پاور فکتور یو پی اس یا ضریب توان نوعی سیستم الکتریکی AC است که میزان کارایی یک دستگاه را نشان می دهد. این آیتم که در بازه ای بین صفر تا یک تغییر می کند، بیانگر توانایی وسیله برای تبدیل انرژی الکتریکی به سایر اشکال انرژی است. یکی از مولفه های بسیار مهمی که هنگام خرید یو پی اس باید در نظر بگیرید، میزان Power Factor یا همان ضریب توان آن است.
زیرا اگر منبع تغذیه مورد نظر دارای توان بیشتر از نیاز مصرف کننده ها باشد، هزینه های تحمیل شده به شما افزایش می یابد. در حالی که با خرید UPS متناسب با نیاز مصرف کننده می توانید به میزان قابل توجهی در هزینه های جاری خود صرفه جویی نمایید. در نوشتار پیش رو به تفصیل در مورد پاور فکتور UPS و نقش آن در عملکرد بهینه تجهیزات الکترونیکی صحبت خواهیم کرد.
با مفهوم پاور فکتور یو پی اس آشنا شوید
ضریب توان که با عناوینی مانند ضریب قدرت یا کسینوس ϕ هم شناخته می شود، به معنای نسبت توان واقعی به توان ظاهری UPS است. به عبارت بهتر پاور فکتور یو پی اس تفاوت بین انرژی مصرف شده و توان ظاهری را در مدار AC بیان می کند. ناگفته نماند این ویژگی در محاسبات مربوط به منبع تغذیه بی وقفه با علامت اختصاری pf نشان داده می شود.
از آنجا که Power Factor عملکرد موثر منبع تغذیه را نشان می دهد، مقدار عددی آن همیشه بین صفر تا یک است. حال هر چه ضریب توان به عدد یک نزدیک تر باشد، دو شکل موج در فاز به هم نزدیک تر هستند. بنابراین می توان گفت دستگاه مورد نظر به صورت بهینه تری از توان استفاده می کند.
توان واقعی و توان ظاهری در پاور فکتور به چه معنا است؟
همان طور که گفتیم، ضریب توان یو پی اس نسبت توان واقعی یا Active Power را به توان ظاهری یا Apparent Power نشان می دهد. توان اکتیو یا واقعی به میزان توانی می گویند که توسط بار خروجی مصرف می شود. پس توان فعال جهت انجام کارهای مفید مانند تولید حرارت، انرژی تابشی و… مورد استفاده قرار می گیرد. در فرمول نویسی توان اکتیو را با حرف P نشان می دهند و برای سنجش آن نیز از واحد وات استفاده می شود.
اصطلاح بعدی در پاور فکتور یو پی اس توان راکتیو یا Reactive Power است که تنها بین منبع و بارهای خروجی جابجا می شود. بعضی از اجزای دستگاه های الکترونیکی نظیر خازن ها توان راکتیو یا بازگشتی را تولید می کنند. از سوی دیگر توان راکتیو توسط بارهای سلفی و موتوری مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به این مطلب می توان نتیجه گرفت که Reactive Power صرف انجام کار مفید نمی شود. در فرمول نویسی توان راکتیو را با حرف Q نمایش می دهند و آن را با واحد VAR می سنجند.
توان ظاهری (Apparent/Total Power) چیست؟
توان ظاهری یا اسمی به کل توانی می گویند که توسط تجهیزات و وسایل برقی مصرف می شود. بنابراین توان ظاهری از جمع توان های اکتیو و راکتیو به دست می آید. در فرمول نویسی توان ظاهری را با S نشان می دهند و برای سنجش آن نیز واحد ولت آمپر (VA) به کار برده می شود.
مفهوم ضریب توان ورودی و خروجی در UPS
پیش از این که به نحوه محاسبه پاور فکتور یو پی اس بپردازیم، بد نیست که با مفهوم ضریب توان ورودی و خروجی آشنا شوید. ضریب توان ورودی بیانگر نسبت توان فعال ورودی دستگاه به توان ورودی است. این بدان معنا است که UPS علاوه بر دریافت جریان برق اکتیو یا Active Power، توان راکتیو یا Reactive Power را هم دریافت می کند.
ضریب توان خروجی یو پی اس نیز نوعی ضریب طراحی برای منبع تغذیه بی وقفه محسوب می شود. جالب است بدانید دستگاه های ups موجود در بازار از نظر ضریب توان خروجی با یکدیگر متفاوت هستند. مثلا دستگاهی با پاور فکتور ۰.۸ قادر است بارهای تا حداکثر ۸۰ کیلووات توان اکتیو و ۱۰۰ کیلو ولت آمپر توان ظاهری را تحمل کند. بنابراین جهت تهیه منبع تغذیه مناسب ضروری است مجموع توان اکتیو و ظاهری بار را مد نظر قرار دهید.
نحوه محاسبه پاور فکتور در یو پی اس
برای محاسبه پاور فکتور یو پی اس باید میزان هر کدام از توان های اکتیو، راکتیو و ظاهری را به طور جداگانه به دست بیاورید. به منظور محاسبه مقادیر توان های ذکر شده می توانید از فرمول های زیر استفاده کنید:
فرمول محاسبه توان اکتیو یا Active Power:
P = V * I * cos ϕ
فرمول محاسبه توان راکتیو یا Reactive Power:
Q = V * I * sin ϕ
فرمول محاسبه توان ظاهری یا Total Power:
S2 = P2 + Q2
پس از این که مقدار توان اکتیو، راکتیو و ظاهری را به دست آوردید، نوبت به محاسبه پاور فکتور در یو پی اس می رسد. جهت اندازه گیری ضریب توان نیز از فرمول زیر استفاده کنید:
PF = cos ϕ = P/S
توجه به پاور فکتور هنگام خرید یو پی اس
هنگام خرید یو پی اس برای شرکت، بیمارستان یا هر محیط دیگری حتماً باید به Power Factor آن توجه نمایید. به این صورت که ضریب توان منبع تغذیه بی وقفه با توان مورد نیاز مصرف کننده ها همخوانی داشته باشد. در نظر گرفتن این مسئله اهمیت بسیار زیادی دارد؛ زیرا:
حفظ سلامت تجهیزات مصرف کننده
بی توجهی به پاور فکتور UPS باعث می شود دستگاه در مواقع حساسی مانند قطعی برق به درستی کار نکند. بنابراین هزینه ای که صرف خرید یو پی اس کرده اید، به هدر می رود. علاوه بر آن ممکن است سلامت تجهیزات مصرف کننده در معرض خطر قرار گیرد. اهمیت این مسئله به ویژه زمانی که از منبع تغذیه بی وقفه برای دستگاه های حساسی مانند تجهیزات پزشکی استفاده می کنید، دوچندان می شود.
جلوگیری از اتلاف هزینه
ممکن است در اثر عدم توجه به پاور فکتور یو پی اس دستگاهی را خریداری کنید که توان بیشتری نسبت به نیاز مصرف کننده داشته باشد. این موضوع را فراموش نکنید که اختلاف قیمت دو منبع تغذیه با توان متفاوت بسیار زیاد است. مثلا برای تهیه یک UPS با ضریب توان ۱۵۰۰ ولت آمپر باید هزینه بسیار بیشتری را نسبت به یک منبع تغذیه ۱۰۰۰ ولت آمپری بپردازید. این در حالی است که در نظر گرفتن Power Factor هنگام نصب و راه اندازی UPS مانع هدر رفت بودجه شرکت شما می شود.
پیشگیری از overload دستگاه
در صورتی که محاسبات توان مورد نیاز مصرف کننده ها به درستی انجام نگیرد، سیستم برق اضطراری قادر به محافظت از تجهیزات نخواهد بود. در چنین شرایطی حتی این احتمال وجود دارد که دستگاه مورد نظر overload کند و خراب شود. به همین دلیل هنگام خرید حتما پاور فکتور یو پی اس را بررسی نمایید و مطمئن شوید که با نیاز تجهیزات مصرف کننده همخوانی دارد.
نکته دیگر این است که برندهای مختلف تکنولوژی های متفاوتی را برای ساخت دستگاه های UPS به کار می برند. در نتیجه ممکن است دو منبع تغذیه از دو برند مختلف که دارای توان یکسانی هستند، کارایی متفاوتی داشته باشند. این موارد باعث می شود که انتخاب دستگاه یو پی اس با توجه به نیاز تجهیزات مصرف کننده دشوار شود. به همین دلیل توصیه می کنیم برای دریافت مشاوره در این زمینه از کارشناسان نمایندگی UPS کمک بگیرید.
