مزود الطاقة اللامنقطعة Uninterruptible Power Supply

 
ويسمى اختصارا U.P.S

وهو وحدة الامداد بالطاقة فى حالة انقطاع التيار من المصدر العمومي
وبمفهوم ابسط يقوم الUPS بعملية تخزين الطاقةالكهربية في البطاريات في حالة توافرها واخراجها في حالة انقطاعها

 جهاز ال UPS هو عبارة عن مزود طاقة للأجهزة الحاسوبية أو الصناعية أو المخبرية الحساسة لتغيرات الجهد الكهربائي والتي يمكن أن تفقد معلومات مهمة عند الانقطاع المفاجئ للتيار الكهربائي

مكونات جهاز ال UPS

يتكون جهاز ال UPS من معرج ومقوم و منظم جهد كهربائي وبطاريات وشاحن للبطاريات ودائرة تحكم إلكترونية مزودة بمعالج (CPU) ويوجد أيضاً نظام يقوم بفلترة الكهرباء أي تنقيتها لإتمام الجهد الكهربائي الخارج المطلوب

يحتوي جهاز ال UPS على بطاريات كهربائية قابلة للشحن
تخزن طاقة كهربائية لتزويد الجهاز بها فور انقطاع التيار الكهربائي العمومي
ما يتيح إجراء حفظ المعلومات التي يعمل عليها وإتاحة إيقاف تشغيل آمن للجهاز

 يستخدم هذا النوع من المزودات عادة للأحمال ذات السعات الصغيرة أو المحدودة نسبياً والتي هي بحدود لا تتجاوز 100kva

تقنيات أجهزة ال  UPS

توجد ثلاث تقنيات أساسية تحدّد نوع جهاز التزويد المستمر بالطاقة وهي

1- تقنية On-line

وهو جهاز UPS يحتوي على جهاز شارجير (شاحن) يقوم بتحويل التيار المتردد الى تيار مستمر لشحن البطاريات
ويحتوي على جهاز انفيرتر (عاكس) يقوم بتحويل التيار المستمر الى تيار متردد

في أجهزة UPS من نوع On-line فإن التيار الكهربائي الذي يشغّل الأجهزة المرتبطة بـالUPS يأتي حصرا من البطارية المضمنة فيه ولكنه يُحوَّل من تيار مستمر DC إلى تيار متناوب AC تعمل عليه الأجهزة المحمية
في ظروف التشغيل العادية تعبَّأ البطارية باستمرار وفي نفس الوقت تزوِّد الجهاز بالتيار
 في حال انقطاع التيار الكهربائي تستمر البطارية في تغذية الأجهزة لمدة زمنية تختلف من جهاز إلى آخر

هذا النوع هو الأعلى جودة والأكثر أمانا
 إلا أن سعره غال بالمقارنة مع البقية
كما أن ضجيج مراوح التبريد يجعله غير مناسب للاستخدام المنزلي
 يُستخدَم هذا النوع أساسا في الأماكن الحيوية (قاعة تحوي خوادم شركة مثلا)

2- تقنية Off-line

وهو جهاز UPS يحتوي بداخله بالإضافة الى محتويات النوع الأول على مرشح تيار (فلتر) وكونتاكتور

يعمل هذا النوع على شحن البطاريات وتنقية التيار
في حال كان جهد التيار العمومي مناسبا

وفور نقص مستوى التيار العمومي إلى مستوى أقل من المطلوب او غيابه

 يبدأ بتزويد الأجهزة انطلاقا من البطارية الداخلية

هذا النوع يعمل بنظام ATS اي تحويل اتوماتيكي بين المصدرين

ينتُج عن هذا التبديل انقطاع للتيار الكهربائي
 لكنّ هذا الانقطاع  الذي لا يدوم سوى أجزاء معدودة من الثانية لا يؤثر على الحاسوب نظرا لأن الحواسيب الحديثة مزوّدة بمكثّفات تستطيع مواجهة انقطاعات قصيرة جدا للطاقة
 لكنه قد يؤثر على أجهزة أكثر حساسية من الحواسيب

تتميّز أجهزة Off-line بصغر حجمها ورخص أسعارها
 وهي مناسبة للحواسيب المكتبية

3- تقنية Line-interactive

تعمل أجهزة UPS من نوع Line-interactive  بطريقة مشابهة لعمل الأجهزة من نوع off-line مع فرق أن أجهزةUPS من نوع Line - interactive
 تستطيع تعويض نقص جهد التيار الكهربائي عند انخفاضه بدلا من استخدام البطارية كما تفعل أجهزة UPSمن النوع السابق
تناسب أجهزة التزويد المستمر بالطاقة من نوع Line-interactive البلدان أو الأماكن التي تقل فيها جودة التيار الكهربائي

تفضّل المؤسسات الصغيرة والمتوسّطة هذا النوع من أجهزة UPS لحماية حواسيب موظفيها وخوادم التخزين الشبكي NAS والموجِّهاتRouters

معايير اختيار جهاز الUPS

هناك معايير وشروط لابد من توفرها عند اختيار جهاز ال UPS نذكر منها:

1- إختيار الأجهزة التي تعمل على ال UPS

قبل إختيار  الأجهزة التي سوف تعمل على جهاز ال UPS
 لابد ان يؤخذ بالإعتبار الفرق بين الموجة الجيبية الكاملة puru sine wave والموجة المعدلة modifled sine wave

الموجة الجيبية الكاملة هي الموجة التي ينتجها التيار العمومي وتصلح لتشغيل جميع الأجهزة

الموجة المعدلة وهي التي ينتجها الأنفيرتر ولا تصلح للأجهزة التي تحتوي مواتير

بعض أجهزة الUPS تنتج موجة جيبية نقية ولكن ثمنها مرتفع عن الأجهزة التي تنتج موجة معدلة

2- إختيار القدرة

لا تقتصر معايير اختيار جهاز التزويد المستمر بالطاقة على التقنية المستخدمة
بل إن الأهم هو قدرة الUPS على تشغيل الأجهزة المرتبطة به

تُقاس هذه القدرة بـVA (فولت أمبير)
 (أو  KVA الذي يساوي1000VA)

لمعرفة القدرة المطلوب توفرها في جهاز الUPS يجب تحديد الأجهزة التي نريد ربطها به (حاسوب  شاشة طابعة إضاءة ) ثم تحديد استهلاك كل واحد منها بالوات Watt ومعرفة المجموع ثم نضربه ب1.5للحصول على قدرة جهاز الUPS

إذا كان مجموع الاستهلاك يبلغ 700 وات مثلا
في هذه الحالة فإن قدرة جهاز الUPS يجب
 ألا تقل عن 1KVA

3-  إختيار سعة  البطارية

قبل إختيار البطارية يجب تحديد الوقت الذي مطلوب ان تعمل فيه البطارية  بعد انقطاع التيار الكهربائي و ايضا تحديد قدرة الاجهزة العاملة على جهاز ال UPS

مثال : اذا كان مجموع الاحمال المراد تشغيلها 500 وات و المدة المراد تشغيلها ثلاث ساعات بعد انقطاع التيار
تطبق المعادلة التالية
امبير ساعة البطارية = ( زمن التشغيل المطلوب × القدرة المطلوب تشغيلها ) / جهد البطارية 
و عادة تكون البطارية بجهد 12 فولت
أي (3 ساعات×500وات) ÷ 12فولت يساوي 125 أمبير ساعة سعة البطارية

و بتطبيق هذه المعادلة البسيطة على هذا المثال
 نجد اننا بحاجة الى بطارية سعة 125 امبير ساعة و حيث انه لا تتوفر بطارية 125 امبير ساعة في الاسواق نختار الاعلى قليلا و تكون 150 امبير ساعة

وبمعلومية سعة البطارية والأحمال يمكن حساب زمن التشغيل من خلال هذه المعادلة
زمن التشغيل = (سعة البطارية × جهد البطارية ) ÷القدرة المطلوب تشغيلها
أي 125 أمبير سعة البطارية × 12فولت جهد البطارية ÷ 500 القدرة المطلوب تشغيلها =3ساعات زمن تشغيل الأحمال بعد انقطاع التيار العمومي

4- إختيار نوع البطارية
يوجد عدة أنواع بطاريات تستخدم مع أجهزة الUPS وكل نوع له ايجابيات وله سلبيات
ومن هذه الأنواع


البطارية السائلة
وتسمى بطارية الرصاص الحمضيةLEAD ACID
بطارية حمض الرصاص هي إلى حد كبيرأكثر أنواع البطاريات شيوعًا والمستخدمة في أجهزة الUPS

هذه البطارية ذات خلية رطبةو هي بطارية تتمتع بخاصية تنفيث مقادير ضئيلة من الغازات  أثناء الشحن والتفريغ
مما يجعلها أحيانا غير مرغوب بها في المنازل

البطارية الجافة 
هي بطارية حمض الرصاص ذات خلية رطبة مغلقة لا تصدر أي غازات ولا تحتاج إلى إضافة الماء خلال الشحن والتفريغ

بطارية الجل
وهي نوع من بطاريات الرصاص القابلة لإعادة الشحن
ويمكن تشغيل بطارية الجل في أي ظرف وذلك بسبب بنيتها وعدم حاجتها لكثير من الصيانة الدورية

وهي البطاريات الأكثر إستخداما الأن في أنظمة
أجهزة الUPS ولكنها مرتفعة الثمن نسبة الى غيرها

طريقة توصيل جهاز الUPS

جهاز ال  UPS له ثلاث توصيلات

1- مدخل تغذية 220 فولت INput
يتم توصيله بالقاطع الرئيسي مباشرة في لوحة القواطع
ويفضل توصيله قبل القاطع الرئيسي وتركيب قاطع حماية بجانبه لضمان استمرار تغذيته وعدم فصلها بالخطأ

2-مخرج تغذية 220فولت OUTput
يتم توصيله بالأجهزة المراد تشغيلها عليه
ويفضل اضافة قواطع للحماية

3- مدخل البطاريات
وهو سلكين أحمر ويوصل على القطب الموجب + في البطارية وأسود ويوصل على القطب السالب - في البطارية

يختلف مدخل البطاريات في أجهزة ال UPS من جهاز الى آخر
فهو إما ان يكون 12VDC بطارية واحدة
او 24VDC بطاريتان
او 36VDC ثلاث بطاريات
او 48VDC أربع بطاريات
او 62VDC ست بطاريات
وهكذا

طريقة توصيل البطاريات
يجب الانتباه جيدا الى قيمة الفولت المطلوب إدخاله الى جهاز الUPS كي لا يتسبب بتلف الجهاز في حال الخطأ

توصل البطاريات توالي في حال كانت أكثر من واحدة
اي  يوصل طرف الموجب + في البطارية الأولى الى جهاز الUPS ثم يوصل كوبري  من الطرف السالب - في البطارية الأولى الى الطرف الموجب + في البطارية الثانية ثم يوصل الطرف السالب - في البطارية الثانية الى جهاز الUPS

تستخدم هذه التوصيلة مهما كان عدد البطاريات

طريقة زيادة وقت البطاريات
لزيادة وقت البطاريات تضاف بطاريات بعدد البطاريات الموصلة على جهاز ال UPS وتوصل توازي

مميزات تتوفر في بعض الأجهزة
بعض الأجهزة يتوفر فيها مدخل NET او VGA لتوصيله الى جهاز حاسوب وإعادة برمجته

وبعضها يحتوي على مفتاح للتشغيل والإطفاء
 او فيوزات و قواطع للحماية
وبعضها يحتوي على لمبات بيان او شاشة عرض ديجتال توضح قيمة الفولت الداخل وقيمة الفولت الخارج ونسبة الشحن في البطارية