Kesintisiz Güç Kaynağı (UPS) Nedir? Neden Kullanılır?

Elektrik, insan hayatının ayrılmaz parçaları arasında ilk sıralarda yer alır. Günlük hayatın düzgün bir şekilde devam edebilmesi için özellikle veri merkezleri ve tıbbi cihazların kullanımı gibi kritik süreçlerde elektrik gücüne kesintisiz olacak şekilde ihtiyaç duyulur. Karşılaşılan herhangi bir güç kesintisi maddi ve manevi zararlara yol açabilir. Tarihte gerçekleşen geniş kapsamlı elektrik kesintilerinin toplumsal açıdan büyük sorunlara yol açtığı bilinir. 1977 yılından New York’ta gerçekleşen uzun süreli kesintide suç oranı tavan yaparken, daha yakın bir geçmişte Hindistan, Brezilya, İtalya, İsviçre gibi ülkelerde yaşanan kesintiler milyonlarca insanı olumsuz etkiledi.

Günümüzde elektrik enerjisine olan ihtiyacın daha da artması nedeniyle  yaşanan güç kesintileri,  telafisi olmayan sonuçlara yol açabilir. Olası kesintilerden en az ölçüde etkilenmek için kesinti anında devreye girecek kesintisiz güç kaynakları ve jeneratörlerden faydalanmak oldukça önemlidir. Kesintisiz güç kaynakları, devamlı olarak çalışması kritik önem taşıyan sistemleriniz için bunu mümkün kılan en önemli donanımlardan biridir.

Yazımızın devamında yer alan kesintisiz güç kaynağı cihazları, kullanım alanları ve UPS çeşitlerini gelin birlikte inceleyelim.

Kesintisiz Güç Kaynağı (UPS) Nedir?

UPS açılımı Uninterruptible Power Supply olan ve elektrik gücünde meydana gelen dalgalanma ve kesintilerin olumsuz etkilerini minimuma düşürmek için kullanılan cihazlardır.

Elektrik şebekesinde meydana gelen kesinti veya voltajın yüksek ya da düşük gelmesi gibi durumlarda, bu şebekeden güç alan elektrikli cihazlar olumsuz bir şekilde etkilenir. Sürekli çalışması gereken cihazların kapanmasının yanı sıra güçte gerçekleşen dalgalanma sonucu cihazların donanımlarında da arızalar ortaya çıkabilir. Tüm bu olumsuzlukların önüne geçmek için UPS kesintisiz güç kaynağı kullanılır.

UPS, dahili bataryası bulunan ve şebeke ile elektronik cihazlar arasına konumlandırılan kesintisiz güç kaynağıdır. Şebekeden aldığı gücü kendisine bağlanan cihazlara ileten UPS cihazları, aynı zamanda bataryaları sayesinde kesinti anında da kullanılabilir cihazlardır. Farklı türleri bulunan bu cihazlar kendisinden güç alan elektronik aletlere kesintisiz ve sabit bir değere sahip güç iletmek için kullanılır. Böylece UPS cihazı kullanılarak elektronik aletlerin bu değişimlerden etkilenmesi engellenir ve kesintisiz bir şekilde çalışması sağlanır.

UPS Güç Kaynağı Çeşitleri Nelerdir?

Kesintisiz güç kaynakları çalışma prensiplerine göre üç temel türe ayrılır. Her biri kesintisiz kullanım için benzer ancak ufak farklılıklar barındıran yöntemler takip eden UPS cihazları içerisinden kullanım amacınıza en uygun olan türdeki cihazları tercih etmeniz gerekir.

Off-Line UPS

Off-line UPS’ler, şebekeden gelen gücü direkt olarak kendisine bağlı olan cihazlara aktarır. Kesinti veya güçte gerçekleşen dalgalanma tespit ettiğinde hızla devreye girer ve biriktirdiği gücü cihazlara aktarır. Düşük kapasiteli cihazlar için kısa süreli kullanım sunar. En uygun fiyatlı olan UPS çeşitlerindendir. Cihazlarınızı kapatmanız ve işlemlerinizi kaydetmeniz için kısa bir ek süre tanır.

On-Line UPS

On-Line UPS’ler ise şebekeden aldığı gücü ilk olarak alternatif akıma (AC) çevirir ve bataryasını şarj eder. Bataryasındaki gücü tekrar doğru akıma (DC) çevirerek kendisinden güç alan cihazlara aktarır. Bu özelliği ile on-line UPS’ler çift dönüşümlü (double conversion) UPS’ler olarak da adlandırılır. Gücü sürekli bataryasından ileten on-line UPS’ler cihaza her zaman kesintisiz ve sabit değerde güç iletilmesini sağlar. Diğer UPS türlerine göre daha maliyetli olan bu kesintisiz güç kaynakları, hassas cihaz ve süreçler için en güvenli çözümü sunar.

Line-Interactive UPS

Line-interactive UPS’ler şebekeden gelen gücü doğrudan cihazlara iletir. Ancak üzerinde bulunan regülatör yardımıyla çıkış gücünün kontrol edilmesini sağlar. Böylece cihazları düşük ve yüksek voltaja karşı korur. Güç kesintisi ve dalgalanması durumunda ise batarya devreye girerek cihazlara sabit çıkışla güç aktarmaya devam eder.

UPS'nin Çalışma Prensibi: Elektrik Kesintilerinde Nasıl Devreye Girer?

UPS cihazlar, çalışma prensibi oldukça basit cihazlardır. Kesintisiz güç kaynakları elektrik şebekesine bağlanır. Elektriğe ihtiyacı olan diğer cihazların da kesintisiz güç kaynağına bağlanması sağlanarak işleme başlanır. Böylelikle UPS, elektrik şebekesi ile cihazlarınız arasına yerleştirilmiş olur. Farklı çeşitleri bulunsa da her kesintisiz güç kaynağı, içerisinde enerjinin depolandığı bataryalar barındırır. Bu bataryalarda da kullanılan teknolojiler farklılık gösterebilir.

UPS Kullanım Alanları Nerelerdir?

Güç kesintileri ve dalgalanmalarından en az düzeyde etkilenmenizi sağlayan UPS çözümlerini birçok alanda kullanabilirsiniz. Özellikle minimum güç kesintisi ile çalışması gereken elektronik cihazlar için UPS sistemi kullanımı oldukça önemlidir. UPS kullanım alanlarını şu şekilde sıralayabiliriz;

·  7/24 çalışması beklenen sunucular için UPS kullanımı bir zorunluluktur. Özellikle bu sunucular üzerinde kesintisiz olarak sürdürülmesi gereken bankacılık işlemleri gibi finansal süreçler gerçekleştiriliyorsa UPS kullanılmalıdır.

·  Sağlık sektöründe hastaların tedavisinde ve özellikle ameliyatlarda yer alan tıbbi cihazlar için kullanılır.

·  Fabrikalarda üretim bantlarında ve çeşitli süreçleri yürüten sistemlerin kesintisiz bir şekilde çalışması için UPS’ler kullanılır. Üretim esnasında oluşan kısa süreli bir kesinti bile tüm süreçlerin zincirleme bir şekilde hata vermesine neden olabilir.

·  İletişim şebekelerinin özellikle afet durumlarında kesintisiz bir şekilde çalışabilmesine katkıda bulunur.

·  Ev ve ofislerde kullanılan bilgisayar, yazıcı ve benzeri elektronik cihazların kesinti ve güç dalgalanmalarından etkilenmemesi için kullanılır.

·  Akıllı ev ve güvenlik sistemlerinin kesintisiz bir şekilde faaliyetlerine devam etmesi için tercih edilen yardımcı ürünler arasında yer alır.

·  Havaalanlarında özellikle pist aydınlatmasında ve trafik kontrol sistemlerinde kullanılır.

UPS Seçimi: İhtiyaçlarınıza Göre Doğru UPS Modelini Nasıl Seçersiniz?

Özel ihtiyaçlar için kesintisiz güç sağlanması aşamasında çeşitli çözümler mevcuttur. Temel olarak ise üç farklı UPS enerji kaynağı modelinden kullanım amacına en uygun olanı seçmeniz gerekir. Kritik öneme sahip olmayan yine de kesinti ve dalgalanmalara karşı cihazınızı korumak için basit ve ucuz bir çözüm alternatifi arıyorsanız,  tercihinizi off-line UPS’den yana kullanabilirsiniz. Eğer kullanacağınız alan kritik öneme sahip bir süreç ise biraz daha maliyetli bir çözüm olan on-line UPS’leri tercih etmelisiniz. Ayrıca kullanacağınız kesintisiz güç kaynağı, cihaz seçimini yaparken ihtiyacınız olan güç ve kullanım süresi gibi değerlere göre belirlenmeli. Gelin, bu hesaplamaların nasıl yapılacağına beraber göz atalım.

UPS Güç Hesabı Nasıl Yapılır?

UPS’lerin sağladığı güç miktarı, görünen güç olarak adlandırılan bir biçimde VA (volt-amper) cinsinden üreticisi tarafından verilir. UPS’e bağlayacağınız cihazların kullandığı güç ise gerçek güç (W) cinsinden paylaşılır. Bu sebeple iki türdeki değerler arasında dönüşüm işlemi gerçekleştirmelisiniz. Güç kaynağına bağlanacak cihazların W cinsindeki değerlerini VA’ya çevirmek için gerçek gücü, güç faktörüne (PF) bölmelisiniz. Güç faktörü her cihaz için değişen, ancak günümüz cihazlarında 0 - 1,0 arasında bir değerdir. Hesaplamalarda çoğu zaman 0,7 değeri kullanılır.

Ayrıca kesintisiz güç kaynağının verimi de hesaba katılarak kapasitesi hesaplanır. Örneğin, 1000 VA’lık bir UPS %90 verim ile çalışıyorsa 900 VA’ya denk gelen cihaza güç verebilir. Ayrıca bağlanan cihazların da verimliliği hesaba katılmalıdır. Bu sebeple ev kullanıcıları için UPS hesaplama işlemleri gerekli hata payı bırakılarak yapılabilir. Daha profesyonel sistemlerde ölçüm cihazları aracılığı ile hassas hesaplamalar gerçekleştirilir.

UPS’nin Çalışma Süresi Nasıl Hesaplanır?

Bir kesintisiz güç kaynağının cihazları ne kadar süre ile besleyebileceği ise bataryasının türüne, kapasitesine ve sağlığına göre değişiklik gösterir. Bataryalar zaman içerisinde kapasitelerinden kayıp yaşadıkları için zamanla daha kısa çalışma sürelerine sahip olacaktır. UPS’in çalışma süresini hesaplamak için üretici tarafından Amp-Hr (amper-saat) türünden verilen batarya kapasitesi ile verimlilik oranı çarpılarak gerçek Amp-Hr veya bir diğer adıyla etkili pil kapasitesi değeri bulunur.

Sonrasında ise saat cinsinden çalışma süresi, Amp-Hr batarya kapasitesinin (bu noktada üretici tarafından verilen değer veya hesaplanan gerçek kapasite kullanılabilir), bataryaların giriş voltajı ile çarpılıp UPS’e bağlı cihazların toplam yüküne bölünerek ortalama olarak hesaplanabilir. 

Aşağıdaki formül bu tip hesaplamalarda kullanılabilir. 

UPS Kullanmanın Faydaları Nelerdir?

Kesintisiz güç kaynağı kullanımı, olası kesinti durumlarında cihazlarınızın çalışmaya devam etmesini sağlar. Böylece devam eden çalışmalarınızı kaybetmeden sonlandırmak veya jeneratörün devreye girmesi için ek zamana sahip olabilirsiniz. Özellikle bilgisayarlarda ani kesintiler ciddi hasar ve veri kayıpları ile sonuçlanabilir.  Veri merkezlerinin ve sunucuların olası bir güç kesintisinde çalışmasını sağlayan UPS’ler, binlerce hatta milyonlarca kullanıcının çeşitli işlemlerini kesintisiz bir şekilde yürütmesini sağlar.

UPS kullanımının faydaları kişisel ve ofis kullanımı ile sınırlı değildir. Birçok alanda elektrik gücüne ihtiyaç duyulan süreçlerin kesintisiz bir şekilde yürütülmesini sağlayan UPS’lerin tıbbi alanda kullanımına baktığımızda ise, ameliyatlar gibi saniyelerin dahi önemli olduğu senaryolarda UPS hayat kurtarıcıdır. Fabrikalarda üretimde ise saniyelik kesintilerin bile üretimde büyük kaoslara yol açabileceği durumların önüne geçilmesini sağlar.

Veri kaybının önüne geçen ve çalışma sürekliliği faydalarının yanı sıra UPS’ler, cihazları da olası kesinti ve dalgalanmaların olumsuz etkilerinden korur. Böylece değerli olan donanımların korunmasıyla bütçeyle ilgili oluşabilecek zararların önüne geçilir.

UPS Enerji Verimliliği ile Nasıl Tasarruf Sağlar?

Elektrik kesintilerinde cihazların çalışmaya devam etmesini sağlayan UPS’ler, çalışma prensipleri sebebiyle belirli bir miktar enerji kaybına sebep olur. Şebekeden gelen gücü depolayan ve aynı zamanda bu gücü temizleyerek sabit bir çıkış gücü sağlayan UPS’ler tüm bu işlemleri gerçekleştirirken enerjiden kayıp yaşanır.

Seçeceğiniz UPS çözümünün enerji verimliliği ise o cihazın görevlerini yerine getirirken oluşan enerji kaybının ne kadar olduğu ile ilgilidir. UPS cihazlarının kullanımı, sürekli çalışması gereken ve tıbbi cihazlar gibi kritik cihazlar için bir zorunluluktur. Bu sebeple yüksek verimliliğe sahip UPS çözümünü seçmek enerji tasarrufu için yapılacak en iyi çözümdür. Böylece, enerjinin daha verimli bir şekilde kullanımıyla ortaya çıkan karbon ayak izinizi azaltarak çevreye daha duyarlı ve sürdürülebilir bir tercihte bulunursunuz.

UPS İle Jeneratörler Arasındaki Fark Nedir?

Temel olarak hem UPS’ler hem jeneratörler güç kesintilerinde elektronik cihazların çalışmalarının devam etmesini sağlar. Ancak çalışma prensipleri ve kullanım amaçları açısından bakıldığında her iki türdeki cihazlar da birbirinden oldukça farklıdır.

·  UPS, elektrik kesintilerinde ve dalgalanmalarında kendisine bağlı elektronik cihazların kısa süreli olarak işlevlerine devam etmesini sağlayan yedek güç kaynaklarıdır. Buradaki dikkat edilmesi gereken nokta kısa süreli oluşudur. Örneğin UPS kullanmak, bilgisayarınızda devam eden işlemleri güvenli bir şekilde sonlandırmanız için size ek olarak birkaç dakika tanır. Jeneratörler ise, güç kesintileri esnasında UPS’lere kıyasla daha uzun süreli şekilde güç sağlamak için kullanılır. Genellikle benzin ve benzeri yakıtlar ile çalışan jeneratörler saatlerce güç sağlayabilir.

· Maliyet ve kullanım yönünden jeneratörlerle kıyaslandığında UPS’ler daha ekonomik ve kullanımı kolay ürünlerdir. Jeneratörler ise, genellikle hem daha fazla yatırım maliyetine sahiptir hem de güç sağlamak için yakıt kullanıldığından giderleri yüksektir. Elektronik cihazlarını ani güç kayıplarından korumak isteyenler, jeneratörlere kıyasla kısa süreli güç sunan UPS’leri kullanmayı tercih edebilirler. Jeneratörler ise yakıtla çalışan, gürültülü ve egzoz dumanı çıkaran motorlar vasıtası ile enerji üretir. Bu sebeple dış mekân gibi hava akımı güçlü alanlara yerleştirilir ve kullanımı daha zahmetlidir.

Bu iki farklı teknolojinin en uyumlu çalışma biçimi ise beraber kullanılmasıdır. Jeneratörlerin devreye girmesi için birkaç dakikalık süre gerekir. Bu süre cihaz özelliklerine göre değişim gösterebilir. Ancak bu aşamada kritik öneme sahip cihazların çalışmasına devam etmesi önemlidir. Bu aradaki sürede UPS’ler yardımıyla cihazların herhangi bir güç kesintisinde aralıksız olarak çalışması sağlanabilir.

KAYNAKÇA:

https://tr.wikipedia.org/wiki/Kesintisiz_g%C3%BC%C3%A7_kayna%C4%9F%C4%B1

https://www.makeuseof.com/what-is-a-ups-explained/

https://www.realpars.com/blog/uninterruptible-power-supply

https://www.aydinlatma.org/ups-hesabi-nasil-yapilir.html

https://www.lifewire.com/size-an-uninterruptible-power-supply-5208486

Sistemlerinizin elektrik kesintilerinde sorunsuz ve sağlıklı bir şekilde çalışmaya devam etmesi için kesintisiz güç kaynağının seçimi ve kurulumu son derece önemlidir. Peki, siz kesintisiz güç kaynaklarından hangi alanlarda yararlanıyorsunuz? Yorumlarınızı bekliyoruz!