A digitális átalakulás, a mesterséges intelligencia és az okosgyártás korában a szünetmentes tápegységek (UPS) alapvetővé váltak az üzletmenet folytonosságának biztosításában. A megbízható 12 V, 24 V vagy 48 V egyenáramú (DC) tartalék energiaellátás elengedhetetlen a kritikus rendszerek és folyamatok védelméhez számos iparágban, beleértve az ipari automatizálást, edge computing rendszereket, gépi látás alapú megoldásokat, infrastruktúrát, energiatermelést és -feldolgozást, egészségügyet és még sok mást.
A DC UPS rendszerek úgy lettek kialakítva, hogy zavartalan áramellátást biztosítsanak egyenáramról működő eszközök számára áramszünet, feszültségesés vagy feszültségingadozás esetén. Ezek a rendszerek jellemzően egy töltő- és vezérlőegységből, valamint egy dedikált energiatároló modulból állnak – például Li-Ion, LiFePO₄ akkumulátorokból vagy ultrakapacitásokból –, amelyek gyors és megbízható energiaellátást biztosítanak.
E rendszerek védelmet nyújtanak olyan kritikus komponensek számára, mint az ipari PC-k, az ipari IoT (IIoT) átjárók, hajtásvezérlők, szenzorok, biztonsági rendszerek és orvosi eszközök. Segítségükkel biztosítható az üzemidő, megelőzhető az adatvesztés és fenntartható a folyamatok zavartalansága.
A 12 V, 24 V és 48 Vdc alkalmazásokhoz elérhető UPS megoldások (opcionálisan váltó- vagy egyenáramú bemenettel) ideálisak decentralizált környezetekbe, ahol közvetlenül a gépekbe vagy vezérlőszekrényekbe integrálhatók, így működésben tartják a rendszereket még váratlan áramszünetek idején is.
Energaitárolási technológiák kiválasztása
A megfelelő energiatárolási technológia kiválasztása kulcsfontosságú a DC UPS rendszerek esetén, mivel a környezeti feltételek, a szükséges tartalékidő, az élettartam és a karbantartási igények egyaránt jelentősen befolyásolják a teljes élettartamköltséget (TCO). A különböző technológiák (1. ábra) eltérő előnyöket kínálnak:
Lítium-vas-foszfát (LiFePO₄)
A LiFePO₄ akkumulátorok kivételes biztonságot és hosszú élettartamot nyújtanak. Akár 6000 teljes töltési/kisütési ciklussal hosszú távú stabilitást és minimális karbantartást biztosítanak, miközben ellenállnak a hőhatás okozta instabilitásnak. Ez különösen alkalmassá teszi őket kritikus ipari és orvosi alkalmazásokhoz. Beépített biztonsági jellemzőik révén minimális a tűz- vagy robbanásveszély, ami kiemelten fontos az állandó rendelkezésre állást igénylő környezetekben. Hosszú tartalékidőt biztosítanak, és legalább 10 éves élettartammal alacsony TCO-t kínálnak.
Lítium-ion (Li-Ion)
A Li-Ion akkumulátorok nagy energiasűrűségükről és kompakt méretükről ismertek, ezért kiválóak helyszűkével küzdő alkalmazásokhoz. Hatékonyságuk figyelemre méltó, ám érzékenyebbek a hőmérséklet-ingadozásokra és túlterhelésekre, élettartamuk pedig általában rövidebb, mint a LiFePO₄-é. Olyan alkalmazásokban ideálisak, ahol a kompakt méret és költségérzékenység fontosabb, mint a maximális tartósság.
Szuperkondenzátorok (ultrakapacitások)
Akár 500 000 ciklusnyi extrém hosszú élettartam és gyors töltési/kisütési képesség jellemzi őket. Az EDLC (elektromos kettősréteg-kondenzátor) elven működő ultrakapacitások azonnali, nagy teljesítményű energiakibocsátást biztosítanak. Az ilyen energiatároló megoldások rövid és közepes időtartamú áthidalási időszakokra ideálisak. Karbantartásmentesek és rendkívül tartósak, így tökéletesek olyan alkalmazásokhoz, ahol a telepítés után nincs szükség további beavatkozásra.
A Bicker egyenáramú szünetmentes tápegységeinek portfóliója szuperkondenzátoros energiatárolóval vagy LiFePO₄ akkumulátorokkal felszerelt egységeket tartalmaz.
Rendszerkialakítások
A UPS rendszerek kialakítását az adott környezethez és alkalmazási követelményekhez igazítják. A következő típusok léteznek:
Moduláris DC UPS rendszerek
A moduláris architektúrák a UPS elektronikát és az akkumulátormodulokat skálázható konfigurációkban kombinálják, nyitott kivitelű vagy DIN-sínes burkolatban. Ezek a rendszerek rugalmas méretezést és energia-bővítést tesznek lehetővé, számos teljesítményszint igényt lefedve. Különböző energiatárolási technológiákkal konfigurálhatók, alkalmazásspecifikus rugalmasságot és könnyű integrációt biztosítva.
Kompakt, DIN-sínes, mindent-egyben DC UPS rendszerek
Helytakarékos, telepítésbarát kialakításban a DIN-sínes UPS egységek egyetlen burkolatban foglalják magukba az energiatárolást és a tápegység funkcióit. Ipari automatizálási és vezérlési környezetekhez optimalizálva, gyors beépítést tesznek lehetővé vezérlőszekrényekbe. Az integrált LiFePO₄ vagy ultrakapacitásos energiatárolással rendelkező DC UPS rendszerek hosszú élettartamukról és alacsony TCO-jukról ismertek.
IP-védett rendszerek zord környezetekhez
Kültéri vagy extrém környezeti használatra szánt IP65/67 besorolású DC UPS rendszerek por-, víz- és mechanikai behatásokkal szembeni védelmet nyújtanak, így ideálisak infrastruktúrákhoz, edge alkalmazásokhoz vagy távoli telepítésekhez. Robusztus felépítésük megbízható működést biztosít extrém körülmények között – például gyárépületek külső falán, vagy távoli érzékelő- és mérőállomásokon.
Záró gondolatok
A megfelelő DC UPS rendszer kiválasztása az adott működési követelményektől függ – az ipari gyártástól az orvosi diagnosztikán át egészen az edge-alapú rendszerekig. A moduláris kialakítás, az integrált DIN-sínes megoldások és a kültéri alkalmazásokra szánt, strapabíró modellek révén a mai UPS rendszerek célzott megbízhatóságot kínálnak ott, ahol a legnagyobb szükség van rájuk.
A hosszú élettartamú és biztonságos LiFePO₄ akkumulátorok, a nagy energiasűrűségű Li-Ion cellák vagy a karbantartásmentes ultrakapacitások révén a felhasználók olyan tartalék rendszereket telepíthetnek, amelyek megszakítás nélküli működést garantálnak minimális kockázat mellett. Az egyre inkább összekapcsolt és automatizált világban ezek a technológiák nem csupán biztonsági tartalékot jelentenek – stratégiai alapot kínálnak a megbízható, zavartalan működéshez.