناخته می شود. اگر 100 وات برق وارد مرکز داده شود و تنها 60 وات از آن به بارگذاری IT برسد، آن مرکز داده 60٪ کارآمد است (60/100 = 60٪). حال این پرسش مطرح میشود که از توانی که وارد یو پی اس می شود، چند درصد آن را به بار می رساند؟ اگر تلفات ثابت UPS را از توان ورودی کسر کنیم، بقیه توان مستقیماً به بار تحویل داده می شود. بنابراین، اگر یک یو پی اس 85 درصد بازدهی داشته باشد، 15 درصد توانی که وارد یو پی اس می شود هرگز به بار نمی رسد.
شکل 1 منحنی های بازده یو پی اس های استاتیک و چرخشی مدرن را مقایسه می کند. هنگام تجزیه و تحلیل منحنی های بازده، نکات زیر باید در نظر گرفته شود:
- مراکز داده به ندرت، یا هرگز، یو پی اس های خود را با بار 100% اجرا نمی کنند.
- اکثر یو پی اس ها زیر 80 درصد بار کار می کنند و اغلب بین 45 تا 55 درصد بار کار می کنند.
- مراکز داده ای که UPS های افزونه را اجرا می کنند، معمولاً هر یک از این UPS ها را با 30 تا 50 درصد بار اجرا می کنند.
منحنی های شکل 1 نشان می دهد که هر دو توپولوژی یو پی اس استاتیک کارآمدتر از همتایان دوار خود در کل محدوده عملیاتی معمولی با مزیت بسیار قابل توجهی زیر 50 درصد بار هستند. شکل این منحنی ها نشان می دهد که یو پی اس های چرخشی تلفات ثابت بیشتری را ایجاد می کنند. نمونه هایی از این تلفات ثابت یو پی اس دوار شامل انرژی مصرف شده برای توان دادن به کنترل ها، فلایویل ها و موتورهای پونی مرتبط با یو پی اس دوار در بار صفر و انرژی مصرف شده برای پیش گرم کردن مایع خنک کننده و روغن کاری موتور است. تلفات اصطکاکی و باد نیز بر راندمان کلی تأثیر دارند. این تلفات به عنوان تلفات آماده به کار نامیده می شوند و نشان دهنده مقدار انرژی مورد نیاز برای روشن نگه داشتن موتور یا چرخش فلایویل هستند.
تاثیر این منحنی‌های بازده را بر انرژی و هزینه‌های زیست‌محیطی یک یو پی اس استاتیک و دوار در نظر بگیرید .تصور کنید یک UPS ثابت دوتایی (منحنی سبز در شکل 1) و یک UPS چرخشی متوسط (منحنی قرمز در شکل 1) با 35 درصد ظرفیت (نرخ ظرفیت معمول در یک محیط UPS معمولی 2N) کار می کنند. در 35 درصد ظرفیت، یو پی اس استاتیک با قابلیت Double conversion، 95 درصد بازدهی دارد (5 درصد ضرر را تجربه می کند). از طرف دیگر یو پی اس چرخشی 90 درصد بازدهی دارد (10 درصد ضرر را تجربه می کند). فرض کنید که هر یو پی اس از بار 2 مگاوات (2000 کیلووات) پشتیبانی می کند و میانگین نرخ الکتریکی را 0.13 دلار در هر کیلووات در طول یک چرخه عمر 10 ساله در نظر بگیرید.
محاسبه تلفات یو پی اس استاتیک:
(توجه: برای پشتیبانی از بار IT 2000 کیلوواتی، این یو پی اس که با راندمان 95 درصد کار می کند باید 2105 کیلو وات از شبکه برق توان مصرف کند)
2105 کیلو وات، که توان شهری مورد نیاز برای بار است، x 0.05، که تلفات راندمان است، = 105 کیلو وات (اتلاف)
105 کیلووات x 8760 ساعت = 919800 کیلووات ساعت در سال
919800 کیلووات ساعت در سال x 10 سال = 9198000 کیلووات ساعت در طول دوره چرخه عمر
9,198,000 کیلووات ساعت x $.13 (هزینه فرضی برق در هر کیلووات ساعت) = 1,195,740 دلار در تلفات
محاسبه تلفات یو پی اس روتاری:
(توجه: برای پشتیبانی از بار IT 2000 کیلوواتی، این یو پی اس که با راندمان 90 درصد کار می کند باید 2222 کیلو وات از شبکه برق توان مصرف کند)
2222 کیلو وات، که بار است، x 0.10، که افت بهره وری است، = 222 کیلو وات (اتلاف)
222 کیلووات x 8760 ساعت = 1944720 کیلووات ساعت در سال
1944720 کیلووات ساعت در سال x 10 سال = 19447200 کیلووات ساعت در طول دوره چرخه عمر
19,447,200 کیلووات ساعت x $.13 (هزینه فرضی برق در هر کیلووات ساعت) = 2,528,136 دلار در تلفات
هر وات برق وارد شده به سایت نشان دهنده یک وات گرمای اتلاف است که باید حذف شود. هزینه های حذف گرما نیز باید هنگام ارزیابی هزینه های بلند مدت در نظر گرفته شود. بر اساس نوع UPS نصب شده می توان از روشهای مختلف حذف حرارت استفاده کرد. یو پی اس های استاتیک و یو پی اس های چرخشی موتور ژنراتور/باتری اغلب از تهویه مطبوع اتاق کامپیوتر (CRACS) و/یا اکونومایزر آبی یا گازی برای حذف گرما استفاده می کنند. یو پی اس های چرخشی جفت شده با موتور به استفاده از سیستمی از لوورها، هواکش ها و/یا فن ها برای کمک به فرآیند حذف گرما نیاز دارند. صرف نظر از روش مورد استفاده، حذف گرما نشان دهنده هزینه انرژی است که بار دیگر تحت تأثیر راندمان UPS قرار می گیرد.
تفاوت خالص در زیان ذکر شده در مسئله بالا برای یو پی اس استاتیک در مقایسه با یو پی اس دوار در طول چرخه عمر 10 ساله 1,332,396 دلار به نفع استاتیک (2,528,136 - 1,195,740 دلار) است. در واقع، هنگام مقایسه UPS استاتیک و چرخشی در مثال ما، تفاوت خالص در تلفات باید دو برابر شود تا حذف گرما نیز در نظر گرفته شود. این تفاوت خالص ضرر را به 2,664,792 دلار افزایش می دهد. همچنین یو پی اس استاتیک نشان دهنده اجتناب خالص مصرف 12298 تنی در انتشار کربن (هم برای توان اضافی و هم برای مصرف خنک کننده) است که معادل 2705 اتومبیل کمتر در جاده است.
تعریف یو پی اس استاتیک و یو پی اس روتاری
یو پی اس استاتیک "استاتیک" نامیده می شود زیرا در طول مسیر برق خود، هیچ بخش متحرکی ندارد (اگرچه دارای قطعات متحرک کمکی مانند فن های خنک کننده است). یک یو پی اس استاتیک معمولی از اجزای نشان داده شده در شکل 2 تشکیل شده است. در این شکل توپولوژی Double conversion نشان داده شده است چرا که رایج ترین توپولوژی در طراحی است.
یکسو کننده داخل یو پی اس استاتیک جریان AC ورودی را به DC تبدیل می کند و اینورتر DC را به AC سینوسی تمیز برای تامین بار تبدیل می کند. صرف نظر از جزئیات توپولوژی داخلی، نقطه‌ای وجود دارد که جریان DC با ذخیره‌سازهای انرژی – معمولاً باتری‌ها، در ارتباط است، در این صورت باتری‌ها را شارژ کرده و در هنگام قطع منبع تغذیه برق، از باتری‌ها انرژی دریافت میکند.
یک UPS استاتیک 3 فاز مرکز داده معمولاً دارای زمان پشتیبان گیری از باتری معادل 5 تا 30 دقیقه است (این زمان بسته به کاربرد می تواند بسیار متفاوت باشد). این زمان پشتیبانی بر اساس اندازه و بحرانی بودن بار و ظرفیت باتری موجود محاسبه می شود. سیستم‌های باتری یو پی اس استاتیک معمولاً به گونه‌ای سایز میشوند که در هنگام قطع یا اختلال، زمان کافی را برای پشتیبانی بار در حالی که منبع تغذیه از برق شهر به یک ژنراتور تغییر میدهد، تأمین کنند.
اگر ژنراتور(ها) آنلاین نشوند، UPS با زمان پشتیبانی یالا به گونه ایطراحی میشوند کها امکان خاموش شدن منظم و مورد نظر بار را فراهم کند.
یو پی اس روتاری
فناوری روتاری برای سال‌های متمادی مورد استفاده قرار گرفته است و در زمانی که بارها معمولاً ضریب توانی کم (که منجر به افزایش تلفات در سیستم توزیع برق و در نتیجه افزایش هزینه انرژی میشود) و هارمونیک‌های بالا (که عمر ترانسفورمر و خازن را کاهش میدهد) دارند، مورد توجه قرار میگیرد. عمر ترانسفورماتورها و خازن ها). برای مثال، وقتی موتورهای بزرگ روشن میشوند، کاربران کم‌نور شدن چراغ‌ها را تجربه خواهند کرد.
برای رسیدگی به این مسائل، کندانسورهای سنکرون / تهویه کننده معرفی شدند. این دستگاهها نمونههای پیش ساخته یو پی اس های چرخشی مدرن امروزی بودند. با گذشت زمان، این کندانسورهای سنکرون شروع به ترکیب ژنراتورهای موتور، اینورترها و یکسو کننده ها کردند. سپس باتری ها و/یا فلایویل ها به عنوان منبع ذخیره انرژی اضافه شدند و یو پی اس روتاری مدرن متولد شد.
ماهیت بار مرکز داده طی سه دهه گذشته تکامل یافته است. چندین سال است که تجهیزات الکترونیکی قرار داده شده در مراکز داده با اصلاح ضریب توان طراحی شده اند. علاوه بر این، یو پی اس های ساکن شروع به نشان دادن بهبود چشمگیر در قابلیت های خود از جمله راندمان و هارمونیک کردهاند. ترانزیستورهای دوقطبی گیت عایق (IGBT) در یو پی اس های ساکن تعبیه شده و منجر به عرضه موج سینوسی خروجی تمیز به بارها شده اند. از قضا، دلایل اصلی که یو پی اس های چرخشی به عنوان یک راه حل مناسب به وجود آمدند (بارهای اصلاح شده با ضریب توان کم، هارمونیک های بالا) دیگر در اکثر محیط های مدرن مرکز داده وجود ندارند.
یو پی اس دوار "دوار" نامیده می شود زیرا اجزای دوار (مانند یک موتور ژنراتور) در داخل یو پی اس برای انتقال توان به بار استفاده می شود. تعریف واقعی یو پی اس چرخشی، یو پی اسی است که موج سینوسی خروجی آن حاصل دوران باشد. بنابراین، یو پی اس شکل 3، اگرچه از یک فلایویل به عنوان منبع ذخیره موقت انرژی در حال چرخش در صورت از کار افتادن برق ورودی استفاده می کند؛ طبق تعریف، یک UPS چرخشی نیست. به گفته فراست و سالیوان، یو پی اس های فلایویل کمتر از سه درصد از کل بازار یو پی اس را تشکیل می دهند.
انواع یو پی اس روتاری
یو پی اس دورانی موتور ژنراتور / باتری
هنگامی که کیفیت برق شهری (ولتاژ و فرکانس) در محدوده قابل قبولی قرار می گیرد، اجزای موتور یو پی اس دوار مستقیماً از برق تغذیه می شود. این موتور سپس نیروی مکانیکی را برای مؤلفه ژنراتور دستگاه موتور-ژنراتور فراهم می کند (شکل 4) تا بار بحرانی را با توان با کیفیت پشتیبانی کند.
هنگامی که پارامترهای ولتاژ و فرکانس شهری خارج از محدوده های از پیش تعیین شده قرار می گیرند، واحد یکسو کننده / اینورتر شروع به ارائه توان مورد نظر به موتور کرده که مستقیماً به ژنراتور کوپل شده است و بار بحرانی را پشتیبانی میکند. هنگامی که خاموشی رخ می دهد، بانک باتری نیروی لازم را از طریق اینورتر به موتور ژنراتور برای پشتیبانی بار ارائه می کند. انرژی ذخیره‌شده در باتری‌ها برای پشتیبانی بار کافی بوده تا زمانی که ژنراتور آماده به کار (خارج از UPS)، به سرعت نامی برسد.
یو پی اس چرخشی متصل شده به موتور
اجزای کلیدی یک یو پی اس متصل شده به موتور شامل موارد زیر است: موتور ژنراتور، چوک، فلایویل، کلاچ مکانیکی و موتور دیزل. در حالت عادی، شبکه برق را از طریق فیلتر (متشکل از چوک و موتور) به بار بحرانی تغذیه می رساند. همچنینین موتور توان لازم را برای چرخ فلایویل فراهم می کند تا ذخیره انرژی جنبشی را در مواقع اضطراری حفظ کند.
در حالت قطع منبع برق، توان توسط فلایویل به واحد موتور-ژنراتور انتقال یافته که به نوبه خود بار بحرانی را برای چند ثانیه قبل از اینکه موتور دیزل با سرعت کامل کار کند، پشتیبانی می کند. سپس کلاچ برای تامین نیروی مکانیکی موتور ژنراتور برای تامین تداوم توان بار درگیر می شود (شکل 5 را ببینید).
کاربرد عملی در محیط مرکز داده
یو پی اس های روتاری در مقایسه با یو پی اس های استاتیک، جایگاه ویژه ای را در بازار جهانی یو پی اس نشان می دهند. طبق تحقیقات IMS، تنها 4.3 درصد از درآمد جهانی UPS پیش بینی شده در سال 2008 مربوط به UPS های چرخشی خواهد بود. 95.7 درصد باقیمانده بازار را یو پی اس استاتیک تشکیل می دهد. پیش‌بینی میشود که مصرف‌کننده اصلی تجهیزات یوپی‌اس دوار در این زمان EMEA (7.4 درصد از درآمد UPS، 2008) با قاره آمریکا (4 درصد از درآمد UPS) و آسیا (1.7 درصد از درآمد) پس از آن باشد.
یو پی اس استاتیک به ویژه در سطوح توان 500 کیلووات و کمتر غالب است. در محدوده 200 کیلووات تا 500 کیلووات، یو پی اس های چرخشی و یو پی اس های فلایویل در کاربردهای خاص (مانند نظامی و صنعتی) ظاهر می شوند. برای مراکز داده بزرگ (بیش از 100000 فوت مربع یا 30480 متر مربع) که در آنها UPSهای 500 کیلووات تا چند مگاوات مورد نیاز است، هر دو UPS استاتیک و چرخشی وجود دارند.
یو پی اس های چرخشی برای محیط هایی که با قطعی برق کوتاه و متداول روبرو هستند، مناسب ترند. یکی از این نمونه ها محیطی است که در آن چندین موتور دائماً روشن و خاموش می شوند. ایستگاه‌های ماهواره‌ای و ایستگاه‌های پخش که در آنها تقویت‌کننده‌های توان بالا به ترتیب، سریع و تصادفی روشن و خاموش میشوند، نمونههای خوب دیگری از محیط‌هایی هستند که یو پی اس‌های چرخشی در آنها مؤثر هستند.
ویژگی های یو پی اس روتاری و استاتیک یو پی اس روتاری استاتیک
اگرچه یو پی اس های استاتیک و دوار عملکرد نهایی یکسانی را انجام می دهند (فیلتر کردن برق شهری و تامین توان بار در صورت بروز اختلال در برق)، تفاوت هایی در نحوه تامین مالی، نصب و راه اندازی یو پی اس استاتیک و چرخشی وجود دارد.
سرمایه گذاری
یو پی اس های روتاری نشان دهنده یک سرمایه گذاری ثابت هستند. این یو پی اس ها معمولا ماژولار نیستند. خرید اولیه باید بزرگ باشد تا رشد احتمالی بار در آینده را در بر بگیرد. در واقع، در مقایسه با یک واحد استاتیک مشابه، راه حل UPS چرخشی می تواند 40٪ سرمایه گذاری بیشتر را نشان دهد. یو پی اس های استاتیک سرمایه گذاری انعطاف پذیرتری هستند. ماژول‌های UPS را می‌توان با افزایش تقاضای بار با افزایش‌های کوچک‌تر اضافه کرد.
واحدهای روتاری ممکن است به تجهیزات تهویه اضافی یا ویژه برای پاکسازی دود از مناطق کار نیاز داشته باشند. یو پی اس دوار دیزل ممکن است نیاز به ساخت یک ساختمان جداگانه برای قرار دادن واحد داشته باشد. در آب و هوای سرد، یو پی اس دوار به روغن روانکاری کنترل شده با ترموستاتیک، بخاری های خنک کننده یا پره های رادیاتور نیاز دارد. یو پی اس های استاتیک همچنین دارای انعطاف پذیری در فضای سفید مرکز داده (واقع در قفسه هایی با سرورها) یا فضای خاکستری (واقع در اتاق پشتی با تابلوهای برق و تجهیزات زیرساختی مشابه) هستند. یو پی اس های چرخشی بزرگتر اغلب در بیرون یا در یک اتاق یا ساختمان سفارشی ساخته می شوند.
تعمیر و نگهداری
برای سطح معینی از در دسترس بودن، تجهیزات مکانیکی به نگهداری بیشتری نسبت به تجهیزات الکترونیکی نیاز دارند. برنامه های تعمیر و نگهداری دستگاه های مکانیکی مانند یو پی اس دوار شامل هفتگی (مانند دمای سیم پیچ و یاتاقان، باتری استارت موتور دیزل، آب خنک کننده دیزل برای پیش گرمایش)، ماهانه (به عنوان مثال، سایش برس های کربنی، سیستم تست با تغییر حالت اضطراری) و سالیانه (به عنوان مثال، پس از پل زدن با مدار بای پس، UPS را از حالت کار خارج کنید، UPS را تمیز کنید، روغن کلاچ را تعویض کنید، عملکرد مدار کنترل فرکانس) و بازرسی های 5 ساله (تعویض یاتاقان ها، بازرسی کلاچ چرخ آزاد) است. یو پی اس های استاتیک معمولاً به یک بار بازدید در سال نیاز دارند (بسته به شرایط محیطی).
منحنی های شکل 7 میزان خرابی تجهیزات الکترونیکی (مانند یو پی اس استاتیک) و تجهیزات مکانیکی (مانند یو پی اس چرخشی) را نشان می دهد. با مقایسه هر دو منحنی، واضح است که تجهیزات الکترونیکی با دامنه عمر مفید بیشتر مشخص می شوند. تجهیزات مکانیکی با قطعات متحرک، طبیعتاً با تعویض قطعات بیشتر مشخص می شود. علاوه بر این، قابلیت اطمینان یک دستگاه مکانیکی به طور مستقیم با فرکانس نگهداری آن در ارتباط است (شکل 8 را ببینید). بنابراین، TCO یک یو پی اس چرخشی تنها در صورتی افزایش می یابد که سطح بالایی از در دسترس بودن حفظ شود.
یو پی اس های استاتیک نیز نیاز به سرمایه گذاری در تعمیر و نگهداری دارند. علاوه بر تعویض گهگاهی کارت ها و بردهای مدار، باتری هایی که از یو پی اس ساکن پشتیبانی می کنند نیز باید نگهداری شوند. استانداردهای IEEE برای باتری ها شامل توصیه هایی برای بازرسی های منظم (ماهانه، سه ماهه یا سالانه)، تمیز کردن دوره ای، تنظیم و آزمایش، نظارت و تجزیه و تحلیل دقیق و نگهداری سوابق است. باتری‌های سرب اسیدی که دارای سیل یا هواکش هستند نیاز به نظارت و نگهداری قابل توجهی دارند. باتری‌های VRLA که در کارتریج‌ها محصور شده‌اند و تا حد زیادی رایج‌ترین باتری‌هایی هستند که توسط یو پی‌اس‌های ساکن استفاده میشوند، به تعمیر و نگهداری بسیار کمتری نیاز دارند.
اثرات زیست محیطی
سیستم های یو پی اس استاتیک در داخل یک ساختمان (و اغلب در داخل یک مرکز داده) نصب می شوند در حالی که درصد قابل توجهی از یو پی اس های چرخشی در خارج از ساختمان یا داخل یک محفظه ساخته شده ویژه نصب می شوند. یو پی اس های چرخشی معمولاً نویز دارتر می شوند زیرا هر زمان که انحراف خارج از 59.9 یا 60.12 هرتز (آمریکا) و 49.9 یا 50.1 هرتز (EMEA) تجربه می شود، دیزل ژنراتور فعال می شود. اتکای بیشتر به دیزل ژنراتور می تواند یک مشکل زیست محیطی ایجاد کند، زیرا بسیاری از جوامع مقررات انتشار گازهای گلخانه ای دارند که چند ساعت در ماه می تواند یک ژنراتور دیزلی کار کند.
سیستم های فلایویل در بیشتر موارد این تجمل را ندارند و برای هر قطعی هر چقدر هم که کوتاه باشد ژنراتور باید راه اندازی شود. این یک نقطه ضعف است زیرا، هنگامی که ژنراتور شروع به کار کرد، صرف نظر از مدت زمان (یا کوتاه مدت) قطع برق، باید برای حداقل مدت زمان کار کند. به دلیل مسائل مربوط به سر و صدا و انتشار گازهای گلخانه ای، در صورت امکان از راه اندازی ژنراتور اجتناب شود (به جز مواردی که برای تعمیر و نگهداری ماهانه لازم است).
قابلیت اطمینان
هر دو یو پی اس استاتیک و چرخشی کاملا قابل اعتماد هستند. به طور کلی دو معیار در نظر گرفته می شود، MTBF (میانگین زمان بین خرابی ها) و MTTR (میانگین زمان تعمیر). هرچه عدد MTBF بیشتر باشد، بهتر است (به عنوان مثال دستگاهی که پس از 20000 ساعت کارکرد خراب میشود از دستگاهی که پس از 10000 ساعت کار خراب می شود دارای قابلیت اطمینان بیشتری است). هر چه MTTR کمتر باشد بهتر است (دستگاهی که تعمیر آن به طور متوسط 4 ساعت طول می کشد به دستگاه مشابهی که تعمیر آن 8 ساعت طول می کشد ارجحیت دارد).
خرابی ها به ندرت در UPS رخ می دهد، اما بیشتر در سایر عناصر مرتبط با اجزای کلی قدرت رخ می دهد. هر دو یو پی اس استاتیک و چرخشی اغلب به ژنراتورهای دیزلی برای تحمل بار برای مدت زمان طولانی تری متکی هستند. با این حال، به دلیل کوتاه‌تر بودن زمان ذخیره‌سازی انرژی چرخ‌های فلایویل مرتبط (یا استفاده از موتور دیزلی نزدیک به هم)، یو پی اس دوار بیشتر به دیزل می‌رود. خطر با اتکا به دیزل ژنراتورها این است که طبق استاندارد IEEE 493، دیزل ژنراتورها به ازای هر 74 بار شروع به کار، یک نرخ خرابی دارند. علاوه بر مسئله استارت ژنراتور، محاسبه مدت زمانی که یو پی اس دوار برای رسیدن به گشتاور اسمی نیاز دارد (مدت زمانی که طول می کشد تا موتور دیزل به سرعتی برسد که بتواند اسب بخار شفت لازم را به موتور برساند، محاسبه شود). در بسیاری از موارد، بیش از 15 ثانیه برای ایمن سازی کامل تولید برق مورد نیاز است.
ژنراتورها ممکن است به دلایل متعددی از کار بیفتند. آنها به یک مخزن سوخت متکی هستند. سوخت ممکن است آلوده باشد (مثلاً آب به باک نشت کند)، منبع سوخت ممکن است تمام شود (مثلاً کسی فراموش کند که مخازن را پس از آزمایش دوباره پر کند). هیتر آب گرم که بلوک موتور را گرم نگه می دارد ممکن است از کار بیفتد. اگر ژنراتورها 5 فوت از هم فاصله داشته باشند، آتش می تواند هر دو را از بین ببرد. دریچه های هوای ورودی ممکن است باز نشوند. علاوه بر این، اگر یکی از ژنراتورها راه اندازی نشود، اضافه بار گذرا از ژنراتورها تقریباً قطعی است.
ایمنی
هنگام در نظر گرفتن یو پی اس های دوار و استاتیک، باید چندین احتیاط ایمنی را در نظر گرفت. در مورد یو پی اس استاتیک، باید توجه ویژه ای به باتری های مرتبط با یو پی اس شود. در صورت استفاده از باتری‌های اسیدی، کاربران باید از تجمع هیدروژن در اتاق باتری محافظت کنند. مقادیر زیادی هیدروژن، اگر به درستی تهویه نشود، می تواند مشتعل شود و خطر آتش سوزی را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.
کارتریج های سرب تنظیم شده با سوپاپ (VRLA) یا کارتریج های باتری مهر و موم شده، که اغلب با یو پی اس های ساکن استفاده می شوند، در مورد نشت هیدروژن بسیار کمتر نگران کننده هستند. در مورد یک یو پی اس دوار، آلودگی صوتی، دودهای سمی موتور دیزل، خطر آتش سوزی ناشی از سوخت دیزل و محفظه مناسب موتور / ژنراتور دوار باید در نظر گرفته شود.
وزن
هر دو UPS دوار و استاتیک بسیار سنگین هستند و ممکن است برای تحمل وزن خود نیاز به تقویت کف داشته باشند. یو پی اس های چرخشی به دلیل وزن زیاد اغلب در قسمت های زیرزمین طبقه همکف قرار می گیرند. در این موارد، خطر سیل باید قبل از نصب ارزیابی شود.
گرما و جریان هوا
واحد چرخشی در موتور ژنراتور گرمای بیشتری نسبت به واحدهای ساکن تولید می کند. برای حفظ دمای مناسب در صورتی که دستگاه در داخل ساختمان قرار می گیرد، باید وسایل خنک کننده را در نظر گرفت. برای محیط های کثیف، گرم، سرد یا خورنده باید اقدامات احتیاطی خاصی انجام شود.
خدمات
تولیدکنندگان یو پی اس استاتیک دارای تجهیزات نصب شده بسیار بیشتری هستند و بنابراین نیروی خدماتی قوی در محل دارند که می تواند پشتیبانی میدانی جامعی را ارائه دهد. همانطور که قبلا ذکر شد، سهم بازار جهانی یو پی اس های چرخشی بسیار کم است و تعداد پرسنل خدمات UPS روتاری نشان دهنده اندازه تجهیزات نصب شده است.
علاوه بر این، تعمیر و نگهداری یو پی اس استاتیک تا حدودی ساده تر است. بیشتر قطعات استاتیک یو پی اس از بلوک ها و کارت های استاندارد با عیب یابی داخلی تشکیل شده اند و برای تعویض سریع طراحی شده اند. دستگاه ذخیره انرژی جنبشی (فلایویل) در یک یو پی اس دوار دیزلی نیاز به تعویض منظم بلبرینگ دارد (میانگین زمان تعمیر 24 تا 36 ساعت است). بنابراین سایت باید برای گنجاندن یک دستگاه بالابر مناسب که قادر به تحمل وزنه های 3 تا 5 تن باشد برنامه ریزی کند.
معماری
یو پی اس های روتاری بیشتر به یک رویکرد معماری متمرکز کمک می کنند، در حالی که یو پی اس های استاتیک انعطاف پذیری دارند که به عنوان راه حل های UPS توزیع شده نیز به کار گرفته شوند. یکی از مزایای روتاری این است که تمام جنبه های پشتیبان برق را می توان در یک راه حل ادغام کرد (به عنوان مثال دیزل ژنراتور، موتور / ژنراتور، کلاچ همه بخشی از یک واحد هستند). اگرچه این ممکن است از منظر مدیریت جذاب باشد، اما پتانسیل یک سناریوی شکست واحد را ارائه می دهد (به عنوان مثال، اگر آتش سوزی در مکانی رخ دهد که ژنراتور دوار در آن قرار دارد).
نتیجه
دامنه کاربردهای یو پی اس استاتیک گسترده است در حالی که محدوده کاربرد یو پی اس های چرخشی محدودتر است. در حوزه مرکز داده، یو پی اس استاتیک نشان دهنده فناوری انتخابی است. یو پی اس های روتاری در مراکز داده بسیار بزرگ چند مگاواتی رقابتی تر می شوند. هدف این مقاله توصیف انواع اصلی یو پی اس های چرخشی و مقایسه فناوری با یو پی اس های استاتیک است. تفاوت در طراحی UPS بسته به محیط فیزیکی و محیط الکتریکی سایت مزایا و معایب خاصی را ارائه می دهد.
