یو پی اس ماژولار چیست؟ چه کاربردی دارد؟

یو پی اس ماژولار چیست؟ چه کاربردی دارد؟ یو پی اس ماژولار (منبع تغذیه اضطراری) نوعی یو پی اس است که دارای رک بوده که در ان چندین ماژول یو پی اس با توان مشخص جا گذاری می شود که با هم کار می کنند.

در حقیقت یو پی اس ماژولار دارای تکنولوژی مدرنی می باشد  که در سیستم‌های تولید برق اضطراری استفاده می‌شود.

دستگاه یو پی اس ماژولار هم بصورت تکفاز و هم بصورت سه فاز ساخته می شود ولی در بازار ایران بیشتر تکنولوژی سه فاز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

یو پی اس ماژولار همانگونه که در این یادداشت توضیح خواهیم داد دارای انعطاف پذیری فراوانی می‌باشد. با زینت همراه باشید.

اجزایای تشکیل دهنده یو پی اس ماژولار

یو پی اس ماژولار شامل یکسو کننده و اینورتر است. برخی نیز شامل سوئیچ بای پس استاتیک و مدار کنترل کمکی، برد کنترل اصلی CPU و غیره است. همچنین از طریق hot swappable برای کوتاه کردن زمان نصب و تعمیر سیستم استفاده می شود که در ادامه به بررسی آن می پردازیم.

نحوه کار یو پی اس ماژولار

یو پی اس ماژولار یک یو پی اس آنلاین است و به طور کلی شامل محفظه ای از نوع رک است که شامل کابینت باتری در پایین یا در یک قفسه جداگانه است. ماژول های قابل تعویض داغ که به شکل عمودی کنار هم قرار می گیرند و که می توانند هر زمان که نیاز به برق بیشتر باشد یا سطح افزونگی بیشتری اضافه شوند، اضافه شوند.

مثلا؛ اگر 100KVA حداکثر بار باشد، ما 2 باتری 100 نیاز داریم. این بدون در نظر گرفتن بازده بار یا رشد است.

کاربردهای یو پی اس ماژولار

مزایای یو پی اس modular به شرح زیر می‌­باشد:

افزونگی

تمام سیستم­های یو پی اس به گونه ای طراحی شده اند که در طول عمر یو پی اس به طور مداوم کار کنند. یک یو پی اس modular به گونه ای طراحی شده است که در مواقعی که نیاز به افزونگی بیشتری است.

انعطاف پذیر باشد. در نتیجه شکست را به حداقل می‌رساند. ایده کلی این است که هرچه تعداد ماژول‌های با ظرفیت آزاد و اضافی بیشتر باشد، سطح افزونگی بیشتر خواهد بود.

هزینه نصب پایین‌تر

UPS ماژولار در بسیاری از موارد می­تواند مقرون به صرفه­تر از نصب سیستم های UPS موازی یا مقیاس پذیر باشد.

تحویل، تخلیه و موقعیت یابی

یک یو پی اس مستقل یا موازی یک واحد است و هنگام تحویل در محل می­‌تواند مشکل ساز باشد. آنها می‌توانند بسیار بزرگ و همچنین سنگین باشند. یک یو پی اس مدولار را می توان به قطعات تقسیم کرد و دوباره در محل مونتاژ کرد. این می‌واند هزینه‌های تحویل را کاهش دهد و همچنین سایت‌ها را در دسترس‌تر کند.

کمترین فضای طبقه، در مقایسه با سایر سطوح مقیاس پذیر / راه حل های موازی

سیستم های UPS معمولی به دلیل اینکه معمولاً به صورت افقی روی زمین کشیده می­شوند، فضای بیشتری را اشغال می کنند. UPS مدولار معمولاً به طور عمودی در رک افزایش می یابد. در نتیجه از فضای کمتری برای کف استفاده می‌شود. ثانیاً، اگر UPS معمولی دارای کابینت باتری جداگانه باشد، نیاز به استفاده از باتری های UPS کمتری است.

سطح بالاتری از راندمان با بار مقیاس پذیر

یک یو پی اس به طور کلی هنگام کار با بار 100٪ در بهترین حالت خود کار نمی کند. با یک یو پی اس modular با حفظ نسبت بار بالا به قابلیت UPS به این معنی است که UPS به کارآمدترین روش خود کار می‌کند.

کاهش خرابی در حین تعمیر و نگهداری / تعویض فوق سریع (MTTR)

یک سیستم UPS مستقل معمولی در هنگام خرابی یا اضافه بار و غیره روی بای پس می رود. UPS عموماً باید در حین تعمیر یا ارزیابی فنی برای ارزیابی واحد ایزوله شود.

پس از ارزیابی و یافتن مشکل در UPS خراب، زمان برای تعویض قطعه وجود دارد، و اگر قطعه نیازمند تعمیر در دسترس نباشد امکان تعمیر نیست و به طبع باید منتظر موجود شدن قطعه برای تعمیر  بود در نتیجه زمان بیشتری برای تعمیر لازم است.

با یک واحد ماژولار، ماژول معیوب به سادگی حذف شده و با یک سیستم جدید جایگزین می شود. این عمل می‌تواند به معنای واقعی کلمه چند ثانیه طول بکشد زیرا ماژول معیوب در طول شرایط زنده برداشته و جایگزین می‌شود، بنابراین هیچ افت قدرت یا از دست دادن پشتیبان UPS وجود ندارد. با این حال، بسیاری از سازندگان سیستم‌های UPS مدولار، هنوز یک نقطه خرابی در خود سیستم دارند و آن داشتن یک سوئیچ استاتیک منفرد است.

اگر این کار انجام نشد، سیستم از کار می افتد. Power Sonic سیستم‌های UPS مدولار را با سوئیچ‌های استاتیک تعبیه‌شده در هر ماژول ارائه می‌کند.

دریافت قدرت بیشتر از همان زیرساخت با یو پی اس ماژولار

به عنوان مثال، اگر سایت شما کابلی است و قادر به پشتیبانی از سیستم‌های یو پی اس مستقل موازی 2 تا 100KVA است، بنابراین باری که پیش‌بینی می‌کنید بر روی UPS قرار دهید نباید بیشتر از 100KVA باشد. در غیر این صورت، افزونگی دریافت نخواهید کرد، یا در غیر این صورت، هر یو پی اس را اضافه بار خواهید داشت. با یک سیستم ماژولار، اگر به دنبال افزایش کار هستید، برای رسیدن به این هدف، فقط باید 1 ماژول اضافی اضافه کنید.

مثلا؛ اگر به افزونگی نیاز دارید و یک سیستم مدولار مقیاس پذیر 20KVA را انتخاب کرده اید، تنها کاری که باید انجام دهید این است که 1 عدد ماژول 20KVA اضافی اضافه کنید. بنابراین، بر اساس مثال بالا در برابر سیستم های 2 تا 100KVA شما به سادگی یک سیستم مدولار 120KVA خواهید داشت.

علاوه بر این؛ اگر سایت شما قبلاً قادر به پشتیبانی از سیستم‌های UPS موازی 2 تا 100KVA باشد، یک UPS ماژولار به شما امکان می‌دهد تا از زیرساخت استفاده کامل داشته باشید و رشد توان را تا 200KVA به جای سناریوی بار کامل 100KVA ممکن می‌سازد.

هزینه کمتر باتری ها

یک UPS مدولار به عنوان یک قانون کلی، یک باتری متمرکز دارد که توسط ماژول‌ها مشترک است. با یک یو پی اس مستقل / موازی نیاز به داشتن 2 باتری مجزا برای پوشش هر یو پی اس وجود دارد و در نتیجه هزینه باتری افزایش می یابد.

 Power Sonic می تواند سیستم های UPS مدولار را با باتری متمرکز یا باتری موازی ارائه دهد. علاوه بر این؛ ما همچنین می‌توانیم سیستم‌های UPS مستقل با باتری معمولی را ارائه دهیم. انتخاب باشماست.

هزینه تعمیر کمتر با یو پی اس ماژولار

در صورت خرابی فاجعه بار یو پی اس های مستقل / موازی و سیستم به دلیل در دسترس نبودن قطعات یا در دسترس نبودن قطعات باید به طور کامل تعویض شود، در مقایسه با خرابی فاجعه بار یک ماژول، هزینه‌ها معمولاً 10 تا 20 برابر خواهد بود.

در مقایسه با جایگزینی یک ماژول. اگر هر دو سیستم مستقل در صورت کارکرد موازی جایگزین شوند، حتی بدتر خواهد بود.

هزینه کمتر مالکیت در طول عمر

یک سیستم UPS مدولار منفرد نسبت به زمانی که 2 سیستم UPS موازی همزمان در حال اجرا باشد هزینه کمتری برای راه اندازی دارد. یک راه حل مستقل ممکن است بیش از دو برابر هزینه در طول عمر داشته باشد. بسته به تعرفه برق شما، UPS می‌تواند جزئیاتی از میزان مصرف انرژی در هر سناریو و هزینه ارائه دهد.

ما می‌توانیم در هزینه سایت شما صرفه جویی کنیم. ما همچنین می‌توانیم عوامل دیگری مانند تصحیح ضریب توان و کاهش کربن از طریق تنظیم کربن را توصیه کنیم.

ویژگی های سیستم مدولار

1. ماژل ها نیاز به هزینه نصب و راه اندازی و تعمیر و نگهداری کمتری نسبت به یو پی اس ها دارا می باشند که این باعث صرفه جویی در هزینه می گردد همچنین علاوه بر هزینه کم دارای ابعاد کوچکتری می باشند که این باعث می گردد حمل و نقل و جایگزینی بسیار آسانتر شود. این مزیت ها باعث می گردد که تعداد پرسنل مورد نیاز و وسایل حمل و نقل بسیار کاهش یابد.
2. بسیاری از ماژول ها به صورت خود پیکربند می باشند که این امر باعث می گردد که درصورت اضافه شدن و یا جایگزین شدن ماژول ها نیازی به برنامه نویسی و تنظیم سخت افزاری و یا تنظیم نرم افزاری نباشد. بنابراین برای این دستگاهها از ابزارها و دستگاههای خاص استفاده نمی گردد.
3. بنابراین ماژول ها باعث بهینه سازی مصرف و هزینه در هر دو بعد انرژی و مدیریت سیستم می گردد. باتری نیز به عنوان یکی از اجزای تاثیر گذار در عملکرد کلی سیستم یو پی اس می باشد. در واقع، باتری ها باید پس از استفاده هنگام قطعی برق دوباره از طریق ولتاژ اصلی شارژ گردد.
4. بنابراین بخشی از انرژی جذب شده توسط یو پی اس برای شارژ باتری استفاده می گردد. برای کاهش مصرف انرژی باتری به حداقل ترین مقدار باید شارژ باتری با الگوریتم های نرم افزاری هوشمند و الکترونیکی تحت کنترل باشند.
5. شارژ، مدیریت و نظارت با الگوریتم های هوشمند باعث شارژ باتری به صورت دقیق تر و موثرتر می گردد که این خود باعث می گردد مصرف کاهش یابد و زمان شارژ و استفاده از باتری به بهترین نحو محدود گردد. این صرفه جویی باعث کاهش هزینه نصب و راه اندازی و تعمیر و نگهداری می گردد.

کاربردهای یو پی اس ماژولار چیست؟

یو پی اس های ماژولار از تکنولوژی خاصی برخوردار می باشند. همانطور که قبلا ذکر شد در ایجاد فنآوری یو پی اس های ماژولار سه عامل مهم نقش داشته است: پیشرفت‌ هایی که آن را یک طرح عملی ساخته است، مزایای فنی و اقتصادی، و تغییرات در محیط تجاری و کسب و کار.

اصلی ترین کاربرد یو پی اس های ماژولار در دستگاه ها و مکان هایی است که به هیچ وجه نبایستی خروجی برق قطع شود یعنی در مراکزی که مصرف کننده برق می باشند نباید به هیچ عنوان خاموشی صورت گیرد.

در چنین حالتی یو پی اس ماژولار بهترین عملکرد را نسبت به سایر تکنولوژی یو پی اس ها ارایه می دهد و این امر به دلیل آنست که وقتی به هر دلیلی یکی از ماژول های یو پی اس از کار افتاد، یو پی اس قادر است با سایر ماژول ها به کار عادی خود ادامه دهد ولی بهترین حالت آن است که برای بالا بردن ضریب اطمینان خروجی دو یا چند دستگاه یو پی اس را به صورت پارالل نصب و راه اندازی نمود.

این فنآوری توسعه سیستم های ماژولار با توجه به تقاضای مشتریان برای دسترسی به بالاترین قابلیت دسترسی به برق، ساخته شده است. صرفه جویی در هزینه ها و دسترسی و توسعه پذیری و ارتقا پذیری، کنرل آسان و انعطاف پذیری بیشتر از مزایای منحصر بفرد یو پی اس های ماژولار می باشد.

مقایسه سیستم UPS ماژولار با روش های دیگر

فرض کنید که طرحی برای ساخت یک مرکز داده یا اتاق سرور دارید که در حال حاضر شامل 5 رک، هر یک با ظرفیت 3 کیلو ولت آمپر است و در طی چند سال آینده به حداکثر30 رک افزایش خواهد یافت.

رایج ترین روش، استفاده از یک یو پی اس به قدرت 100kva است که در حال حاضر از 15% ظرفیت آن استفاده می شود، به عبارت دیگر در این روش، یو پی اس برای مدتهای طولانی با ظرفیتی به مراتب کمتر از ظرفیت نامی، در شبکه قرار دارد در این حالت توان تلفاتی بالایی نیز به شبکه تحمیل خواهد شد.

در مقایسه می توان از یو پی اس ماژولار با یک ماژول 20kva و یک فریم 120 kva  استفاده نمود. در این حالت ماژول تحت بار100% با حداکثر راندمان و حداقل تلفات کار خواهد کرد در آینده  نیز می توان تعداد ماژول ها را مناسب با توان مصرفی افزایش داد.

روش دوم حالتی است که بخواهیم سیستم ریداندانسی (n+1)  داشته باشیم. استفاده از یو پی اس های غیر ماژولار به معنی دو دستگاه 100kva به صورت موازی است یعنی 200kva ظرفیت یو پی اس برای 20 kva  بار در شرایط فعلی و 200kva  یو پی اس برای 90kva  بار پس از راه اندازی کامل دیتا سنتر، ناگفته پیداست که راندمان تحت بار 10%  به مراتب پایین از بار 20% بوده و بعلاوه در مقایسه با یو پی اس ماژولار که شامل همان فریم با دو ماژول 20kva است هزینه بسیار بالاتری را در بر خواهد داشت.