Kesintisiz güç kaynağı (UPS), şebeke elektriği kesildiğinde bağlı cihazları depolanmış enerjiyle belirli bir süre besleyen sistemdir. İngilizce Uninterruptible Power Supply ifadesinin kısaltmasıdır. Kesintisiz güç kaynaklarının amacı, uygulamaya göre kısa kesintileri aşmak, verileri kaydetmek, kontrollü kapanış yapmak veya jeneratör devreye girene kadar kritik yükleri çalıştırmaktır. Sağladığı süre ve elektriksel koruma, seçilen modele bağlıdır.

UPS nasıl çalışır?

Akülü bir UPS’in temelinde enerji depolama, şarj devresi, invertör ve kontrol elektroniği bulunur. Akü grubu enerjiyi depolar; akü şarj sistemi bu enerjiyi yeniden doldurur ve aküyü uygun koşullarda hazır tutar. İnvertör, aküden gelen doğru akımı (DC), AC çıkışlı modellerde cihazların kullanacağı alternatif akıma (AC) dönüştürür. Şebeke ile yük arasındaki enerji yolu ise UPS’in topolojisine göre değişir.

Birçok modelde kurşun-asit aküler kullanılır; lityum iyon akülü seçenekler de vardır. Akü kimyası, şarj yönetimi ve değişim koşulları birlikte değerlendirilmelidir. Farklı kimyadaki bir aküyü, yalnızca gerilimi aynı diye mevcut UPS’e takmak uygun değildir.

Her UPS aynı şekilde mi korur?

Hayır. Temel UPS tipleri üç grupta incelenir. Aralarındaki önemli farklar gerilim düzenleme yöntemi, enerjinin izlediği yol ve aküye geçiş süresidir.

Standby / offline UPS: Normal koşullarda yük şebekeden beslenir. Kesinti veya cihazın kabul ettiği sınırların dışına çıkan gerilim durumunda akülü beslemeye geçer. Bu geçişin kısa bir süresi vardır; bağlı cihazın bunu tolere edebilmesi gerekir.

Line-interactive UPS: Şebeke varken AVR adı verilen otomatik gerilim düzenlemesiyle belirli düşük veya yüksek gerilimleri aküyü kullanmadan düzeltebilir. Kesintide aküye geçer. Aküye geçiş süresi sıfır değildir ve teknik belgede kontrol edilmelidir.

Online / çift çevrim UPS: Normal çift çevrim modunda girişteki AC enerji önce DC’ye, ardından invertör üzerinden yeniden AC’ye dönüştürülür. Yük zaten invertörden beslendiği için şebekeden aküye geçişte kesinti oluşmaz. Ancak eco modu, bypass ve arıza koşulları ayrıca değerlendirilir; “online” etiketi bütün çalışma modlarının aynı davranacağı anlamına gelmez.

UPS üzerindeki VA ve W ne anlama gelir?

VA, görünür gücü; W, aktif gücü ifade eder. Bu nedenle VA ile watt arasındaki fark seçimde belirleyicidir. Örneğin 1000 VA / 600 W etiketli bir UPS’in aktif güç sınırı 600 W’tır; 1000 W değildir. Bağlı yük, cihazın hem VA hem W sınırının altında kalmalıdır. Daha büyük sistemlerde aynı ayrım kW ve kVA üzerinden yapılır.

Somut örnek: Bir bilgisayar 240 W, monitör 35 W ve ağ cihazları 25 W çekiyorsa toplam yük 300 W olur. Toplam yükün güç faktörü 0,90 kabul edilirse görünür güç yaklaşık 333 VA olur. Bu değerler 1000 VA / 600 W örneğinin sürekli güç sınırları içindedir. Yine de ani yük artışları, kapasite payı ve istenen çalışma süresi ayrıca kontrol edilir. Bilgisayardaki 750 W güç kaynağı etiketi, bilgisayarın sürekli 750 W tükettiği anlamına gelmez.

UPS elektrik kesilince kaç dakika çalışır?

Güç kapasitesi, çalışma süresi değildir. Aynı VA değerindeki iki UPS, farklı akü düzenleri nedeniyle farklı süreler sağlayabilir. Süreyi yükün watt değeri, akünün kullanılabilir enerjisi, akü yaşı, sıcaklık ve dönüşüm kayıpları etkiler. Akü üzerindeki Ah değeri tek başına yeterli değildir; akü grubunun gerilimi ve deşarj koşulları da gerekir.

En sağlam seçim yöntemi, üreticinin gerçek yükünüze karşılık gelen çalışma süresi eğrisini incelemektir. Örnekteki 300 W yük için 300 W noktasındaki süreye bakılır. Yükü yarıya indirmek süreyi her zaman tam iki katına çıkarmaz. Harici aküyle süre uzatma ise ancak UPS’in desteklediği akü modülleri ve bağlantı düzeniyle yapılır.

Bilgisayarda ve otomasyon panosunda kullanım farkı

Bilgisayar tarafında hedef çoğu zaman dosyaları kaydetmek ve işletim sistemini düzgün kapatmaktır. Otomasyon panosunda ise PLC, HMI panelleri, endüstriyel bilgisayar ve SCADA istasyonu için ayrı bir yedekleme planı gerekir. Ethernet üzerinden haberleşen cihazlar kullanılıyorsa ilgili ağ anahtarlarının beslemesi de hesaba katılır; yalnızca kontrolörü açık tutmak iletişimi korumaya yetmeyebilir.

Kontrol sisteminin açık kalması, makinenin üretime devam edeceği anlamına gelmez. Motorlar, sürücüler veya diğer saha ekipmanları enerjisiz kalabilir. UPS’e hangi yüklerin bağlanacağı kesinti sırasında istenen davranışa göre belirlenir: kayıtların korunması, alarmın iletilmesi veya tasarlanmış duruş sırasının tamamlanması. Motor gibi yükler için başlangıç akımı ve yük uyumluluğu ayrıca incelenmelidir.

UPS seçerken başka nelere bakılır?

Çıkış dalga şekli, geçiş süresi, giriş gerilim aralığı, aşırı yük kapasitesi ve akü bakım koşulları birlikte değerlendirilir. Hassas veya aktif PFC girişli cihazlarda saf sinüs çıkış ve üreticinin uyumluluk bilgisi özellikle önemlidir. Bazı modellerde prizlerin bir kısmı yalnızca darbe korumalıdır; her priz aküden beslenmeyebilir.

USB haberleşmesi, kapanış yazılımı ve ağ yönetim kartı gibi UPS aksesuarları, kalan süre azaldığında müdahaleyi otomatikleştirebilir. Lazer yazıcı, ısıtıcı veya motor gibi yüksek ya da ani güç çeken yükler, küçük bir bilgisayar UPS’ine uygun olduğu varsayılarak bağlanmamalıdır.

UPS, voltaj regülatörü ve invertör aynı şey midir?

Voltaj regülatörü belirli sınırlar içinde gerilimi düzenler; enerji depolamıyorsa kesinti sırasında yükü besleyemez. Regülatör ile UPS arasındaki farkın merkezinde bu yedek enerji işlevi vardır. İnvertör ise bir güç dönüştürme birimidir; tek başına akü, şarj ve otomatik geçiş sistemi içerdiği varsayılamaz. Bu ayrım UPS ile invertör karşılaştırmasında önemlidir.

UPS’in koruma sınırları ve bakım

UPS, bütün elektriksel riskleri ortadan kaldırmaz. Doğru topraklama, uygun devre korumaları ve gerektiğinde koordineli parafudr kullanımı ayrıca gerekir. Bypass üzerinden besleme sırasında yük, modelin düzenine bağlı olarak şebeke koşullarına daha doğrudan maruz kalabilir.

Akü sağlığı üreticinin test ve bakım planıyla takip edilmelidir. Şebeke varken sorunsuz çalışan UPS, kesintide yeterli süre sağlayacak demek değildir. Fan sesi, ısı, dönüşüm kayıpları ve akü yenileme maliyeti de UPS kullanımının sınırlamaları arasında değerlendirilir. Fiş çıkarıldığında akü nedeniyle çıkışta veya içeride gerilim kalabileceği unutulmamalıdır.