Kesintisiz güç kaynakları (UPS’ler), tıp işletmelerinden ve veri merkezlerinden acil durum ve endüstriyel tesis sistemlerine kadar, kritik veya hassas ekipmanın sürekli ve temiz güç gerektirdiği her yerde teknolojinin önemli bir parçasıdır.
UPS’lerin tarihi biraz gizemle örtülü olsa da buluşu için net bir tarih ve onu belirletecek bir mucit
UPS nedir?
UPS, içerisinde akü bulunan ve iki temel işlevi olan bir güç elektroniği cihazıdır. Bu temel işlevler güç kaynağını yedekleme ve düzgünleştirmektir. Bu nedenle, elektrik yükleri için bir tür sigorta işlevi görerek iş sürekliliğini sağlamada hayati bir bileşen haline gelmektedir.
Kısa süreli bir elektrik kesintisi durumunda, UPS, kritik ekipmanı, tipik olarak 5 – 30 dakika boyunca akülerden güç sağlayarak korur. Böylece jeneratör çalışmaya başlayıncaya kadar aradaki boşluğu kapatır ve daha uzun elektrik kesintileri esnasında, hasar veya veri kaybını önlemek için yumuşak kapatmalara izin verir.
Ancak güç mevcut olduğunda bile güç kalitesinin düşük olması, özellikle günümüzün her zamankinden daha minyatür ve hassas cihazları düşünüldüğünde, gerilim dalgalanmaları, gerilim düşmeleri ve geçici akımlar yoluyla ekipmanı tehdit edebilir. Bir UPS, şebeke tarafındaki besleme gerilimini “düzelterek” bu cihazların işleyişini korur.
UPS teknolojisindeki son gelişmeler
Bu türdeki ilk cihazlar analog ve sadece birkaç kW kapasiteye sahipken, dijital işlemcili modern UPS‘ler, birkaç MW güç ile birlikte çok daha gelişmiş fonksiyonlara ve kontrole izin veren büyük hacimli verileri işleyebilir.
Buna paralel olarak, UPS verimliliği, 30 yıl öncesindeki yaklaşık %20 değerinden bugün %3‘e azalan güç kayıpları ve daha az hammadde gerektiren daha küçük, trafosuz tasarımların kullanılmasıyla artmıştır. Ayrıca, en yeni modeller daha hızlı anahtarlama, gelişmiş güç elektroniği ve daha verimli soğutma özelliklerinden faydalanmaktadır. Bunların tümü, artan enerji ve soğutma maliyetleri ve karbonsuzlaştırmaya yönelik yaklaşımlar karşısında önemli hususlardır.
Bu gelişmelerin hepsi, kolay ölçeklenebilirlik ve kolay bakım sunan modüler kurulumları mümkün kılmıştır. Kapasiteyi artırmak için yapılması gereken tek şey başka bir modül eklemektir ve geri kalanlar çevrimiçi kalırken modüllere tek tek servis verilebilir. Sonuç olarak, en son teknoloji kesintisiz güç kaynakları – UPS’ler daha düşük maliyetle daha fazla güvenilirlik, kullanılabilirlik ve esneklik sağlar.
UPS’ler geleneksel olarak kurşun-asit akülere güvenirken, bunlar şimdi daha küçük, daha hafif ve güç olmadığında daha uzun süreler için daha uygun olan lityum iyon akülerle tamamlanıyor. Buna, kendi başına akü olmayan, ancak büyük miktarda elektriği depolayabilen ve hızla boşaltabilen süper kapasitörlerin geliştirilmesini ekleyince tamamen yeni özellikler mümkün hale gelmiştir.
UPS’ler sayesinde daha akıllı şebekeler
Başka bir deyişle, UPS teknolojisinin rolü, kritik yüklerin korunmasından şebekenin korunmasına dönüşmektedir. Eaton’ın EnergyAware sistemi gibi en yeni nesil kesintisiz güç kaynakları – UPS’ler şebeke etkileşimlidir, yani sadece tek yönlü enerji akışlarından ziyade çift yönlü enerji akışlarını yönetebilirler. Sadece şebekeden güç çekmek yerine, bu akıllı UPS’ler aynı zamanda fazla enerjiyi ile şebekeyi geri besleyebilirler hem de çalışmalarından herhangi bir taviz vermeden.
Bu, bir yandan şebeke üzerindeki yükü azaltmak için kısa ve uzun vadeli piklerin kesilmesini kolaylaştırırken, diğer yandan geleneksel fosil enerji kaynaklarından daha büyük dalgalanmalara maruz kalan yenilenebilir enerji kaynaklarının genişlemesini destekler. Modern UPS‘ler, şebeke stabilizasyonu, daha fazla yerel güç yönetimi ve enerji akışlarının gelişmiş kontrolünü sağlayarak enerji geçişine önemli bir katkı sağlayabilir.
Bundan sonraki gelişmeler, UPS’in verimliliğini artırmaktan çok, sürdürülebilirlik adına UPS’lerin farklı enerji kaynaklarını nasıl kontrol edebileceği, depolayabileceği ve kullanabileceği hakkında olacaktır. Örneğin, bir veri merkezinin UPS’inde depolanan enerji %100 yenilenebilir kaynaklardan geliyorsa, %3‘ten az olan güç kayıpları herhangi bir ek emisyon oluşturmaz ve sürdürülebilirlik üzerinde daha az etkiye sahiptir.
Gelecekteki zorluklar
Bu nedenle yaşam döngüsü emisyonlarına odaklanma, giderek artan bir şekilde, UPS operasyonlarının neden olduğu emisyonlardan üretici süreçlerinin sürdürülebilirliğine kayacaktır. Beşikten kapıya olarak da bilinen bu yaklaşım, bir ürünün üretimin başlangıcından satıldığı ana kadarki karbon ayak izini vurgular. Müşteriler için, üretim sırasında tüketilen enerjinin türü ve miktarı da dahil olmak üzere, bir UPS üretmek için hangi kaynakların ve ne kadarının kullanıldığı her zamankinden daha önemli hale gelmektedir.
UPS’lerin verimlilik kazanımları açısından sınırlara yaklaşmasıyla birlikte, halen sıklıkla dizel yakıt veya gaz olan ve ikisi de ideal olmayan jeneratör güç kaynağı gibi diğer hususlara dikkat çekilmektedir.
UPS’lerin şebeke için sunabilecekleri hizmetlere ilişkin tartışmalarda, birincil amaçlarını, yani kritik ekipmana temiz, kesintisiz güç sağlamayı gözden kaçırmamak önemlidir. Bununla birlikte, geleceğin kesintisiz güç kaynağı – UPS‘i net sıfıra geçişte temel bir yapı taşı olarak hareket ederek bundan çok daha fazlasını yapabilir.