Kesintisiz Güç Kaynağı (KGK - UPS) Nedir?

Kesintisiz Güç Kaynakları Nasıl Çalışırlar ve Hangi Alanlarda Kullanılırlar?

Kesintisiz Güç Kaynağı (KGK - UPS) Nedir?

Kesintisiz güç kaynakları (İngilizce: Uninterruptible Power Supply – UPS), elektrik enerjisi ile beslenen sistemleri hem şebekede meydana gelen veya gelebilecek çöküntüler, yükselmeler, ani değişikler, harmonikler gibi gerilim dalgalanmalarına karşı koruyan hem de enerji kesintisi sırasında enerji üreterek sistemin devamlılığını sağlayan elektronik cihazlara denir.
Kesintisiz güç kaynakları, elektrik enerjisi ile beslenen sistemlere karşı iki görevi vardır. Birincisi sistemi olumsuz şebeke koşullarına karşı korumaktır. Diğeri ise enerji kesintisizi sırasında bünyesinde depoladığı enerjiyi bir süreliğine sisteme aktararak sistemdeki acil işlemleri tamamlamak adına kullancıya zaman sağlamaktır. Kısacası elektriksel sistemleri besleyerek, şebekedeki anormal durumları düzelterek sisteme temiz ve kaliteli enerji aktarımı yapan cihazlardır.

Kesintisiz Güç Kaynağı (KGK - UPS) Neden Kullanılır?

Endüstriyel tesislerin elektriksel yükünün büyük bir bölümünü elektrik motorlarını oluşturmaktadır. Elektrik motorlarının çalışmaması durumunda fabrikalarda üretim durabilir. Ayrıca bilgisayar sistemleri, tıbbi cihazlar, haberleşme sistemleri, denetim ve alarm sistemleri veya aydınlatma sistemleri gibi önemli elektriksel yüklerinde korunmaya ve yedek enerjinin sağlanması gerekmektedir. Bu tür yükler kritik yüklerdir. Çünkü ülkemizde çok sık olmasa da elektrik kesintileri meydana gelebilmektedir. Ayrıca ülkemizin elektriksel şebekesinde yüksek veya düşük gerilim, ani voltaj sıçramaları ve frekans değişimleri gibi durumlarda meydana gelmektedir. Bu tür durumlarda elektriksel sistemlerin hem korunması hem de yedek enerji sağlanması gerekmektedir.

Kesintisiz Güç Kaynakları (UPS) ile Jeneratörler Arasındaki Fark Nedir?

Kesintisiz güç kaynakları ile jeneratörler genelde karıştırılmaktadır. Bir endüstriyel tesiste, veya özel işletmelerde enerji kesildiği zaman jeneratör devreye girer ve sisteme enerji verir. Ancak enerjinin kesildiği zaman ile jeneratörün devreye girdiği zaman arasında bir süre vardır. Bu süre bazen kısa bazen de uzun olabilmektedir. İşte bu sıra zarfında kesintisiz güç kaynakları devreye girer. Bu ara zamanda UPS, sistemi besler ve sistemdeki acil işleri tamamlar veya bilgisayarı içindeki önemli dosyaları korur. Kesintisiz güç kaynakları, elektriksel sistemlere uzun süreli enerji sağlamazlar.

Kesintisiz Güç Kaynaklarının Kullanım Alanları Nelerdir?

Teknoloji ilerledikçe elektrik enerjisine bağlılığımız artmaktadır. Bu yüzden elektrik kesintisine de tahammülümüz kalmamaktadır. Özellikle bazı önemli kritik cihazlar, şebekede oluşabilecek çok kısa süreli bozulmalardan bile etkilenmektedir. Hastaneler, havaalanları, haberleşme merkezleri gibi yerlerin enerji kesintisine tahammülü yoktur. Örneğin ameliyat sırasında, uçağın kalkış-iniş anlarında gerekli bilgi aktarımının çeşitli bölgelerle aktarımında enerjinin gitmesi önemli kötü sonuçlar doğurabilir. Ayrıca endüstriyel tesislerde enerjinin gitmesi de malzeme ve işgücü kaybını artırmaktadır. Bu tür durumlar, kritik yüklerin kesintisiz güç kaynakları (UPS) üzerinden beslenmesi gerekmektedir.

UPS’lerin genel olarak kullanım alanları;

► Bilgisayarlar ve bilgisayar destekli otomasyon sistemleri
► Bilgisayar destekli üretim / ambalajlama tezgahları
► Tıbbi elektronik cihazlar, hastaneler
► Hava alanı aydınlatması
► Hava trafik kontrol merkezleri
► Askeri radar sistemleri
► Haberleşme ve yayın kuruluşları
► Asansörler
► Elektronik kapılar
► Barkod cihazları
► Yazar kasalar
► Fotoğraf baskı cihazları ( Minilab vs. )
► CNC Tezgahları
► Elektronik teraziler
► Acil durum aydınlatma sistemleri
► Isıtma cihazları
► Soğutma cihazları

KGK'lar Nasıl Çalışır?

Piyasada yer alan KGK'lar 3 farklı sistemde çalışırlar. Bunlar;

a) Off-line Sistemler: Şebekede herhangi bir kesinti olmadığı sürece beklemede kalan (inverter 'off'), ancak kesinti anında devreye girerek yüke enerji sağlayan sistemlerdir. Bu sistemde çalışan KGK'larda kesinti anında tipik olarak 2 ms içinde bir röle devreye girerek yüke enerji aktarımını sağlar. Son yıllarda gelişen modellerde otomatik voltaj regülatörleri de vardır.

b) On-line Sistemler: Her zaman devrede olan (inverter 'on') sistemlerdir. Bu şekilde çalışan KGK'lar da inverter her zaman devrede olduğu için herhangi bir kesinti anında off-line sistemlerde görülen transfer gecikmesi meydana gelmez. On-line sistemler şebekedeki voltaj ve frekans düzensizliklerini regüle ederler ve gürültüleri filtre ederek düzgün bir sinüs dalgası üretirler. Ayrıca yük değişimlerinden etkilenmezler. Her türlü en ideal korumayı online KGK'lar sağlar.

c) Line-Interactive Sistemler: Çalışma sistemleri offline KGK'lar ile aynıdır, yani normal şartlar altında inverter devrede değildir ancak enerji kesildiğinde ya da KGK'nın regüle edebileceği sınırların dışına çıktığında devreye girer. Bazılarında bu işlem mikroişlemci kontrollü olarak yapılır. Günümüzde tüm line-interactive modellerde gerilimi oransal olarak kullanan otomatik voltaj regülatörü (AVR, OVR) bulunmaktadır.
Bu sistemlerde çalışan KGK'larda Smart Boost ve Smart Buck özellikleri vardır. Giriş gerilimi normal değerinin belli bir yüzde kadar altına indiğinde ya da üzerine çıktığında çıkış gerilimini belli bir katsayıyla çarparak azaltır veya arttırır. Off-line sistemlerdeki gibi aküye geçme durumunda bir gecikme durumu söz konusudur.
Line–Interactive KGK'larda inverter katı anahtardan sonra yer alır. Böylece off-line sistemlere göre daha temiz dalga çıkış elde edilir ve anahtarlamadan kaynaklanabilecek gürültüler azalır.