15 سؤالاً وجواباً حول أساسيات أجهزة UPS

ما هو نظام تزويد الطاقة غير المنقطع (UPS)؟ ربما لا يعلم الكثيرون أن نظام تزويد الطاقة غير المنقطع (UPS) هو جهاز يربط البطارية بالجهاز الرئيسي ويحول التيار المستمر إلى تيار كهربائي رئيسي عبر دوائر مُدمجة مثل عاكس التيار الرئيسي. وهو شائع الاستخدام في تجهيز غرف الحاسوب. فما فائدة نظام UPS في هذه الغرف؟ ولماذا نستخدمه تحديدًا بدلًا من أنظمة تزويد الطاقة الأخرى؟

1. لماذا نستخدم نظام UPS؟

يسود اعتقاد خاطئ بأن التيار الكهربائي الرئيسي الذي نستخدمه مستمر وثابت، باستثناء انقطاعات التيار العرضية، وهذا غير صحيح. فشبكة الكهرباء العامة في المدن متصلة بآلاف الأحمال المختلفة، بعضها مصادر طاقة حثية وسعوية وتبديلية كبيرة. لا تقتصر فوائد أنظمة الطاقة غير المنقطعة (UPS) على الحصول على الطاقة من شبكة الكهرباء فحسب، بل تؤثر سلبًا على الشبكة نفسها، مما يؤدي إلى تدهور جودة إمداد الطاقة في الشبكة الرئيسية أو المحلية، والتسبب في تشوه شكل موجة الجهد أو انحراف التردد في شبكة الكهرباء الحضرية. تكمن أهمية أنظمة UPS في قدرتها على تجنب حدوث ذلك. يوفر نظام UPS إمدادًا مستمرًا للطاقة، حيث يربط البطارية بالجهاز الرئيسي، ويحول التيار المستمر إلى طاقة الشبكة عبر دوائر مُدمجة مثل عاكس التيار الرئيسي. الهدف الرئيسي هو توفير إمداد طاقة مستقر ومستمر لأنظمة شبكات الحاسوب أو غيرها من المعدات الإلكترونية.

2. أنواع أنظمة UPS

بشكل عام، يمكن تقسيم أنظمة طاقة UPS إلى ثلاث فئات: النسخ الاحتياطي (أو غير المتصل بالإنترنت)، والتفاعلي المتصل بالإنترنت، والتحويل المزدوج (المتصل بالإنترنت). تقدم الشركات المصنعة المختلفة أنظمة UPS بتكوينات متنوعة. يختار العملاء نظام UPS المناسب وفقًا لأهدافهم وتطبيقاتهم ومتطلباتهم الوظيفية ورغبتهم في تمييز المنتج.

3. سيناريوهات استخدام أنظمة UPS

في الوقت الحالي، يمكن استخدام أنظمة طاقة UPS في جميع الأماكن تقريبًا. تتطلب الأماكن العامة، مثل وسائل النقل، وغرف الحاسوب، والمطارات، ومحطات المترو، وإدارات المباني، والمستشفيات، والبنوك، ومحطات توليد الطاقة، والمكاتب، وغيرها، أنظمة تزويد طاقة غير منقطعة (UPS). ولضمان استمرارية التيار الكهربائي في هذه الحالات، تقوم أنظمة UPS بتزويد الطاقة فور انقطاع التيار الكهربائي الرئيسي، مما يضمن استمرار عمل الأجهزة الكهربائية دون انقطاع. كما يمكن استخدام أنظمة UPS في المنازل. وبالطبع، يمكن للمنازل والمكاتب في المدن الكبرى استخدام أنظمة UPS، لأن الأجهزة الكهربائية المنزلية في المدن عادةً ما تكون أجهزة دقيقة مثل أجهزة الحاسوب والخوادم، وانقطاع التيار الكهربائي المفاجئ قد يُلحق بها أضرارًا جسيمة، لذا تُستخدم أنظمة UPS للحماية. يُعد انقطاع التيار الكهربائي ظاهرة شائعة، حيث قد تستمر بعض المناطق في قطع التيار لمدة ثلاثة أيام، ثم إعادة توصيله لمدة أربعة أيام. غالبًا ما تكون جودة التيار الكهربائي في الشبكة رديئة، فقد يكون الجهد مرتفعًا جدًا، ويتجاوز 240 فولت (جهد الطور الثامن)، وقد يكون منخفضًا جدًا، ويقل عن 180 فولت. في ظل هذه الظروف، قد لا يعمل نظام الحاسوب بشكل طبيعي.

4. استخدام نظام UPS في غرفة الحاسوب

يُحسّن استخدام نظام UPS بشكل كبير من موثوقية إمداد الطاقة. حيث يكون مصدر الطاقة الاحتياطي ومصدر الطاقة الرئيسي متزامنين في الطور، أي بنفس الجهد والتردد والطور، مما يمنع حدوث تداخلات كهربائية قوية. وبالتالي، لن يفقد الحاسوب أي معلومات أو بيانات، كما يحمي أجهزة الحاسوب، وخاصة الأقراص الصلبة، من التلف الناتج عن انقطاع التيار الكهربائي. يُحسّن نظام UPS جودة إمداد الطاقة بشكل ملحوظ، فهو نظام مُنقّي للطاقة يُزيل التوافقيات العالية ويُحسّن جودة الإمداد. عمومًا، على الرغم من أن شكل موجة جهد التيار الكهربائي الرئيسي يميل إلى أن يكون موجة جيبية، إلا أنه يحتوي على بعض المكونات التوافقية. وقد يؤدي عدم استقرار الطاقة الشديد إلى ظهور رموز خطأ في الحاسوب أو فقدان المعلومات. في نظام UPS، يُستخدم مُذبذب بلوري كوارتز للتحكم في تردد العاكس والحفاظ عليه ثابتًا. مع تطور تقنية UPS، يتزايد استخدامها في أجهزة الحاسوب. يُعد نظام UPS جهازًا لا غنى عنه في نظام إمداد الطاقة للحاسوب.