وحدة عدم انقطاع التغذية UPS

UPS هو جهاز يُستخدم لحماية الحواسيب وغيرها من المعدّات عندما تَحدُث خسارة أو انخفاض ملحوظ في مصدر الطاقة الأساسيّ، ولتحقيق ذلك تحتوي الـ UPS على العديد من البطاريّات التي تستخدمها عندما تستشعر فقدان أو انخفاض الطاقة، إذ أنّها حالما تتحسّس بذلك يُمرَّر العمل إلى البطاريات ومن ثمّ إلى الأنفرتر الذي يحوّل جهد البطاريّات المستمرّ إلى جهد متناوب يغذّي الأجهزة.

ولا يقتصر استخدام UPS على الحواسيب فقط، فمن الممكن استخدامها في أي شيء آخر، مثل: أجهزة حوض السمك أو مدلّك القدم.

نحن لا نتحدّث فقط عن انقطاع التيّار العادي وانطفاء الضوء والتلفاز وكل شيء، بل أيضاً في بعض الأحيان من الممكن أن تحدث طفرات، حيث يمكن أن يتضمّن الانخفاض المفاجئ إيقاف تشغيل أجهزتنا للحظات أو خفض الجهد وتقييد الطاقة الكهربائيّة المتاحة، وهو ما يُدعى بالـ (brown-out).

وقد يحدث انخفاض الجهد عمداً أو عن غير عمد، حيث يحدث في بعض الأحيان في حالات الطوارئ خفض في الحمل عمداً.

يضمن استخدام UPS عمل جميع الأنظمة بشكل طبيعيّ لتعويض انخفاض الطاقة.

يمكن أن تختلف كمّيّة الوقت الذي تحافظ فيه وحدات إمداد الطّاقة UPS على النظام، ولكنّها تسمح بفرصة حلّ المشكلة أو تسمح على الأقل بإطفاء الأنظمة بطريقة صحيحة وآمنة.

يتكوّن أبسط جهاز UPS من عدد من القطع.

سنأخذ لمحة عن المكوّنات الأساسيّة التي يمكن أن تجدها في الUPS:

بما أنّ نظام UPS يَستخدم البطاريّات لتغذية النظام بالطاقة في حال تعرُّض التغذية للخطر، فبالطبع لدينا بطاريّات وشاحن بطاريّات، وبما أنّ البطاريّات تعطي تيّاراً مستمرّاً والطاقة المتوفرة المُستخدَمة في الحالة الطبيعية تكون تيّاراً متناوباُ، فنحن بحاجة لتحويل التيّار المستمرّ إلى متناوب باستخدام العاكس inverter.

وأخيراً نحتاج إلى طريقة للتبديل بين تغذية الدخل المتناوب وطاقة البطاريّة، لهذا نستخدم ما يدعى مفتاح تبديل (transfer switch).

لتشغيل نظام UPS يلزم وجود بعض الأجزاء الرئيسية، وهي:

• بطاريات Batteries.
• شاحن بطارية Battery charger.
• أنفرتر.
• مفتاح تبديل Transfer switch.

يوفِّر نظام UPS حماية من المستوى الثاني لزيادة التيّار، ورغم أنّها توفّر القليل من  الحماية إلّا أنّه يجب استخدامها عادةً إلى جانب جهاز حماية من الزيادة في التيّار (SPD)، وذلك لإطالة عمر الUPS ومعدّاتها المرفقة.

بعد أن تعرّفنا على أساسيّات نظام UPS وأجزائه الأساسيّة سنتحدّث عن أنواع مختلفة من مزوّدات الطاقة الاحتياطيّة.

أنواع مختلفة من ال UPS:

• وحدات عدم الانقطاع (Standby (Offline) UPS):

بدايةً، إنّها النوع الأكثر شيوعاً في الأنظمة الصغيرة. على سبيل المثال: يمكنك استخدامها لحاسوبك الشخصيّ.

مبدأ عملها: يبقى UPS Standby بحالة الانتظار، وبمجرّد انقطاع التيّار الكهربائيّ فإنّه يتولّى الأمر، ويتميّز هذا النوع بأنّه الأكثر فعّاليّة من حيث التكلفة.

• وحدات عدم الانقطاع (Line-Interactive UPS):

هذا النوع موجود في البنى الأساسيّة في الأعمال التّجاريّة الصغيرة، وهو يشبه UPS standby كثيراً، ولكن لها القدرة على تنظيم الجهد تلقائياً، هذا يعني أنّها تراقب التغذية الواردة وبإمكانها المساعدة إذا وجدت الجهد منخفضاً قليلاً أو حدث ارتفاع مفاجئ سبّب ارتفاعاً في الجهد. يتميّز أنّه بإمكانه إضافة أو طرح الطاقة وهذا يجعل الخرج إلى أجهزتنا ثابتاً.

وهذا النوع من UPS مفيد بشكل خاصّ في حالة brown-out التي ذكرناها أو في القفزات والارتفاعات المفاجئة في الطاقة.

• وحدات عدم الانقطاع ذات التحويل المزدوج (Online Double-Conversion UPS):

هذا النوع من UPS فعّال لأنّ المصدر الأساسي للطاقة ليس التغذية الواردة، بل طاقة البطاريّة،

لذلك عندما يكون لدينا انقطاع في الطاقة لا يوجد مفتاح تبديل للإغلاق، وهذا يعني أنّه لا يوجد وقت للتبديل الذي بإمكانك الحصول عليه في أنظمة UPS أخرى.

عندما يكون مصدر التغذية في وضع التشغيل يتمّ شحن البطاريّة ببساطة، ويسمّى التحويل المزدوج لأنّه يحوّل التغذية المتناوبة إلى مستمرّة ثمّ يحوّلها الأنفرتر مرّة أخرى إلى تيّار متناوب إلى الخرج.

بشكل عام فإنّه يضمن درجة أعلى بكثير من عزل الحمل من الاختلالات في مصدر التغذية الرئيسي.

هذه هي الأنواع المتاحة والأكثر شيوعاً من أنظمة UPS، ولكن بالطبع هناك أنواع أخرى تناسب هيئة ومهمّة معينة ولكنّها تميل لتلبية احتياجات أكثر تخصّصاً.

ملخّص:

يمكن لوحدات UPS الأكثر تطوّراً تنظيم الجهد لمنع تلف المعدّات في حال حدوث brown-out أو حدوث ارتفاعات مفاجئة.

الأجزاء الأساسية لوحدة عدم انقطاع التغذية هي:

• البطاريات.
• شاحن البطارية.
• الأنفرتر.
• مفتاح تبديل.

الأجزاء الرئيسية لنظام UPS.

يُعتبر نوعOnline double conversion UPS  الأكثر فعّاليّة لأنّه لا يحتاج إلى مفتاح تبديل لأنّ مصدر الطاقة الأساسيّ يمرّ عبر البطاريّات.

---