3種のUPS(オンライン方式、ラインインタラクティブ方式、オフライン方式)の活用方法

2021-07-09

適切な無停電電源装置（UPS）を選択することは、リスク低減に不可欠な要素となります。ここでは、選択の一助として3タイプのUPSについてご紹介します。

貴社ではUPSの増量をお考えですか？それぞれのタイプの特長を把握した上で無停電電源装置を選択することが大変重要となります。UPSのタイプには次のようなものがあります。

オンライン方式
ラインインタラクティブ方式
オフライン方式

各方式にはそれぞれ特性があります。複雑なシステムを構築する際などにはUPSが特に必要となりますが、コストパフォーマンスも考慮すべきでしょう。それぞれのニーズの特性を十分考慮した上で、最適な UPSを選択することが重要です。

考慮すべき要素として、負荷装置、コストパフォーマンス、UPS保護の対象となる装置などがあります。ここではまず、3種類の方式の特色を考慮し、それがあなたのニーズに当てはまるかどうか、考えてみましょう。

異なるUPSタイプの特色

オンライン方式

オンライン方式のUPSシステムは入力電源の如何に関わらず、完璧に近い電源システムと言えます。現在のところ、市場最高レベルの電源保護を提供しています。

オンライン方式のUPSシステムは AC 電源を入力し、電池に充電する DC 電源に変換します。DC 電流はインバーターを経由し、メインのAC出力を再構築します。

出力されるAC電力は完全に再生されたものであり、商用電源による干渉を全く受けることがありません。電圧の変化やスパイクなども正確に制御され、安定した出力電力を保持することができるため、商用電源が故障した時でも電池に転換してシームレスな給電を行うことができます。

オンライン方式のシステムには多種のセルフチェック機能があるため、ハードウェアが故障した際にも、直ちに負荷装置を商用電源に転換することが可能です。

オンライン方式のUPSシステムは配置面でもメリットがあります。例えば、商用電源の故障による中断の心配がないため、全出力による設定が可能です。ただ一点、このオンライン方式は他の方式よりもコストが嵩むことが問題です。そのため、このシステムは重要な IT 関連設備、サーバー、データセンターの装置などに使用されています。

ラインインタラクティブ方式

ラインインタラクティブ方式は、オフライン方式よりも優れたフィルタリング機能を提供できますが、商用電源の干渉を完全に排除することはできません。それでもスパイク、電圧降下、サージなどの影響を軽減しつつ出力電力を維持することが可能です。ラインインタラクティブ方式の作動はオフライン方式と同じで、電圧が一定程度下降または上昇するとUPSが電池から電力を供給します。まさにハイパフォーマンスのソリューションです。優れたラインインタラクティブ方式のUPSはきれいな正弦波で出力します。

電力が商用電源に戻ると、コンバータはオフになって出力も切り換わり、僅かな中断が生じますが、この時間はオフライン方式の場合よりも短くなります。

オフライン方式

オフライン方式のUPS システムのトポロジーは最も基本的なもので、停電、電圧サージ、電圧降下など典型的な電源の問題が生じると、蓄電池が電源となります。商用電源が低於または高於特定の安全ポイントより低くなる、または高くなるとまずDC 電池の電源に切り替わり、次に AC 電源に切り替わります。このシステムはゲーム機、POS、PCなどのコンシューマーエレクトロニクス製品に用いられますが、重要なデータを扱う企業用システムには向いていません。スタンバイ方式のUPSシステムは様々なハイテク装置と共に使用することができます。

オフライン方式のUPSシステムは、NanoFit 600のように壁に設置したり、使用するユニットの横のデスクに配置したりすることができます。これらのシステムでは内蔵マイクロプロセッサーを使用することでその信頼性をより高め、安心して使用することができます。また、安価であるため、個人用の電源装置にも適しています。

オフライン方式のUPSのメリットはコスト面だけではありません。スタンバイモードは静かであるにもかかわらずハイパフォーマンスです。しかしながら、出力電圧の調節幅がそれほど広くないため、サージや電圧降下が負荷装置に影響するというデメリットもあります。

適切なUPSの選択

機能

ガルバニック絶縁を必要とする環境に設置するUPSは、オンライン方式が最適です。使用する装置が出力の波動に敏感な場合などには特に有効となります。

ラインインタラクティブ方式 UPSは、スタンバイ方式またはオフライン方式 UPS と似ていますが、主な差異では、単巻変圧器を使用していることで、変圧器の出力電圧を調整できます。

このタイプの UPS のメリットとしては、低電圧や高電圧により生じるサージの許容性があること、そして蓄電池の電力を使用する必要がないことが挙げられます。

付加的要因

もう一つ考慮すべきは、UPSシステムによる給電をどれほど長く必要とするかという点です。これを調べるには KVA 定格値をチェックする必要があります。基本的には一般的な UPSシステムは 80% の定格電力を使用します。この場合、UPS の出力係数は0.8となり、100kVA の電力では、そのうちの80%しか使用できないということになります。一部のシステム（例： Champ 1K）の出力係数は 0.9と高くなっています。予算とニーズを秤にかけて効率的な選択をすべきでしょう。

管理

UPSシステムの管理には、効果的に作動させ続けるためのメンテナンスが非常に重要となります。UPSが故障すると、負荷装置が大きなリスクにさらされます。そのため、UPSを管理し監視することが不可欠となり、これには幾つかの方法があります。

最新のUPSシステムは、内蔵機能によりウェブページのインターフェースに様々な情報が提供されるようになっています。これにより、重要なポイントのフォローアップをしたり、故障の原因を事前に察知したりすることができるようになりました。

他のシステム（オンライン方式など）では監視と管理を行うモニターが付いているものもあります。内蔵 USB 通信ツールのほか、LCDが UPS の情報取得をより確実なものとしています。

予算

UPS の選択にあたっては、予算も考慮すべきです。オフライン方式やスタンバイ方式の UPSシステムはリーズナブルな価格で購入することができ、小企業は負荷装置の心配がそれほど必要でないため、このような装置が適切と言えます。もちろんこれらの装置が防げる問題は限られています。よって、十全なソリューションが必要であれば、より信頼性のあるタイプを選択する必要があります。

ラインインタラクティブ方式はオンライン方式より安価なので中小企業に適しています。重大な問題が生じた場合には、オフライン方式より優れた保護が得られるため、安心の選択肢と言えるでしょう。

UPS 技術を集結した最も効果なタイプがオンライン方式です。重要な負荷装置の保護を望む大型企業や大型プロセスではこの方式が採用されています。コストはかかるものの、発電ユニットより優れた保護機能を発揮します。予算的に可能であれば、フェイルセーフと過負荷保護機能を有するこの方式を選択することができるでしょう。