Jak działa UPS statyczny
Klasyczny UPS z podwójną konwersją zamienia napięcie przemienne na stałe, ładuje baterie i ponownie wytwarza napięcie przemienne dla odbiorów. Po zaniku sieci odbiory zasila bateria — zwykle przez kilka do kilkunastu minut, czyli do czasu uruchomienia i przejęcia obciążenia przez agregat prądotwórczy. UPS i agregat to dwa osobne systemy, a baterie (kwasowo-ołowiowe VRLA lub litowo-jonowe) wymagają klimatyzowanego pomieszczenia i wymiany co kilka lat.
Jak działa ROTARY UPS (DRUPS)
Diesel Rotary UPS łączy w jednym urządzeniu maszynę synchroniczną, kinetyczny zasobnik energii (koło zamachowe) i silnik wysokoprężny ze sprzęgłem. Przy zasilaniu z sieci maszyna pracuje jak kompensator i filtr, a koło zamachowe gromadzi energię. Po zaniku sieci energia koła zamachowego podtrzymuje zasilanie odbiorów bez przerwy, a w ciągu kilku sekund uruchamia się diesel, który przez sprzęgło przejmuje napęd. Zasobnik kinetyczny pokrywa zwykle kilkanaście do kilkudziesięciu sekund — wystarczająco, by silnik osiągnął pełną moc.
Porównanie
| Kryterium | UPS statyczny + agregat | ROTARY UPS (DRUPS) |
|---|---|---|
| Magazyn energii | baterie (minuty autonomii) | koło zamachowe (sekundy) + paliwo |
| Liczba systemów | UPS, baterie, agregat, rozdzielnice łączące | jedno urządzenie |
| Powierzchnia | większa — osobne pomieszczenia UPS, baterii i agregatu | mniejsza, ale wymaga posadowienia i wentylacji jak agregat |
| Żywotność i serwis | wymiana baterii co kilka lat, elektronika mocy | brak baterii; regularny serwis części mechanicznych |
| Prąd zwarciowy | ograniczony przez falownik — trudniejsza selektywność | wysoki (maszyna synchroniczna) — łatwiejsza selektywność |
| Hałas i drgania | UPS cichy, agregat osobno | jak agregat — fundament, wibroizolacja, akustyka |
| Skalowanie | modułowe, łatwe w małych krokach | duże jednostki, zwykle od kilkuset kW |
| Koszt inwestycyjny | niższy przy małych mocach | konkurencyjny przy dużych mocach i długim okresie eksploatacji |
Kiedy ROTARY UPS ma sens
- Duże i stabilne obciążenie IT — od kilkuset kilowatów w górę — z perspektywą eksploatacji na wiele lat.
- Ograniczona powierzchnia techniczna albo chęć uniknięcia dużych magazynów bateryjnych (ryzyko pożarowe, klimatyzacja, utylizacja).
- Wymagania selektywności przy zasilaniu rezerwowym — wysoki prąd zwarciowy maszyny ułatwia dobór zabezpieczeń.
- Obiekty, w których agregat i tak jest wymagany jako źródło podstawowe, np. centra danych projektowane pod klasyfikację Tier.
UPS statyczny zostaje lepszym wyborem w serwerowniach biurowych i zakładowych, przy stopniowej rozbudowie mocy małymi krokami i tam, gdzie liczy się najniższy koszt początkowy.
Nasze doświadczenia
W Centrum Kompetencji OCEAN ICM UW (2013–2014, standard Tier III) zaprojektowaliśmy układ zasilania 15 kV o mocy 4 MW z rezerwą do 10 MW i dwa zespoły Dynamic Rotary UPS po 1600 kW — pierwsze takie rozwiązanie w budynku w Polsce. W serwerowni MON w Bydgoszczy (2014–2015) zastosowaliśmy ROTARY UPS 500 kVA/400 kW w kontenerze 20-stopowym, zasilany z dwóch przyłączy SN przez stację kontenerową 630 kVA.
Z tych projektów wynika jedna praktyczna lekcja: ROTARY UPS trzeba projektować razem z konstrukcją, akustyką i wentylacją — to maszyna o masie i drganiach agregatu, a nie szafa elektryczna. Decyzję warto podjąć na etapie koncepcji, zanim zostanie ustalony układ pomieszczeń technicznych.