UPS-y do zastosowań domowych

Nasza codzienność oparta jest na energii elektrycznej i dziś trudno sobie wyobrazić życie bez niej. Niestety, niemodernizowane sieci energetyczne bywają zawodne, a wtedy następują zapady i zaniki napięcia i prądu, które mogą skutkować uszkodzeniem kosztownego domowego sprzętu. Brak właściwego UPS-a może się zakończyć utratą danych, wyłączeniem pompy c.o. czy zepsuciem routera Wi-Fi. No właśnie, jaki powinien być ten domowy UPS i dlaczego warto go kupić?

Co to jest UPS?

UPS to zasilacz awaryjny, czyli urządzenie energoelektroniczne, które dostarczy taką ilość energii do naszych urządzeń, jaka pozwoli na ich bezpieczne wyłączenie lub podtrzymanie działania do czasu powrotu zasilania z sieci elektroenergetycznej. Łatwo wysnuć słuszny wniosek, że UPS ma nie tylko zapewnić ciągłość zasilania, ale również zmniejszyć wpływ niekorzystnych zakłóceń sieciowych na domowy sprzęt.

Dobry zasilacz usuwa wahania napięcia wynikające z działania urządzeń o dużej mocy. Chroni też elektronikę przed przepięciami, czyli gwałtownymi zmianami napięcia i eliminuje zniekształcenia sinusoidalnych przebiegów prądu i napięcia. To ważne, współczesne urządzenia elektroniczne są bowiem najczęściej bardzo wrażliwe na zakłócenia. Dlatego, aby je zabezpieczyć, warto rozważyć zakup UPS.

Jaki UPS wybrać do domu?

Jeśli mieszkamy w domu, mamy zapewne urządzenia grzewcze podłączone do sieci, takie jak ogrzewanie gazowe, kotły, kominki z płaszczem wodnym i inne sprzęty obsługiwane przez automatykę grzewczą, zasilaną z sieci elektroenergetycznej.

Tutaj ponownie pojawia się problem z energią elektryczną. Piece gazowe nie działają cały czas, lecz uruchamiają się, gdy temperatura spadnie poniżej zadanej wartości, zapalają gaz za pomocą tzw. świeczki, a po nagrzaniu domu wyłączają się. Oczywiście, praca ich automatyki i pompy cyrkulacyjnej będzie niewłaściwa, jeśli nie ma prądu lub układ może się nie włączyć.

Podobnie rzecz się ma w przypadku pomp wody do pieca c.o., wspomagających obieg wody. Te urządzenia powinny być podłączone do zasilania awaryjnego. UPS-y zapewniające prawidłowe działania sterowników i automatyki kotłów c.o. muszą dać gwarancję sinusoidalnego przebiegu napięcia wyjściowego. Konieczne jest także, aby zabezpieczały przed nadmiernymi spadkami bądź wzrostami napięcia.

Podobne wymogi generuje na przykład sprzęt należący do systemów inteligentnego domu, w tym rolety, alarmy, automatyka do bram czy panele solarne. Wiele systemów awaryjnego zasilania można wzbogacić o dodatkowe akumulatory, które wydłużą czasu pracy urządzeń w sytuacji braku zasilania.

Istotne cechy UPS-ów domowych

O wyborze UPS-a decyduje m.in. liczba urządzeń, która będzie do niego podłączona, a także sumaryczna ich moc.

Czasem warto rozważyć zakup droższego systemu centralnego, z jednym dużym UPS-em, który zabezpiecza urządzenia w całym obiekcie. W domu sprawdzają się jednak najczęściej rozwiązania, w skład których wchodzi kilka różnych zasilaczy dedykowanych do różnych urządzeń lub grup urządzeń.

Do istotnych cech zasilaczy należy ich moc wyjściowa. W rzeczywistości pod tym pojęciem mogą się kryć dwa różne parametry – moc wyjściowa pozorna wyrażana w woltamperach (VA) i moc wyjściowa czynna wyrażana w watach (W).

Eksperci radzą, aby wybierać zasilacze z wyższą mocą od tej, która wynika z sumy mocy, na jaką zapotrzebowanie mają nasze urządzenia, np. jeśli oszacowaliśmy, że chronione urządzenia pobierają 700 W, to wybierzmy UPS oferujący co najmniej 800 W. Większość domowych systemów zasilania awaryjnego nie służy do tego, aby podtrzymać napięcie na dłużej niż na czas potrzebny do bezpiecznego zamknięcia i wyłączenia urządzenia.

Przy wyborze UPS-a do zastosowań domowych istotna może być także wiedza dotycząca tego, ile gniazd wyjściowych ma zasilacz. Najprostsze mają 2–3, ale im więcej, tym lepiej. Czasem do podłączenia dodatkowych urządzeń wystarczą listwy antyprzepięciowe.

Dodatkowym walorem UPS-a może być port do komunikacji z komputerem, a także dobre, dedykowane do urządzenia oprogramowanie, które monitoruje parametry zasilania i zarządza wyłączeniem jednostek w przypadku jego awarii. Do komputera czy sprzętu sieciowego wystarczą modele z aproksymacją sinusa. Wrażliwe urządzenia będą wymagały, aby przebiegi na wyjściu zasilacza były sinusoidalne.

Informacje dotyczące kształtu napięcia i prądu wyjściowego znajdziemy na stronie producenta. Możemy też zapytać o nie w sklepie.

On-line czy off-line?

Rozróżniamy trzy rodzaje zasilaczy: off-line, on-line oraz line-interactive.

UPS-y off-line są z pewnością najtańsze. Ich działanie oparte jest o zasilanie pochodzące bezpośrednio z sieci, filtrując napięcie wejściowe, a akumulatory podładowane są niewielkim prądem. Zminimalizować straty energii pomaga fakt, że w czasie normalnej pracy jedynym zasilanym elementem UPS-a jest układ sterowania, który służy do stałego monitorowania napięcia, a w razie jego zaniku lub silnego wahania w ciągu maksymalnie kilkunastu milisekund wymusza przełączenie na zasilanie akumulatorowe.

Niewątpliwą wadą tego rozwiązania jest to, że napięcie wyjściowe i częstotliwość nie są regulowane oraz duże opóźnienie w reakcji na wystąpienie zaniku zasilania. Walorami są jednak cena, trwałość akumulatorów, niski poziom hałasu oraz prawie zerowe koszty eksploatacji spowodowane minimalnymi stratami energii.

W UPS-ach on-line zasilanie stale przechodzi przez układ: prostownik, akumulator, falownik. Pozwala to UPS-owi nieprzerwanie filtrować napięcie wejściowe.

Ze względu na swoją konstrukcję UPS on-line to rozwiązanie droższe w zakupie i eksploatacji oraz głośniejsze. Jego zaletą jest brak opóźnienia w przełączania odbiorników na pracę bateryjną.

Trzeci typ to line-interactive, który jest zasilaczem oferującym częściową stabilizację napięcia wyjściowego (układ AVR) oraz mniejsze opóźnienie w przełączaniu odbiorników na pracę z akumulatora. Jego zaletą jest również to, że zazwyczaj możemy go dostać w cenie niewiele wyższej od ceny, za jaką można kupić UPS off-line.

Każdy z wymienionych zasilaczy można zastosować w domu. Warto przy tym
pamiętać o kryterium ceny. Niekoniecznie funkcje zawarte w najdroższym rozwiązaniu, czyli urządzeniu on-line, są niezbędne w domowych warunkach.

Zdecydowanie lepiej większe środki przeznaczyć na UPS o lepszej mocy. Należy przy tym wiedzieć, że producenci zasilaczy awaryjnych nie podają zwykle wprost pojemności akumulatora. W to miejsce informują najczęściej o długości podtrzymania dla obciążenia 100 i 50%, zazwyczaj liczonej w minutach.

Wygoda i bezpieczeństwo

To kolejne dwa istotne aspekty. Ze względu na wygodę w eksploatacji, warto przyjrzeć się, w jaki sposób będziemy mogli samodzielnie wymienić akumulator po jego zużyciu.

Oczywiście, najbardziej istotną miarą użyteczności UPS-a jest bezpieczeństwo naszych urządzeń. W zależności od swojej topologii, zasilacze chronią urządzenia przed przepięciami, wahaniami napięcia, zanikami prądu i innymi zakłóceniami występującymi w rodzimej, często niemodernizowanej od wielu lat, sieci elektroenergetycznej. Czasem można je wykorzystać nawet do zwykłego doładowania telefonu, tabletu lub laptopa, gdy awaria sieci zasilającej się przedłuża.