سیستم‌های باتری UPS با ولتاژ بالا در مقابل سیستم‌های باتری UPS با ولتاژ پایین

یکی از انتخاب‌های مهم هنگام انتخاب یک منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) برای استفاده در کاربردهای B2B مراکز داده ، برج‌های مخابراتی، نیروگاه‌های صنعتی یا سیستم‌های تأمین انرژی راه‌آهن، معماری ولتاژ باتری است. سیستم‌های ولتاژ بالا و پایین (به‌ترتیب ۴۰۰ تا ۸۰۰ ولت DC و ۴۸ تا ۲۲۰ ولت DC) هر کدام مزایای خود را دارند. برای به‌حداکثر رساندن زیرساخت‌های حیاتی تأمین توان شما، درک جنبه‌های معاوضه‌ای میان بازده، ایمنی و انطباق با کاربرد ضروری است.

مقایسه بازده سیستم‌های باتری UPS ولتاژ بالا و ولتاژ پایین

سیستم‌های UPS که در ولتاژهای بالا کار می‌کنند، بازده بسیار بالاتری دارند، به‌ویژه در سطوح توان بالا. معماری‌های ولتاژ بالا دارای بازده چرخه کامل ۹۴ تا ۹۷ درصد هستند در مقابل ۸۸ تا ۹۲ درصد با سیستم‌های ولتاژ پایین در نصب‌های مقیاس بزرگ، بالاتر از ۱۰۰ کیلووات. این امر عمدتاً به دلیل جریان کمتر است؛ زیرا ولتاژ بالاتر امکان انتقال توان معینی با جریان کمتری را فراهم می‌کند که اتلاف‌های مقاومتی (I²R) در کابل‌ها، اتصال‌دهنده‌ها و باسبارها را کاهش می‌دهد. سیستم‌های ولتاژ بالا همچنین امکان ادغام مستقیم با رک‌های مدرن باتری لیتیوم را بدون هیچ اتلافی ناشی از تبدیل سری-موازی فراهم می‌کنند. در سیستم‌های ولتاژ پایین، به‌ویژه در ۴۸ ولت، برای تحمل جریان‌های بالا (مثلاً بیش از ۱۰۰۰ آمپر برای پشتیبانی از ۵۰ کیلووات) نیاز به باسبارهای مسی بسیار ضخیم است که منجر به افزایش هزینه‌های نصب و اتلاف‌ها می‌شود. در تسهیلات حیاتی که ۲۴ ساعته و ۷ روز هفته فعال هستند، افزایش بازده ۵ تا ۸ درصدی سیستم‌های ولتاژ بالا به صرفه‌جویی‌هایی معادل هزاران دلار در هزینه برق سالانه منجر می‌شود.

ملاحظات ایمنی برای نصب‌های UPS ولتاژ بالا در محیط‌های صنعتی

سیستم‌های UPS که از ولتاژهای بالا استفاده می‌کنند، نیازمند اقدامات ایمنی دقیق و سخت‌گیرانه‌ای هستند. ولتاژهای بالاتر (بالای ۴۰۰ ولت مستقیم) نیازمند احتیاط‌های اضافی هستند: تحلیل پدیده‌های قوس الکتریکی (Arc-flash)، استفاده از ابزارهای عایق‌دار، تعیین مناطق با دسترسی کنترل‌شده و آموزش ویژه پرسنل نگهداری. با این حال، سیستم‌های مدرن ولتاژ بالا، سیستم‌های مدیریت باتری (BMS) را فراهم می‌کنند که از روش‌های جداسازی مبتنی بر کنتاکتور، محافظت با فیوز در هر رشته باتری و دستگاه‌های نظارت بر عایق‌بندی (IMD) بهره می‌برند تا خطاها در زمین را پیش از تبدیل شدن به خطراتی جدی شناسایی کنند. اما برای اماکن کوچک‌تر که اتاق‌های الکتریکی اختصاصی ندارند، مناسب‌ترین گزینه، استفاده از سیستم‌های ولتاژ پایین (۴۸ تا ۱۱۰ ولت) است، زیرا این سیستم‌ها از نظر ایمنی برای افرادی که در نزدیکی ترمینال‌های بیرون‌زده کار می‌کنند، بسیار ایمن‌ترند. در واقع، در محیط‌های صنعتی که اپراتورها آموزش لازم را ندیده‌اند یا به‌طور مکرر با تجهیزات تماس پیدا می‌کنند، خطر برق‌گرفتگی با استفاده از سیستم‌های ولتاژ پایین به حداقل می‌رسد. با این حال، نصب سیستم‌های ولتاژ بالا در شرایط کنترل‌شده — مانند اتاق‌های اختصاصی باتری با سیستم کنترل دسترسی و تجهیزات حفاظت فردی مناسب (PPE) — به‌خوبی انجام شده و ایمنی آن‌ها در هزاران مرکز تلفن‌ centrally و مراکز داده در سراسر جهان اثبات شده است. این امر توسط ساختارهای ایمنی موجود و ظرفیت نگهداری تسهیلات شما تعیین خواهد شد.

کدام ولتاژ باتری UPS برای مراکز داده و پروژه‌های مخابراتی ?

در مورد مراکز داده، سیستم‌های UPS با ولتاژ بالا (۴۰۰ تا ۸۰۰ ولت مستقیم) در حال تبدیل شدن به استاندارد هستند. این سیستم‌ها در بارهای استاندارد مراکز داده (۲۰۰ کیلووات تا ۲ مگاوات) کارایی بالاتری دارند، هزینه‌ی رسانای مسی (بوس‌بار) در آن‌ها کمتر است و می‌توان آن‌ها را به‌صورت مستقیم با باتری‌های لیتیوم یکپارچه کرد. ولتاژ بالا همچنین با کاهش تعداد رشته‌های موازی، زمان کارکرد (ران‌تایم) را افزایش می‌دهد و مدیریت باتری در این سیستم‌ها نیز آسان‌تر است.

برای پروژه‌های مخابراتی ، این موضوع مربوط به مقیاس پروژه است. ولتاژ بالا (۲۴۰ تا ۴۰۰ ولت مستقیم) معمولاً در اداره‌های مرکزی که دارای نیروگاه‌های برق مستقیم بزرگ (۱۰ کیلووات تا ۱۰۰ کیلووات) هستند، برای دستیابی به اهداف کارایی استفاده می‌شود. اما پناهگاه‌های دورافتاده‌ی مخابراتی، برج‌های سلولی و کابینت‌های بیرونی معمولاً با سیستم‌های ولتاژ پایین ۴۸ ولت مستقیم تغذیه می‌شوند استاندارد صنعت مخابراتی در طول دهه‌ها. ولتاژ ۴۸ ولت از نظر ایمنی برای تکنسین‌های عامل در محیط‌های غیرکنترل‌شده در محل کار کمتر خطرناک است و اکوسیستم مربوط به رکتیفایرها، باتری‌ها و اجزای توزیع با ولتاژ ۴۸ ولت به‌خوبی ایجاد شده و در سراسر جهان رایج است. اکثر اپراتورهای مخابراتی شبکه‌های دسترسی خود را در ولتاژ ۴۸ ولت و تأسیسات شبکه هسته‌ای را در ولتاژهای بالاتر اجرا می‌کنند.

نتیجه‌گیری

در مراکز داده بزرگ و دفاتر مرکزی، از UPS با ولتاژ بالا استفاده کنید که در آن‌ها بازدهی و صرفه‌جویی در فضا به‌قدری حائز اهمیت است که اتخاذ اقدامات ایمنی پیشرفته توجیه‌پذیر باشد. در شبکه‌های دسترسی مخابراتی، مکان‌های دورافتاده و تأسیسات کوچک، از ولتاژهای پایین (۴۸ ولت) استفاده کنید که در آن‌ها ایمنی تکنسین‌ها و بلوغ اکوسیستم مهم‌ترین ملاحظات هستند. در پیاده‌سازی‌های ترکیبی، شرکت صنعتی شنژن ویتو هونگدا محدوده‌ای از راه‌حل‌های UPS و ذخیره‌سازی انرژی را با معماری‌های ولتاژی متفاوت ارائه می‌دهد و این محصولات دارای گواهی‌های ISO و CE هستند. برای توسعه راه‌حل مناسب حفاظت از تأمین برق در زیرساخت خود با ما تماس بگیرید.