کاربرد یو پی اس
مشکلات موجود در برق شهر
براي اكثر روندهاي تجاري پيشرفته و مدرن امروزي، سيستم‌هاي یو پی اس بيشتر از يك گزينه الزامي مي‌باشند. به هر حال، اگرچه نياز به حفاظت باتري به نسبت یو پی اس، براي كاربران محدوديت‌هاي پيش‌بيني شده در بودجه‌بندي‌شان را ايجاد كرده، باعث فشار روي افراد تازه‌كار هم شده است. خوشبختانه پيشرفت در تكنولوژي نيمه‌رساناها در موقعيت‌شناسي قطعه‌ي یو پی اسمفيد واقع شده است. اين به كاربر اجازه مي‌دهد كه به حفاظت نيروي مورد نياز خود به صورت موثر به نسبت روندهاي احتمالي قبلي دست پيدا كند. Mike Elm، مدير فروش فني یو پی اس بيان مي‌كند كه چرا یو پی اس بهترين انتخاب براي كاربردهاي تجاري امروزي مي‌باشد.
اولين كامپيوترهاي تجاري مجلل و بزرگ بودند زيرا فعاليت‌هاي خودكار را انجام مي‌دادند كه قبلاً با دست انجام مي‌شد ـ و مي‌توانستند دوباره به صورت دستي انجام گيرند اگر كامپيوتر با اشكال روبرو مي‌شود. برعكس بسياري از سازمان‌ها، حالا به صورت كامل به تجهيزات ICTشان و عدم وجود قطعي و اختلال وابسته مي‌باشند تا در فعاليت‌هاي تجاري شركت كنند. به صورت كلي، آنها داراي 7/24 فعاليت مي‌باشد كه در پردازش تبادلات آن‌لاين در سطوح ملي و بين‌المللي نقش دارند. تبديل به فعاليت نرمال در رويداد عدم موفقيت كاركرد ICT ديگر يك نوع گزينه نمي‌باشد شرايط توسعه‌يافته‌اند و پيچيدگي‌هايي براي شركت‌هاي فعال در اين زمينه شكل گرفته‌اند.
حفاظت و امنيت داده‌ها داراي اهميت يكسان مي‌باشند.
اين تقاضا براي دسترسي ICT، يك تقاضا براتي قابليت دسترسي نيروي بي‌وقفه مي‌باشد ـ و موقعي شكل مي‌گيرد كه كيفيت و اعتبار عرضه‌ي نيروي كابلي در بريتانيا با مشكل روبرو شود و احتمالاً مشكلات افزايش مي‌يابند. حفاظت UPS الزامي مي‌باشد، به هر حال، همچنين زماني است كه بايد تحت فشار غيرمنتظره تعيين بودجه كه دو مصرف انرژي بايد كاهش يابد. همچنين قانون‌گذاري‌هاي مربوطه شكل گرفته‌اند و سازمان‌ها بايد از اعتبارات اوليه‌ي موجود براي مشتريان، سهام‌داران، كارمندان و رسانه‌هايشان استفاده كنند. بنابراين سوال اصلي مربوط به امنيت و حفظ حفاظت از نيروي در دسترس با هزينه‌ي كمتر و ميزان مصرف انرژي كمتر، مرتبط مي‌باشد.
موقعيت‌شناسي قطعه یو پی اس و مزاياي آن
به صورت فزاينده‌اي موقعيت‌شناسي قطعه‌ي UPS به پاسخ اپراتورهاي ICT تبديل شده است. وقتي با اين نوع فشارها مواجه مي‌شوند. سرانجام موقعيت‌شناسي باعث پيشرفت در صنعت نيمه‌رساناها شده است. تبديل يكنواخت دوگانه در سيستم‌هاي یو پی اس آنلاین كه ابتدا در دهه‌ي هفتاد شكل گرفت به عنوان ترانسفورماتور بر اساس UPSs معروف مي‌باشند. آنها از يك تك‌سو‌كننده براي تبديل كابل‌هاي AC به ولتاژ DC استفاده مي‌كنند كه براي تغيير باتري پشتيبان UPS كاربرد دارد و اينورتر براي تبديل به طول موج خروجي AC تغذيه مي‌شود. به هر حال يك ترانسفورماتور خروجي براي تنظيم خروجي اينورتر تا سطح مورد نياز براي بار اصلي و بحراني مورد نياز مي‌باشد.
به هر حال در ميانه‌ي دهه‌ي نود، پيشرفت‌هاي در زمينه‌ي تكنولوژي نيروي نيمه‌رساناها رخ داده است و وارد شدن به زمينه‌ي ترانزيستورهاي دوقطبي ورودي (IGBT) باعث شكل‌گيري يك روند مختلف در تبديل شده است. در يك طراحي مشخص، يك IGBT بر اساس مبدل DC، باعث راه‌اندازي خروجي تك سو‌كننده در يك سطح خيلي زياد مي‌شود و باعث مي‌شود اينورتر به صورت مستقيم ولتاژ AC مورد نياز براي بارگذاري را توليد كند. ترانسفورماتور هم حذف مي‌شود. بسياري از مزيت‌هاي یو پی اس به صورت مستقيم از طرح بدون ترانسفورماتور برگرفته شده است. اين شامل كارآيي زياد، عامل نيروي خروجي بالاتر، اختلال كمتر در هماهنگي نيروي جريان ورودي (THDi)، هزينه‌ي عملكردي و سرمايه‌ي كاهش يافته، كاهش نويز قابل شنيدن و افزايش طول عمر مفيد باتري مي‌باشند. اما حذف ترانسفورماتور باعث شكل‌گيري كاهش مشخص در اندازه و وزن فيزيكي مي‌شود.
بعنوان مثل يك سيستم اجرايي KVA120 از m232/1 به m253/0 كاهش مي‌يابد، در حاليكه وزن آن از kg1200 به kg370 كاهش پيدا مي‌كند. اين مقياس كاهش و صرفه‌جويي در هزينه‌ها باعث شكل‌گيري يك قطعه‌ي متفاوت مي‌شود كه تقاضاي بار اصلي آن توسط تعداد كمتري از UPSs محقق مي‌شود و داراي كارآيي و مزيت‌هاي زياد در عملكرد، قابليت دسترسي، حفاظت ساده‌تر و كاهش زمان مورد نياز براي عملكرد مي‌باشد.
يك مثال نشان مي‌دهد كه چگونه كاربران مي‌توانند به اين مزيت‌ها دست پيدا كنند. فرض كنيد كه يك مركز داده داراي مقتضيات بار KVA120 مي‌باشد و بخاطر ماهيت اصلي‌اش، يك طرح یو پی اس اضافي الزامي مي‌باشد، يعني طرحي كه باعث تداوم انتقال نيرو مي‌شود. حتي وقتي يك واحد یو پی اس با موفقيت عمل نمي‌كند. چنين مقتضياتي مي‌تواند توسط دو یو پی اس منفرد KVA120 داراي بار مشترك محقق شود. اگر يكي از دو بخش با افت عملكرد روبرو شود. ديگري داراي ظرفيت كافي براي حمايت از بار KVA120 مي‌باشد تا اينكه سيستم واحد داراي ايراد تعمير شود.
اولين و مشخص‌ترين مزيت سيستم قطعه‌اي اين است كه كوچكتر مي‌باشد و در يك پايه‌ي منفرد عمل مي‌كند به عوض اينكه داراي دو جايگاه باشد. اين يك موضوع مهم در مراكز ذخيره‌سازي داده‌هاي مدرن مي‌باشد و فضاي كف در يك حالت افزايش قرار دارد. به هر حال همچنين مزيت‌هاي زياد ديگري هم وجود دارند كه كارآيي انرژي يكي از آنهاست. هر واحد UPS در مثال منفرد نيمي از بار يعني KVA60 را در طي فعاليت نرمال منتقل مي‌كند، بنابراين داراي 50 درصد ميزان بار مي‌باشد. برعكس، هر قطعه‌ي KVA40 داراي ميزان بار سنگين‌تر يعني 75٪ ظرفيت‌شان مي‌باشد. بخاطر اينكه كارآيي UPS با بارگذاري افزايش مي‌يابد، علاوه بر افزايش كارآيي طرح بدون ترانسفورماتور واحدهاي آن داراي كارآيي 96٪ در مقايسه با كارآيي 91٪ براي واحدهاي منفرد مي‌باشد.
افزايش كارآيي باعث كاهش هزينه‌ي مستقيم انرژي و ذخيره‌سازي هزينه‌هاي تجهيزات خنك‌كننده مي‌شود. كل انرژي ذخيره شده، در اين مثال 25095 پوند در عرض پنج سال مي‌باشد و براساس هزينه‌ي الكتريسته‌ي p/KWH84/7 محاسبه شده است. انتشار tCO26/137 تن يا trees212، مطابق با گزارش شركت Carbon Neutral كاهش يافته است.
افزايش قابليت دسترسي يكي از ديگر مزيت‌ها مي‌باشد. قابليت دسترسي هر واحد UPS مي‌تواند به عنوان مقياس بين افت ميانگين زماني (MTBF) و ميانگين زمان تعمير (MTTR) توصيف شود. در حاليكه تعمير يك واحد منفرد به صورت كلي 6 ساعت طول مي‌كشد، بعضي از قطعات مي‌توانند به راحتي در عرض نيم ساعت تعمير شوند. اين MTTR كاهش يافته باعث ارائه‌ي يك قطعه‌ي مناسب براي تعمير مي‌شود كه به راحتي مي‌تواند با ٪9999/99 در دسترس باشد، حتي قبل از اينكه تعميرپذيري توسط طرح N+1 حاصل شود. اين سطح از فعاليت نيرو براي كاربران مهم مي‌باشد ولي صرفه‌جويي در هزينه‌ي آن زياد نمي‌باشد. ليست هزينه‌ها براي بخش‌هاي تخصصي و ويژه كاهش مي‌يابد، و نياز به مهارت زياد در بخش فني، كاهش مي‌يابد.
در طي طول عمر عملكردي نصب UPS، قابليت مقياس‌بندي مي‌تواند به عنوان مزيت ديگري از موقعيت‌شناسي قطعه مطرح شود. فرض كنيد كه افزايش تبادلات باعث افزايش ميزان بار از KVA120 به KVA150 مي‌شود. قطعه‌ي ديگر KVA40 در بخش مجزا باعث حفظ عملكرد سيستم در موقعيت اضافي N+1 مي‌شود، بدون اينكه بارگذاري UPS افزايش يابد يا در نيروي بار وقفه ايجاد شود. UPS داراي اندازه‌ي مناسب مي‌باشد. افزايش تقاضا براي ميزان بارگذاري مي‌تواند بصورت متقاعدكننده‌اي توسط افزايش بازده قطعه ظرفيت سيستم UPS محقق شود. ظرفيت مبناي قطعات به عنوان قابليت مقياس‌بندي عمودي سيستم UPS معروف مي‌باشد. اگر اين قطعه خارج شود، قابليت مقياس‌بندي افقي مي‌تواند بدست آيد. برعكس، افزودن يك واحد منفرد KVA120 ديگر هميشه به معناي يافتن فضاي كف مي‌باشد كه داراي كابل زياد مي‌باشد و فعاليت نصب غيرضروري دارد. فاصله بين بار KVA و ميزان واحدهاي UPS وسيع‌تر خواهد شد كه عامل تعيين‌كننده‌هاي كارآيي انرژي سيستم یو پی اس مي‌باشد.
مزاياي هزينه‌ي موقعيت‌شناسي قطعات
موقعيت‌شناسي قطعات، نيروي ايمن با قابليت دسترسي زياد و كارآيي بيشتر را فراهم مي‌آورد و همچنين كارآيي صرفه‌جويي در هزينه‌ها را هم دارد. هرچند هزينه‌ي سرمايه‌ي اوليه سيستم قطعه‌اي ٪15-10 بيشتر از سيستم منفرد مي‌باشد، موقتي كه TCO استفاده مي‌شود، موقعيت تغيير مي‌كند.
افزايش كارآيي انرژي و همچنين افزايش ميانگين هزينه‌ي صرف شده در سيستم قطعه‌اي در اولين سال عملكردش جبران خواهد شد. هزينه‌هاي طولاني‌مدت هم در سيستم قطعه‌اي مطلوب خواهند بود.
تفاوت‌هاي هزينه‌اي فوراً بعد از خريد سيستم مشخص مي‌شود، سيستم منفرد با ترانسفورماتور داراي وزن دو يا سه برابر سيستم قطعه‌اي بدون ترانسفورماتور مي‌باشد. اين مي‌تواند هزينه‌ي حمل و نقل را تا 50 درصد يا بيشتر افزايش دهد. در هنگام ورود به بخش، سيستم منفرد بر اساس دو واحد به دو يا سه برابر فضاي كف بيشتر نسبت به سيستم قطعه‌اي نياز دارد. وقتي جريان پيدا مي‌كند، طرح سيستم قطعه‌اي باعث كاهش هزينه‌هاي انرژي مي‌شود، همانطور كه قبلاً توضيح داده شده است.
كار با سيستم سنتي، با حجم و هزينه‌ي ساختاري زياد براي اجزاي انفرادي، وقت‌گيرتر مي‌باشد. تركيبات انفرادي سيستم‌هاي قطعه‌اي كوچكتر مي‌باشند و به راحتي مديريت و تعويض مي‌شوند. صرفه‌جويي در هزينه‌ي نگهداري آنها تا 10 درصد كاهش مي‌يابد.
ديگر عوامل مرتبط با بخش‌ها، سهام، منطبق‌ها و تبادل مي‌باشند. سيستم‌هاي منفرد بايد در محل خود ترميم شوند و تشخيص و جابجايي كل سطح تركيبات لازم مي‌باشد. مشخص كردن سطح تركيبي موثر از لحاظ هزينه براي تعدادي از UPSs مي‌تواند مشكل باشد و اين باعث ايجاد هزينه‌هاي مديريتي و هزينه‌ي منطقي مي‌شود. حتي، هيچ تضميني وجود ندارد كه بخش اصلي بحران در دسترس خواهد بود يا نه، برعكس سيستم‌هاي قطعه‌اي، مي‌توانند در سطح قطعه تعمير شوند. همچنين مدت زمان تعمير فوق‌العاده كاهش مي‌يابد و اين روندهاي مديريت و تعمير را ساده‌تر مي‌كند.
حفظ قطعات در يك سيستم قطعه‌اي به تنهايي محقق مي‌شود و حتي رده‌هاي نيروي مختلفي در بخش قرار دارند و ميزان KVA قطعه را در بالاترين حد نگه مي‌دارند وقتي يك لوازم يدكي همه‌ي سرحدها را پوشش مي‌دهد. اين روند باعث صرف هزينه‌ها تا 50 درصد هزينه‌هاي مديريت قطعات و مدارهاي منطقي مي‌شود.
جابجايي سطح قطعه باعث كاهش هزينه‌هاي آموزش و همچنين دفعات تعمير مي‌شود. تعمير توسط قطعه‌برداري مي‌تواند توسط تكنسين‌هاي داراي مهارت كمتر هم انجام گيرد و به تشخيص و تعمير در سطح ماهرانه نيازي ندارد. اين تكنسين‌ها مي‌توانند روي سيستم‌ها در رده‌ي وسيعي از نيروهاي خروجي فعاليت كنند كه داراي معماري و حالت عملكردي يكسان مي‌باشند. برعكس، تكنسين‌هاي مسئول حفاظت از سيستم‌هاي منفرد به صورت كلي به آگاهي زياد نياز دارند و بايد از اين آگاهي در تعمير انواع سيستم‌هاي مختلف استفاده كنند كه داراي طرح‌هاي مختلف مي‌باشند. حذف نياز به تكنسين‌هاي متخصص و كارآزموده، مي‌تواند تا 67 درصد در هزينه‌ها صرفه‌جويي كند.