Większość producentów UPS ma już w swoim portfolio UPSy o konstrukcji modułowej lub podobnej. A dzieje się tak dlatego, że inwestorzy coraz częściej poszukują takiego rozwiązania. Wynika to z niezaprzeczalnych zalet modułowości w systemie zasilania gwarantowanego w stosunku do UPS standalone (monoblokowego). W niniejszym artykule zostały pokazane zalety 3-fazowego zdecentralizowanego systemu modułowego UPS, który ma służyć dla wymagających zasilania najwyższej jakości i niezawodności obiektów np. typu DATA CENTER.

co to sa coraz bardziej popularne upsy modulowe i nowe baterie litowo jonowe do upsowRys. 1. Po lewej stronie pokazano UPS w wykonaniu standalone (monoblokowym) a po prawej system modułowy.

Minęło już ponad 20 lat, kiedy na polski rynek zostały wprowadzone pierwsze 3-fazowe zasilacze modułowe EcoPower. Teraz jest już w ofercie IV generacja tych UPSów modułowych o modułach 10, 20, 30, 40, 50 i 100 kVA.

Czym jest modułowość systemu UPS?

Modułowość systemu UPS polega na tym, że cały system jest zbudowany z kompletnych 3-fazowych UPS – modułów (paneli), które montuje się do dedykowanej szafy stanowiącej mechaniczną obudowę systemu. Wszystkie moduły pracują w układzie równoległym mocy (sumowanie się mocy modułów), redundantnym (nadmiarowym, zwiększającym niezawodność) lub mieszanym. Jeśli chcemy zbudować system redundantny zapewniający zasilanie odbiorników 120 kW to możemy to wykonać przy pomocy 3 modułów 60 kW. Wtedy będzie to tzw. układ N+1, gdzie N=2. Prawdziwy, elastyczny i najbardziej niezawodny system modułowy powinien się charakteryzować następującymi cechami:

  • pozbawiony pojedynczych punktów awarii tj. każdy moduł ma być wyposażony we własne: prostownik, falownik, by-pass statyczny, układ sterowania (w tym wyświetlacz i klawiaturę), ładowarkę baterii, Większość producentów UPS ma już w swoim portfolio UPSy o konstrukcji modułowej lub podobnej. A dzieje się tak dlatego, że inwestorzy coraz częściej poszukują takiego rozwiązania. Wynika to z niezaprzeczalnych zalet modułowości w systemie zasilania gwarantowanego w stosunku do UPS standalone (monoblokowego). W niniejszym artykule zostały pokazane zalety 3-fazowego zdecentralizowanego systemu modułowego UPS, który ma służyć dla wymagających zasilania najwyższej jakości i niezawodności obiektów np. typu DATA CENTER. Rys. 1. Po lewej stronie pokazano UPS w wykonaniu standalone (monoblokowym) a po prawej system modułowy. 
  • każdy moduł UPS powinien być wyposażony we własną, niezależną od innych modułów baterię, 
  • układ sterowania powinien być w każdym module oraz przy awarii wiodącego modułu, kolejny moduł musi bezprzerwowo przejąć sterowanie systemu i tym samym stać się modułem wiodącym, 
  • montaż i wymiana modułu w systemie musi polegać na wysunięciu/wsunięciu modułu do szafy bez wykonywania jakichkolwiek połączeń kablowych na zasadzie HOT SWAP.
co to sa coraz bardziej popularne upsy modulowe i nowe baterie litowo jonowe do upsow2Rys. 2. Przykład układu równoległego 3 modułów UPS pozbawionego pojedynczych punktów awarii.

Montaż/demontaż modułu nie powinien wymagać wyjścia z falownikowego ( z podtrzymaniem) trybu pracy systemu UPS

Z czego wynika popularność modułowych systemów UPS?

Dlaczego modułowe systemy UPS stają się takie popularne? Oto poniżej kilka cech, które są dla projektantów, użytkowników i serwisu ważne na tyle aby zastosować droższe rozwiązanie niż UPSy monoblokowe. A przy gruntownej analizie, może się okazać, że takie rozwiązanie jest nawet tańsze.

co to sa coraz bardziej popularne upsy modulowe i nowe baterie litowo jonowe do upsow3Rys. 3. Naprawa systemu modułowego polega na wysunięciu uszkodzonego modułu i wsunięciu na jego miejsce modułu serwisowego (HOT SWAP bez wychodzenia z falownikowego, bezpiecznego zasilania odbiorników).

1. Szybkość i pewność naprawy wynika z tego, że w systemie redundantnym można wykonać naprawę bez wychodzenia z bezpiecznego, falownikowego trybu zasilania odbiorników „na gorąco”. Czas naprawy trwa bardzo krótko i polega na wysunięciu uszkodzonego modułu i wsunięciu modułu serwisowego. Uszkodzony moduł jest naprawiany w serwisie i gruntownie testowany. Jeśli klient chce mieć najkrótsze czasy naprawy i nie płacić za to zewnętrznemu serwisowi to użytkownik może kupić moduł serwisowy i dokonywać wymiany uszkodzonego modułu samodzielnie (po krótkim przeszkoleniu zrobi to każdy elektryk).
2. Dzięki łatwej skalowalności nie trzeba stosować nagminnej zasady projektowania systemów UPS z dużym zapasem mocy. Wystarczy zaprojektować system z odpowiednią ilością miejsca na kolejne moduły aby rozbudowę zrobić wtedy, kiedy taka potrzeba nastąpi. Oczywiście instalacja elektryczna też musi być przygotowana do bezprzerwowej rozbudowy mocy. Dzięki rozdzielonej baterii podczas rozbudowy mocy, unikamy konieczności łączenia starych baterii z nowymi. Łączenie baterii z różnych okresów produkcji lub co gorsza innych producentów powoduje szybką degradację takiej baterii i brak gwarancji od dostawcy. Dzięki rozdzielonej baterii, przy rozbudowie mocy, dokładamy moduły z przypisanymi do nich bateriami. Powiększamy wtedy moc bez skracania czasu podtrzymania.
3. Eksploatacyjna wymiana baterii może następować sukcesywnie. Nie zdarza się, żeby wszystkie baterie starzały się identycznie i zazwyczaj, po pewnym czasie niektóre baterie jeszcze mają prawidłowe parametry a niektóre trzeba wymienić. Ponieważ nie można łączyć ze sobą baterii pochodzących z różnych okresów produkcyjnych, w UPSie modułowym z rozdzieloną baterią możemy wyselekcjonować baterie nadające się do użytku i podłączyć je do części modułów UPS, a do drugiej części modułów podłączyć nowe baterie.
4. Bardzo mała zajętość miejsca dzięki usytuowaniu modułów w pionie (w szafie jeden nad drugim) – uzyskuje się duże oszczędności miejsca, które przecież też kosztuje.
5. Elastyczność wykorzystania osiąga się poprzez skwantowanie całej mocy systemu w mocach modułów UPS. Dzięki temu można przenosić część niepotrzebnych modułów w nowe miejsce, do innego systemu w tym samym obiekcie itp.

 

co to sa coraz bardziej popularne upsy modulowe i nowe baterie litowo jonowe do upsow4Rys. 4. Bateria litowo-jonowa o konstrukcji modułowej.

Niezależnie do typu i rodzaju UPS, już od pewnego czasu UPSy są przystosowane do pracy z bateriami litowo-jonowymi. Takie baterie charakteryzują bardzo korzystne parametry:

  • konstrukcja modułowa (szybka naprawa)
  • zaawansowany monitoring (szybkie wykrywanie awarii lub pogarszania się parametrów)
  • każdy blok ma swój interfejs elektroniczny zapewniający możliwość łączenia baterii z różnych czasów produkcji,
  • dużo mniejsza zajętość miejsca niż tradycyjnych baterii kwasowo-ołowiowych
  • doskonała żywotność – deklarowana na 15 lat, duża ilość cykli ładowania i rozładowania
  • znacznie zwiększony zakres temperatury pracy (w stosunku do baterii VRLA)
  • krótki czas ładowania, możliwość rozładowania dużym prądem.

www.fast-group.com.pl