(21) 
Источники бесперебойного питания востребованы как в быту для автономной работы газовых котлов и другой техники, так и в промышленности для надежной защиты дорогостоящего оборудования. Выбор бесперебойника - задача серьезная. Всегда можно установить излишне функциональное и дорогое устройство, однако переплачивать за ненужные возможности глупо.
Существует масса критериев выбора ИБП, которые имеют разный приоритет в зависимости от сферы применения. Одним из них является коэффициент полезного действия. Мы рассмотрим, какие источники бесперебойного питания имеют самый высокий КПД и где это на самом деле важно.
Когда нужен бесперебойник
Сперва разберемся, для защиты какой нагрузки чаще всего используют ИБП. Условно разделим оборудование на промышленное (профессиональное) и бытовое.
В быту рядовые пользователи предпочитают устанавливать защиту для газового котла и компьютера. Котел обеспечивает горячее водоснабжение и отопление, и должен работать всегда вне зависимости от наличия напряжения в питающей сети и его качества. Компьютеру, в свою очередь, длительная автономность не нужна: достаточно избежать внезапного отключения при глубоких просадках и дать возможность сохранить данные при аварийной ситуации в сети. Соответственно, для котла и компьютера нужны совершенно разные ИБП. Как правило, это OFF-LINE с правильной синусоидой в первом случае, и line-interactive компьютерный ИБП с аппроксимацией синусоиды - во втором.
В промышленности и профессиональной деятельности защита устанавливается для промышленных контроллеров, серверов и других устройств. Здесь приоритет отдают бесперебойникам типа on-line с правильной выходной синусоидой, которые обладают различными сетевыми возможностями для интеграции в систему автоматики.
Зависимость КПД от конструкции ИБП
Мы отклонились в сторону того, какие ИБП применяются в тех или иных сферах, так как тип источника бесперебойного питания имеет определенное влияние на коэффициент полезного действия. Давайте разберемся, как это происходит.
Самым “прожорливым” элементом конструкции является инвертор. Именно здесь силовые компоненты больше всего выделяют тепловой энергии, которую необходимо рассеять радиаторами охлаждения. Инверторы, которые преобразуют постоянный ток АКБ в сигнал правильной синусоидальной формы, расходуют больше энергии, чем более простые с аппроксимацией синусоиды. Но это если исключить влияние качества компонентной базы. На деле же все оказывается несколько иначе. В доступных ИБП, которые выдают аппроксимацию синусоиды, устанавливаются дешевые компоненты, когда как ИБП on-line, будучи флагманскими устройствами, оснащены куда более качественными комплектующими. Как видите, что-то конкретное пока сказать сложно, поэтому перейдем к более очевидным деталям, которые влияют на КПД.
Мы имеем три типа ИБП: OFF-LINE, ON-LINE и Line-Interactive. Их режимы работы сильно отличаются, что тем или иным образом сказывается на тепловых потерях. Давайте перейдем к конкретике.
Источники бесперебойного питания ON-LINE работают по принципу двойного преобразования. Инвертор здесь активен всегда: как при наличии напряжения в сети, так и при его отсутствии. Следовательно, инвертор постоянно находится в работе и выделяет тепловую энергию, рассеиваемую радиаторами.
В line-interactive ИБП инвертор активен только при обесточенной сети, когда как в основном режиме работает ступенчатый стабилизатор, основанный на автотрансформаторе с несколькими выводами и силовых ключах для коммутации. Главный силовой компонент этой схемы - автотрансформатор - имеет КПД под 99%, поэтому при работе от сети line-interactive бесперебойники можно считать более энергоэффективными, нежели ON-LINE аналоги, однако и они не сравнятся по эффективности с ИБП OFF-LINE.
Почему “оффлайновые” источники бесперебойного питания наиболее эффективны? Все просто: при наличии сети ИБП работает в транзитном режиме, пропуская сигнал через фильтр. Лишь при чрезмерных отклонениях входного напряжения происходит коммутация нагрузки на резервную цепь с инвертором. То есть никаких потерь на инверторе или стабилизаторе в основном режиме не происходит, а именно в этом режиме ИБП “дежурит” практически всё время.
Таким образом, если исключить различные переменные, такие как качество и энергоэффективность отдельных компонентов, ИБП OFF-LINE можно назвать наиболее эффективными с точки зрения КПД.
Почему важно тщательно выбирать мощность ИБП
При выборе источника бесперебойного питания можно запросто замахнуться на модель, которая по мощности значительно превосходит нагрузку. Это избавит от проблем, связанных с недостатком мощности, однако не очень энергоэффективно.
Дело в том, что коэффициент полезного действия источника бесперебойного питания при низкой нагрузке становится ниже, чем при полной. Чем выше нагрузка современного источника питания, тем сильнее его КПД стремится к заветным и невозможным физически 100%.
Возможно, в условиях бытовой нагрузки, когда мы имеем дело с устройством в условные 500 ватт, это не играет роли, однако в случае с промышленными установками на десятки киловатт каждый процент КПД значительно влияет на энергоэффективность всей системы.
Делаем выводы
Таким образом, мы убедились, что серьезное влияние на КПД оказывает тип устройства и правильность расчета мощности. Если Вы подбираете источник бесперебойного питания для котла или компьютера, то потери от не совсем точного выбора будут незначительными. В случае с промышленными установками разница уже ощутима. Также не последнюю роль играет качество компонентов, на основе которых построена схема ИБП, поэтому не стоит выбирать бывшие в употреблении или откровенно плохие бесперебойники.
