Zabýváme se dodávkami a servisem záložního napájení již 25 let, tedy od založení společnosti. To byla také doba, kdy se začaly bateriové zdroje UPS výrazně prosazovat na úkor střídačů s bateriemi. Přesto se po čtvrt století stále setkáváme s nedostatečnou projekční a projektovou přípravou.
Tento článek je pomocníkem pro uživatele a vodítkem pro projektanty k funkčnímu, ekonomicky provozovatelnému a servisovatelnému systému záložního napájení.
Důležité je jasné zadání požadavků investora, nejlépe uživatele. V případě, že tomu tak není, pak je na projektantovi, aby se ptal.
Při návrhu je nutné znát výkony zátěží v kW a jejich charakter. Zejména v průmyslu se setkáváme s pohony, které mají záběrové proudy v několika násobku (5x až 7x) jmenovitých hodnot. Typickými příklady technologií se startovacími proudy jsou pohony čerpadel, ventilátorů a výtahů. Obecně mají záložní zdroje omezené možnosti krátkodobého přetížení okolo 150%. Proto je nutné znát startovací hodnoty zařízení a případně je vhodným řešením omezit použitím frekvenčních měničů, nebo postupným spouštěním. Po odeznění záběrového proudu připojovat další zařízení. Po zjištění údajů o všech zátěžích je možné navrhnout výkon UPS.
Druhým základním parametrem je zadání požadované doby zálohy, tedy doba chodu na baterie. Doba zálohy je dána například časem na dokončení výrobku, bezpečným ukončením procesu a odstavením zařízení nebo ukončením a vypnutím serverů. V případech, kdy záložní zdroj napájí požárně bezpečnostní zařízení, je doba zálohy předepsána v Požární technické zprávě. Toto se týká odvětrávání, nouzového osvětlení nebo evakuačních výtahů.
Po získání úplného zadání je možné přistoupit k návrhu řešení. Návrh obvykle investoři a projektanti svěří odborné firmě, zpravidla dodavatelům záložního napájení.
Výstupem je technicko-obchodní nabídka, v které by mělo být uvedeno:
- výkon zdroje UPS v kW
- doba zálohy včetně počtu baterií, kapacity, technická životnost baterií, umístění baterií v UPS nebo externím modulu
- rozměry UPS a bateriového modulu včetně odstupových vzdáleností
- hmotnost
- tepelné ztráty
- způsob připojení a jištění
Každý z uvedených bodů je důležitý pro funkčnost, instalaci, servis, ekonomický provoz, ale i realizovatelnost návrhu.
Správný výkon a použité baterie garantují funkčnost. Vhodné umístění je nutné pro instalaci, dodržení provozních podmínek i servisovatelnost. Vzhledem k hmotnosti elektroniky a olověných baterií bývá zatížení podlahy i přes 1000 kg/m2 a je nutné ověření statikem, případně provést opatření na rozložení váhy roznášecími deskami, rošty nebo vhodným umístěním ve vztahu k nosným prvkům stavby. Bezbariérová stěhovací trasa a šířka dveří je důležitá pro snadnou montáž.
Tepelné ztráty definují požadavky na odvětrání nebo klimatizaci místnosti. Pro olověné baterie je doporučená teplota prostředí 20 - 25°C. V případě vyšší teploty se zkracuje životnost baterií. Samostatnou kapitolou je způsob připojení. Výrobci UPS vyžadují flexibilní kabely pro připojení. Osvědčily se jednožilé kabely s dvojitou izolací NSGAFAU nebo vícežilé H05RN-F.
V případě elektrorozvodů kabelem s pevným jádrem CYKY je obvyklé v blízkosti záložního zdroje instalovat přechodovou skříňku a finální přívod k UPS udělat z flexibilního kabelu.
Pro snadné provozování doporučujeme použití externího servisního by-passu. By-pass může být buď v přívodním rozváděči nebo v samostatném rozváděči.
By-pass umožňuje zdroj UPS snadno servisovat, odpojit, demontovat a nainstalovat nový nebo náhradní zdroj bez nutnosti úprav elektroinstalace. Zjednodušuje se pravidelný preventivní servis, který je možné provádět bez odstavení napájených technologií. Je nutné si však uvědomit, že v době provádění servisu jsou napájené technologie zálohovány pouze v případě paralelně redundantních zdrojů UPS. Není nutné organizovat přítomnost pracovníků uživatele mimo obvyklou pracovní dobu.
Cena práce servisních organizací v obvyklé pracovní době 8:00 – 17:00 hodin je nižší než při práci v noci, ráno, o svátcích.
Hlavním trendem v záložních zdrojích je zvyšování účinnosti. Účinnost má přímý vliv na spotřebu el. energie, ale i nákladů na chlazení. Záložní zdroje UPS pracují 24 hodin denně 360 dní v roce. Rozdíly v účinnosti jednotlivých typů UPS se zdají na první pohled zanedbatelné. Při kalkulaci a porovnání nákladů v Kč jsou rozdíly překvapivě vysoké a stojí rozhodně za zvážení.
Příklad na porovnání provozních nákladů na el. energii se zohledněním účinnosti
Současné špičkové zdroje UPS mají účinnost přes 96%. Například zdroj Eaton 93PM o výkonu 80 kW a plné zátěži má ztráty 2816 W, účinnost 96,5%. Zdroj technicky nižší úrovně má účinnost do 95%. Pro tento příklad je stanovena cena elektrické energie 3,50 Kč za 1kWh.
Zdroj UPS Eaton 93PM 80 kW spotřebuje za 1 hodinu 2,816 kWh. Náklad na el. energii za 1 hodinu je 2,816 kWh x 3,5 Kč = 9,90 Kč. Za den tedy 24 hodin x 9,90 Kč (náklady za 1 hodinu) = 237,6 Kč za den. Roční náklady na el. energii jsou 237,6 Kč x 360 dnů = 85.536 Kč.
Zdroj UPS 80 kW nižší technické úrovně s účinností 95% má ztráty 5% tj. spotřebuje za 1 hodinu 4 kWh. Cenu za 1 kWh počítáme 3,5 Kč. Náklad na el. energii je za 1 hodinu 14 Kč. Za den tedy 24 hodin x 14 Kč (náklady za 1 hodinu) = 336 Kč za den. Roční náklady na el. energii jsou 336 Kč x 360 dnů = 120.960 Kč.
Úspora nákladů za 1 rok: 35.424,- Kč
Za obvyklou dobu životnosti, alespoň 10 let: 354.240,- Kč
Závěr
Relativně malý rozdíl v účinnosti přináší významné finanční úspory nižšími náklady na spotřebu elektrické energie. Přímo souvisejícím efektem je snížení energetické náročnosti na klimatizování. Řádný hospodář by měl vždy zohlednit celkové náklady na investici a její provoz. V angličtině používaný termín Total Cost of Ownership, zkratka TCO.
Vybrané instalace v průmyslu: AGC Teplice, Mondi Štětí, Kronospan Jihlava
Ostatní obory: Dopravní podnik Praha, Fakultní nemocnice Motol, Category, Česká zemědělská univerzita.
ELFIS spol. s r.o.
Kolmá 10, 190 00 Praha 9
Tel.: +420 284 810 959 - 961
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
www.elfis.cz
