Zasilanie gwarantowane

Zasilanie gwarantowane zapewnia najczęściej pojedynczy zasilacz bezprzerwowy wraz z magazynem energii lub ich zestaw przeznaczony do pracy równoległej.

Najczęściej stosowanym magazynem energii jest szeregowa lub szeregowo-równoległa bateria zbudowana z pojedynczych akumulatorów chemicznych. Ich żywotność zależy od liczby cykli i głębokości rozładowania, napięcia ładowania i warunków środowiskowych. Wymagają odpowiedniej wentylacji (ze względu na konieczność usuwania gazów – głównie wodoru, który tworzy z powietrzem mieszaninę wybuchową). Zalecane jest stosowanie odpowiednich czujników. Ponadto, akumulatory chemiczne pracują najsprawniej w temperaturze dwudziestu kilku stopni Celsjusza, a jej podwyższenie o ~10°C, może skrócić czas przydatności do eksploatacji nawet o połowę. Konieczna jest instalacja klimatyzacji.

Stosowane są także zasobniki elektromechaniczne (wykorzystujące ideę koła zamachowego), które magazynują energię kinetyczną wirującej masy. Dostępne są jako konstrukcje wolnoobrotowe – wirujące w powietrzu na łożyskach klasycznych lub jako wysokoobrotowe – próżniowe, wirujące na łożyskach magnetycznych.

Ze względu na sposób wytwarzania przemiennych (sinusoidalnych) przebiegów napięcia (głównie podczas pracy autonomicznej) zasilacze bezprzerwowe dzielą się przede wszystkim na:

• statyczne typu UPS (ang. Uninterruptible Power Supply);
• statyczne typu FUPS (ang. Flywheel Uninterruptible Power Supply);
• dynamiczne typu RUPS (ang. Rotary Uninterruptible Power Supply);
• dynamiczne typu DRUPS (ang. Diesel Rotary Uninterruptible Power Supply).

Parametry zasilaczy statycznych definiuje norma PN-EN 62040-3:2011 Systemy bezprzerwowego zasilania (UPS). Część 3: Metody określania właściwości i wymagania dotyczące badań, która wyróżnia trzy główne topologie: VFD (ang. Voltage Frequency Dependent), VFI (ang. Voltage Frequency Independent), VI (ang. Voltage Independent).

Zasilacze bezprzerwowe wykonane w topologii VFD to rozwiązania najprostsze. W trybie normalnej pracy odbiory zasilane są bezpośrednio z sieci, a w przypadku zaniku, czy zapadu napięcia energią pobieraną z baterii akumulatorów chemicznych. Ze względu na brak separacji odbiorów od zaburzeń sieciowych, regulacji napięcia, a także kilku-milisekundową przerwę w zasilaniu, konstrukcje tego typu nie są wykorzystywane w aplikacjach o dużej mocy.

Zasilacze bezprzerwowe wykonane w topologii VFI to rozwiązania stosowane najczęściej. W trybie normalnej pracy odbiory zasilane są z sieci poprzez przetwornicę częstotliwości (prostownik i falownik), a w przypadku zaniku, czy dłuższego zapadu napięcia energią pobieraną np. z baterii akumulatorów chemicznych lub zewnętrznego elektromechanicznego zasobnika energii. Wewnętrzne elementy energoelektroniczne przetwarzają całą moc pobieraną przez zasilane odbiory i w związku z tym powstają zauważalne straty energii – ma to często odzwierciedlenie w kosztach bieżącej eksploatacji.

Zasilacze bezprzerwowe wykonane w topologii VI to rozwiązania charakteryzujące się wysoką sprawnością – istotną przede wszystkim w przypadku aplikacji o dużej mocy. W trybie normalnej pracy odbiory zasilane są z sieci, której parametry są stale kondycjonowane (na ogół za pomocą pojedynczego przetwornika), a w przypadku zaniku jak również zapadu napięcia energią pobieraną np. z baterii akumulatorów chemicznych lub wewnętrznego elektromechanicznego zasobnika energii (przykład: FUPS).

Pomimo, że zasilacze dynamiczne bazują w pewien sposób na topologiach opisanych w normie PN-EN 62040-3:2011 Systemy bezprzerwowego zasilania (UPS). Część 3: Metody określania właściwości i wymagania dotyczące badań, to ich parametry definiuje norma PN-EN 88528-11:2007 Zespoły prądotwórcze prądu przemiennego napędzane silnikami spalinowymi tłokowymi. Część 11: Wirujące bezprzerwowe systemy zasilania. Wymagania i metody badań. Składają się zwykle z dławika oraz elektromechanicznego zasobnika energii połączonego mechanicznie z maszyną elektryczną typu silnik/prądnica lub elektrycznie, za pomocą dwukierunkowych przetwornic częstotliwości, co pozwala na osiągnięcie dłuższego czasu pracy autonomicznej i stwarza wyższą kontrolę nad częstotliwością podczas procesu rozładowania (przykład RUPS).

Zasilacz dynamiczny może być ponadto wyposażony w silnik spalinowy połączony mechanicznie poprzez sprzęgło np. ze wspomnianą już maszyną elektryczną typu silnik/prądnica (przykład DRUPS). Ta konstrukcja pozwala na znaczne zmniejszenie zajmowanej powierzchni, jednak kosztem elastyczności rozwiązania charakterystycznej dla klasycznych systemów zasilania awaryjnego i gwarantowanego, dla których zespół prądotwórczy i zasilacz bezprzerwowy to jednak oddzielne i niezależne urządzenia.

W przypadku konieczności zastosowania zasilacza bezprzerwowego wraz z magazynem energii lub ich zestawu przeznaczonego do pracy równoległej – zapraszamy do kontaktu.