مبدأ اختيار مصدر الطاقة

توجد مشاكل عديدة في شبكات الطاقة العامة بالمدن، لكن درجتها وظروفها تختلف. تشمل هذه المشاكل: عدم استقرار الجهد، وتقلبات الجهد (ارتفاعًا أو انخفاضًا) المستمرة، وعدم استقرار التردد، وتشوه شكل الموجة، وكثرة المكونات التوافقية، والتداخل عالي التردد، وتيار الاندفاع، والضوضاء الكهربائية، وانقطاع التيار الكهربائي، والصواعق، وغيرها. استجابةً لهذه المشاكل، صمم المخترعون معدات متخصصة لحل مختلف مشاكل إمداد الطاقة. فعلى سبيل المثال، لحل مشكلة عدم استقرار الجهد، توجد منظمات الجهد ومثبتات الجهد؛ ولحل مشكلة التداخل في شبكة الطاقة، توجد مصادر طاقة مُنقّاة؛ ولحل مشكلة انقطاع التيار الكهربائي، توجد مولدات كهربائية، وأنظمة طاقة غير منقطعة (UPS)، وأنظمة طاقة احتياطية (EPS)، ومصادر طاقة عاكسة؛ ولحل مشكلة الصواعق، توجد مانعات الصواعق، وغيرها. مع التطور المستمر للعلوم والتكنولوجيا، يتم تحديث المعدات المستخدمة لحل مشاكل إمداد الطاقة بشكل دائم. يُذكر أن مثبت الجهد يُعالج فقط مشكلة عدم استقرار جهد الشبكة الرئيسي. لا يُمكن لمصدر الطاقة المُنقّى سوى حل مشكلة تداخل التيار الكهربائي الرئيسي (كما أنه يتميز بنطاق محدود لتثبيت الجهد)؛ بينما تُعالج المولدات وأنظمة الطاقة غير المنقطعة (UPS) وأنظمة الطاقة الاحتياطية (EPS) مشكلة انقطاع التيار الكهربائي الرئيسي، إلا أن جودة الجهد والتردد في مصدر طاقة المولدات تكون منخفضة نسبيًا، وشكل الموجة غير نقي، كما أن مُكوّن التوافقيات كبير، ويستغرق التحويل من التيار الرئيسي وقتًا طويلاً (حتى مع وجود مفتاح تحويل تلقائي ATS، يحدث انقطاع لمدة 1-6 ثوانٍ)، مما يجعله مناسبًا فقط لأماكن تزويد المعدات الأساسية منخفضة التكلفة بالطاقة، بينما يجب استخدام أنظمة الطاقة غير المنقطعة (UPS) للأجهزة الدقيقة أو الأحمال الحرجة والهامة. من ناحية أخرى، يُصدر المولد ضوضاء عالية أثناء التشغيل. أما نظام الطاقة الاحتياطية (EPS) فهو نظام لتزويد الطاقة في حالات الطوارئ، ويتميز عادةً بوظيفة بدء التشغيل التدريجي أو بدء التشغيل بتردد متغير، ويلبي متطلبات السلامة في صناعة الحماية من الحرائق. وهو أكثر ملاءمة للاستخدام مع الأحمال الحثية. ويُستخدم كنظام احتياطي لتزويد الطاقة في حالات الطوارئ لإضاءة الطوارئ الخاصة بالحرائق، ومصاعد الحريق، ومضخات الحريق، وغيرها من المعدات، وذلك من خلال محولات تستخدم بطاريات ذات سعة كبيرة. يقوم نظام الطاقة الاحتياطية (EPS) بالفصل عن التيار الكهربائي الرئيسي لمدة تتراوح بين ثانية واحدة وخمس ثوانٍ، مما يحل مشكلة انقطاع التيار الكهربائي الرئيسي فقط، ولا يمكنه حل مشاكل أخرى مثل تداخل التيار الكهربائي، ولا يمكن استخدامه مع المعدات الحساسة في قطاع تكنولوجيا المعلومات. يشبه مبدأ عمل مزود الطاقة العاكس (Inverter) مبدأ عمل نظام الطاقة الاحتياطية (EPS). فهو يحل مشكلة انقطاع التيار الكهربائي فقط، وهو مناسب للإضاءة الطارئة أو كنسخة احتياطية للأجهزة المنزلية. أما نظام الطاقة غير المنقطعة (UPS) فيمكنه حل جميع العوامل السلبية في التيار الكهربائي الرئيسي، مثل عدم استقرار الجهد والتردد، والتداخلات المختلفة في شبكة الطاقة، وانقطاع التيار الكهربائي، وما إلى ذلك. ومع ذلك، فإن نظام الطاقة غير المنقطعة (UPS)، كجهاز خارجي للحاسوب، هو مزود طاقة دقيق، وهو مناسب فقط لأحمال قطاع تكنولوجيا المعلومات مثل أجهزة الحاسوب والخوادم، ولا يمكن استخدامه مع معدات الطاقة الأساسية. معدات الطاقة الأساسية مناسبة فقط لمزود الطاقة الاحتياطية (EPS) أو مولدات الطاقة الاحتياطية.