برق پشتیبان (UPS و دیزل ژنراتور)

 سیستمهای برق اضطراری و UPS (منبع تغذیه بدون وقفه) برای تأمین انرژی الکتریکی در زمان قطعی برق یا نوسانات ولتاژ طراحی شدهاند. این سیستمها از آسیب به تجهیزات حساس، اختلال در فعالیتهای حیاتی و توقف فرآیندهای صنعتی جلوگیری میکنند. در زیر به جزئیات کامل این سیستمها میپردازیم:

تعریف سیستم برق اضطراری (Emergency Power Systems  )

این سیستمها برای تأمین برق در مواقع قطعی شبکه اصلی استفاده میشوند و شامل اجزای زیر هستند: 

– ژنراتورهای دیزلی/گازسوز: 
  قابلیت تأمین برق بلندمدت (ساعتها یا روزها) برای ساختمانها، بیمارستانها یا مراکز صنعتی. 
  و معمولاً پس از قطع برق، طی ۱۰ تا ۳۰ ثانیه فعال میشوند. 
 – باتریهای ذخیرهسازی (بانک باتری): 
  برای تأمین برق کوتاه مدت (چند دقیقه الی2 ساعت) در سیستمهای کوچک یا همراه با ژنراتور. 

 – اینورترها (مبدل DC به AC ): 
 انرژی ذخیرهشده در باتریها را به برق متناوب (AC) تبدیل میکنند. 

 شارژرها (مبدل DC به AC ): 
 برای تبدیل برق متناوب (AC) به برق مستقیم (DC) و همچنین به منظور شارژ باتری ها  استفاده می شوند.

تعریف (Uninterruptible Power Supply)UPS

دستگاهی است که بلافاصله پس از قطع برق، انرژی مورد نیاز را از طریق باتری های داخلی تأمین میکند. تفاوت اصلی UPS با ژنراتور، تأمین برق بدون وقفه (حتی ۰ ثانیه قطعی) است. 

انواع UPS :

– UPS آفلاین (Offline/Standby ) :
ساده ترین و ارزانترین نوع.  تنها در صورت قطع برق فعال میشود و برق باتری را با تأخیر جزئی (مثلاً ۵ میلی ثانیه) تحویل میدهد.
مناسب رایانه های شخصی و دستگاههای غیرحساس. 

– UPS لاین اینتراکتیو (Line-Interactive  )
 قابلیت تنظیم ولتاژ ورودی را دارد و از نوسانات جزئی جلوگیری میکند.   مناسب شبکههای کوچک، سرورها و تجهیزات اداری. 

– UPS آنلاین (Online/Double-Conversion  ) :
 برق ورودی را کاملاً به DC تبدیل کرده و مجدداً به AC با کیفیت بالا تبدیل میکند.   هیچ وقفه ای حتی در تغییر منبع تغذیه وجود ندارد.   مناسب بیمارستانها، مراکز داده (دیتاسنترها) و تجهیزات فوق حساس. 

 کاربردهای کلیدی

مراکز پزشکی : تجهیزات حیاتی مانند دستگاههای ICU، اتاق عمل. 

دیتاسنترها : جلوگیری از قطعی سرورها و از دسترفتن دادهها. 

صنایع : حفظ فرآیندهای تولیدی (مثلاً در پتروشیمی یا فولاد). 

منازل و دفاتر : محافظت از رایانه ها، دوربینهای مداربسته و روشنایی. 

 مؤلفه های مهم در انتخاب UPS :

– ظرفیت (VA/Watt ) : میزان توان مورد نیاز دستگاههای متصل به UPS .

– زمان پشتیبانی (Runtime ) : مدت زمان تأمین برق توسط باتری (معمولاً ۵ دقیقه تا ۲ ساعت). 

– ولتاژ خروجی : خروجی سینوسی خالص (Pure Sine Wave ) برای تجهیزات حساس. 

– راندمان انرژی : UPS های آنلاین راندمان ۹۰-۹۵% دارند. 

نگهداری و بهینه سازی

– تست ماهانه عملکرد UPS و ژنراتور. 

– جایگزینی باتری های فرسوده هر ۳ تا ۵ سال. 

– تمیزکردن فیلترهای هوا در ژنراتورهای دیزلی. 

– استفاده از نرم افزارهای مانیتورینگ برای نظارت بر وضعیت UPS

 تفاوت UPS و ژنراتور :

مولفه	UPS	دیزل ژنراتور
زمان فعال سازی	فوری	10 ثانیه تا 1 دقیقه
مدت پشتیبانی	کوتاه مدت (به دقیقه )	بلند مدت ( ساعت یا روز )
هزینه	متوسط تا بالا	بالا
کاربرد	تجهیزات الکترونیکی	تاسیسات بزرگ

 استانداردهای مهم

– IEC 62040 : استاندارد بین المللی برای UPS

– NFPA 110 : استاندارد سیستمهای برق اضطراری در آمریکا. 

– ISO 8528 : استاندارد عملکرد ژنراتورهای دیزلی. 

 تصورات غلط

– ” UPS جایگزین ژنراتور است” :

  خیر! UPS برای پوشش قطعی کوتاه مدت و ژنراتور برای قطعی های طولانی مدت برق استفاده میشود. 

– “باتری UPS نیازی به تعویض ندارد”: 

  خیر! باتریها پس از ۳-۵ سال کارایی خود را از دست میدهند. لذا تعویض آنها ضروری است.

بررسی هزینه و صرفه اقتصادی

– UPS :

 قیمت UPS (Uninterruptible Power Supply) به عوامل متعددی مانند ظرفیت( VA یا وات)، نوع UPS، برند سازنده، ویژگی‌های فنی و زمان پشتیبانی باتری بستگی دارد. در زیر بازه‌های قیمتی تقریبی UPS به دلار ارائه شده است:

UPSهای کوچک (تا ۱ کیلوولت‌آمپر)

کاربرد: رایانه‌های شخصی، مودم‌ها، دستگاه‌های شبکه کوچک.

قیمت: ۵۰ تا ۳۰۰ دلار.

UPSهای متوسط (۱ تا ۱۰ کیلوولت‌آمپر)

کاربرد: سرورها، تجهیزات اداری، سیستم‌های روشنایی کوچک.

قیمت: ۳۰۰ تا ۲,۰۰۰ دلار.

UPSهای بزرگ (۱۰ تا ۱۰۰ کیلوولت‌آمپر)

کاربرد: مراکز داده (دیتاسنترها)، بیمارستان‌ها، سیستم‌های صنعتی.

قیمت: ۲,۰۰۰ تا ۲۰,۰۰۰ دلار.

UPSهای صنعتی (بالای ۱۰۰ کیلوولت‌آمپر)

کاربرد:  نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها، شهرک‌های صنعتی.

قیمت: ۲۰,۰۰۰ تا ۱۰۰,۰۰۰ دلار یا بیشتر.

عوامل مؤثر بر قیمت

نوع UPS:

آفلاین (Offline): ارزان‌ترین نوع.

لاین‌اینتراکتیو (Line-Interactive): قیمت متوسط.

آنلاین (Online/Double-Conversion): گران‌ترین و باکیفیت‌ترین نوع.

برند:

برندهای معروف مانند APC by Schneider Electric، ایستون (Eaton)، و امرسان (Emerson) گران‌تر هستند.

برندهای چینی و ایرانی ارزان‌ترند.

زمان پشتیبانی باتری:

UPS با باتری‌های بزرگتر و زمان پشتیبانی بیشتر گران‌تر است.

ویژگی‌های اضافی:

نمایشگر LCD، نرم‌افزار مانیتورینگ، قابلیت اتصال به شبکه.

 هزینه‌های جانبی

• باتری‌ها:  تعویض هر 3 الی 5 سال هزینه باتری‌ها معمولاً ۲۰-۳۰% قیمت UPS است.
• نصب و راه‌اندازی : برای UPSهای بزرگ ممکن است ۱۰-۲۰% قیمت دستگاه باشد.
• نگهداری سالانه:  حدود 5-1۰% درصد قیمت دستگاه.

 نکات خرید

• محاسبه دقیق توان موردنیاز: برای جلوگیری از خرید UPS با توان کمتر یا بیش‌ تر از توان واقعی مورد نیاز. 
• تضمین و خدمات پس از فروش: برندهای معروف خدمات بهتری ارائه می‌دهند.
• مشورت با مهندس برق: برای انتخاب بهترین گزینه متناسب با نیاز.

دیزل ژنراتور :

قیمت دیزل ژنراتور به عوامل متعددی مانند توان خروجی (کیلووات یا کیلوولت‌آمپر)، برند سازنده، نوع ژنراتور (استاندارد، سایلنت، کانتینری)، ویژگی‌های فنی و منطقه جغرافیایی بستگی دارد. در زیر بازه‌های قیمتی تقریبی دیزل ژنراتورها به دلار ارائه شده است:

۱. دیزل ژنراتورهای کوچک (تا ۲۰ کیلووات) 

– کاربرد: منازل، دفاتر کوچک، مغازه‌ها. 

– قیمت: ۱,۰۰۰ تا ۵,۰۰۰ دلار. 

۲. دیزل ژنراتورهای متوسط (۲۰ تا ۱۰۰ کیلووات) 

– کاربرد: ساختمان‌های تجاری، بیمارستان‌های کوچک، کارگاه‌ها. 
             – قیمت: ۵,۰۰۰ تا ۲۰,۰۰۰ دلار. 

۳. دیزل ژنراتورهای بزرگ (۱۰۰ تا ۵۰۰ کیلووات) 

– کاربرد: کارخانه‌ها، مراکز داده، مجتمع‌های تجاری بزرگ. 

– قیمت: ۲۰,۰۰۰ تا ۱۰۰,۰۰۰ دلار. 

۴. دیزل ژنراتورهای صنعتی (بالای ۵۰۰ کیلووات) 

– کاربرد: پالایشگاه‌ها، نیروگاه‌ها، شهرک‌های صنعتی. 

– قیمت: ۱۰۰,۰۰۰ تا ۵۰۰,۰۰۰ دلار یا بیشتر. 

 عوامل مؤثر بر قیمت 

– برند: 
برندهای معروف مانند کامینز (Cummins)، پرکینز (Perkins)، و کاترپیلار (Caterpillar)، گران‌تر هستند. 
برندهای چینی یا هندی مانند دئوتز (Deutz) یا لوول (Lovol) ارزان‌ترند. 

– نوع ژنراتور:
ژنراتورهای سایلنت (بی‌صدا) یا کانتینری قیمت بالاتری دارند. 

– ویژگی‌های اضافی:
سیستم‌های خنک ‌کننده پیشرفته، کنترل ‌پنل دیجیتال، یا قابلیت اتصال به شبکه هوشمند. 

– نصب و راه‌اندازی: 
هزینه‌های نصب، حمل ونقل و راه‌اندازی ممکن است ۱۰-۲۰% قیمت دستگاه باشد. 

 هزینه‌های جانبی

– نگهداری سالانه: حدود ۱۰-۱۵% قیمت دستگاه. 

– سوخت دیزل: بسته به مصرف و قیمت سوخت در منطقه. 

– باتری‌ها و فیلترها: تعویض دوره‌ای (هر ۲-۳ سال). 

 نکات خرید 

– محاسبه دقیق توان مورد نیاز: برای جلوگیری از خرید ژنراتور با توان کمتر یا بیش‌ تر از توان واقعی مورد نیاز. 

– تضمین و خدمات پس از فروش: برندهای معروف خدمات بهتری ارائه می‌دهند. 

– مشورت با مهندس برق: برای انتخاب بهترین گزینه متناسب با نیاز. 

 تجهیزات تکمیلی

– (Automatic Transfer Switch) ATS :
سوئیچ خودکار برای تغییر منبع تغذیه از برق شهر به ژنراتور. 

– باتری های لیتیومی:جایگزین سبکتر و بادوامتر برای باتریهای سربی-اسیدی. 

– استابلایزرهای ولتاژ: 
برای جلوگیری از نوسانات برق ورودی به UPS

با انتخاب صحیح سیستم برق اضطراری و UPS متناسب با نیاز خود، میتوانید از توقف فعالیتهای حیاتی، آسیب به تجهیزات و زیانهای مالی جلوگیری کنید. برای پروژههای بزرگ، مشورت با مهندسان برق و متخصصان انرژی اضطراری ضروری است.