Pertanyaan yang Sering Diajukan

Saat memilih sistem UPS, biaya awal tentu menjadi pertimbangan utama, dan hal ini terkadang mendorong organisasi untuk membeli produk yang lebih rendah kualitasnya dengan harga yang lebih murah. Namun, sangat penting untuk memeriksa ketentuan kecil (small print) guna memastikan Anda telah memilih sistem modular yang benar-benar mampu menjalankan tugas yang dimaksud: melindungi pasokan daya kritis di pusat data Anda dengan tingkat ketersediaan (availability) tertinggi.

Menariknya, pada beberapa sistem UPS berkualitas tinggi, penghematan biaya sering kali terwujud dalam jangka panjang berkat efisiensi yang lebih tinggi, sehingga menurunkan biaya operasional dan total biaya kepemilikan (TCO) secara keseluruhan; oleh karena itu, melakukan analisis biaya menyeluruh umumnya layak dilakukan.

Dengan demikian, sebagai tujuan utama mereka, bagaimana pusat data dapat memilih UPS guna memaksimalkan ketersediaan (availability)? Secara esensial, tidak boleh ada titik kegagalan tunggal (single point of failure) yang berpotensi terjadi. Memahami konfigurasi serta definisi sistem modular secara cermat sebelum kesepakatan ditandatangani merupakan langkah kritis.

Pada tingkat paling dasar, satu unit UPS mandiri tunggal yang melindungi beban kritis dikenal sebagai konfigurasi sistem N. Namun, UPS mandiri tidak memiliki ketahanan sama sekali jika unit tersebut mengalami kegagalan atau sedang offline untuk perawatan preventif. Menghubungkan secara paralel unit UPS mandiri kedua dengan rating yang sama memberikan ketahanan dan dikenal sebagai konfigurasi N+1. Secara teoretis, dimungkinkan pula menghubungkan secara paralel beberapa unit UPS mandiri berkapasitas lebih kecil untuk menerapkan filosofi yang sama.

Definisi lain dari modular adalah UPS mandiri yang dirancang dan diproduksi dalam format modular. Komponen utamanya—yaitu rectifier, inverter, dan static switch—bersifat modular. Jika terjadi masalah pada salah satu komponen, misalnya rectifier, komponen tersebut dapat dengan mudah diganti. Tantangan utama konfigurasi ini adalah bahwa jika satu komponen mengalami kegagalan, seluruh fungsi UPS akan ikut berhenti. Meskipun sistem ini bersifat modular, tingkat ketersediaannya (availability) tidak akan andal.

Solusi yang lebih baik adalah apa yang kami sebut: UPS modular sejati. Di sini, beberapa modul UPS individual terdapat dalam satu rangka. Semua modul individual tersebut merupakan UPS tersendiri, masing-masing dilengkapi penyearah (rectifier), inverter, dan saklar statis (static switch), serta beroperasi secara online secara paralel satu sama lain. Sebagai contoh, enam modul UPS 50 kW umumnya dapat dimuat dalam satu rangka tunggal, menawarkan konfigurasi tangguh sebesar 300 kW dengan redundansi N+1. Jika diperlukan, penggantian modul dapat dilakukan secara 'hot-swap' hanya dalam hitungan detik (sekitar 30 detik), sementara modul-modul lain tetap melindungi beban kritis.

Sistem ini sama sekali tidak perlu dialihkan ke bypass pemeliharaan (maintenance bypass) sehingga tidak bergantung pada suplai listrik utama mentah (raw mains).

Beberapa sistem modular lainnya menyertakan penyearah dan inverter dalam modul-modulnya, tetapi sakelar statis terpusat dan terpisah. Hal ini berpotensi menimbulkan satu titik kegagalan tunggal. Penggantian sakelar statis terpisah memang hanya memerlukan beberapa menit, namun tergantung pada lokasinya, waktu yang dibutuhkan teknisi pemeliharaan untuk tiba di lokasi guna menggantinya bisa mencapai beberapa jam. Selama periode tersebut, sistem tidak dapat beralih ke bypass statis. Dengan sistem modular sejati—di mana sakelar statis terintegrasi dalam setiap modul—modul-modul lain dalam rangka UPS tetap melindungi beban hingga modul yang bermasalah dapat diganti. Hal ini meningkatkan tingkat ketersediaan (availability) secara signifikan.

Kami telah mengembangkan generasi terbaru sistem UPS modular sejati kami, yang menawarkan efisiensi daya lebih dari 0,99, dengan total biaya kepemilikan (TCO) yang rendah melalui Manajemen Efisiensi Maksimum (MEM) serta kerugian energi yang minimal. Tim desain kami telah bekerja sama dengan pusat data selama bertahun-tahun di garis depan pengembangan teknologi.

1. Inverter frekuensi tinggi:

Menggunakan teknologi pensaklaran frekuensi tinggi, elemen pensaklaran frekuensi tinggi digunakan untuk menggantikan transformator frekuensi daya pada rectifier dan inverter UPS, yang umum dikenal sebagai mesin frekuensi tinggi. Mesin frekuensi tinggi memiliki ukuran kecil dan efisiensi tinggi.

2. Mesin frekuensi daya:

UPS yang menggunakan transformator frekuensi daya sebagai komponen rectifier dan inverter umum dikenal sebagai mesin frekuensi daya.

Mesin frekuensi tinggi VS mesin frekuensi industri.

2-1: Mesin frekuensi tinggi tidak dilengkapi trafo isolasi, dan saluran nol keluarannya membawa arus frekuensi tinggi, yang terutama berasal dari gangguan harmonik jaringan listrik utama, arus berdenyut dari penyearah UPS dan inverter frekuensi tinggi, serta gangguan harmonik dari beban. Tegangan gangguan ini tidak hanya bernilai tinggi, tetapi juga sulit dihilangkan. Namun, tegangan antara saluran nol dan tanah pada mesin frekuensi daya lebih rendah, serta tidak mengandung komponen frekuensi tinggi—faktor yang lebih penting bagi keamanan komunikasi jaringan komputer.

2-2: Keluaran mesin frekuensi tinggi tidak memiliki isolasi trafo. Jika perangkat daya inverter mengalami korsleting, tegangan DC tinggi pada bus DC (DCBUS) akan langsung diterapkan ke beban, yang merupakan bahaya keselamatan; namun, hal ini tidak terjadi pada mesin frekuensi daya.

2-3: Mesin frekuensi daya memiliki kemampuan tahan terhadap kejutan beban yang kuat.

1. Rasio energi relatif tinggi. Dengan kepadatan energi penyimpanan yang tinggi, nilai ini telah mencapai 460–600 Wh/kg, atau sekitar 6–7 kali lipat dibandingkan baterai timbal-asam;

2. Masa pakai panjang, dapat mencapai lebih dari 6 tahun. Baterai dengan elektroda positif lithium iron phosphate, bila diisi dan dikosongkan pada laju 1C (DOD 100%), memiliki catatan siklus penggunaan hingga 10.000 kali;

3. Tegangan pengenalnya tinggi (tegangan kerja tunggal adalah 3,7 V atau 3,2 V), yang kira-kira setara dengan tegangan seri dari 3 buah baterai isi ulang nikel-kadmium atau nikel-logam hidrida, sehingga memudahkan pembuatan paket baterai daya;

4. Dengan ketahanan daya tinggi, baterai lithium-ion berbasis lithium ferrofosfat yang digunakan pada kendaraan listrik mampu mencapai kapasitas pengisian dan pengosongan 15–30C, yang memudahkan akselerasi start-up intensitas tinggi;

5. Laju autodischarge sangat rendah, yang merupakan salah satu keunggulan paling menonjol baterai ini. Saat ini, nilai tersebut umumnya dapat mencapai kurang dari 1%/bulan, atau kurang dari 1/20 baterai nikel-hidrida;

6. Ringan, beratnya sekitar 1/5–1/6 dari produk aki timbal-asam pada volume yang sama;

7. Kemampuan adaptasi yang kuat terhadap suhu tinggi dan rendah; baterai ini dapat digunakan dalam lingkungan bersuhu -20°C hingga 60°C, dan setelah melalui proses khusus, dapat digunakan pula dalam lingkungan bersuhu hingga -45°C;

8. Ramah lingkungan dan berkelanjutan, baik selama proses produksi, penggunaan, maupun pembuangan akhirnya; tidak mengandung atau menghasilkan unsur maupun zat beracun dan berbahaya seperti timbal, merkuri, kadmium, dll.;

9. Proses produksi pada dasarnya tidak mengonsumsi air, sehingga sangat menguntungkan bagi negara-negara yang kekurangan pasokan air.

Baterai merupakan komponen penting dalam sistem catu daya tak terputus (UPS). Perawatan baterai yang tepat dapat memperlambat laju penurunan kinerja baterai, memperpanjang masa pakai baterai, secara signifikan mengurangi frekuensi penggantian baterai, serta secara efektif menekan biaya operasional.

1. Mempertahankan suhu lingkungan yang sesuai dapat memperpanjang masa pakai baterai UPS

Secara umum, faktor yang memengaruhi baterai tak terputus (UPS) adalah suhu lingkungan. Secara umum, suhu lingkungan optimal yang direkomendasikan oleh produsen baterai berada dalam kisaran 20–25°C. Meskipun peningkatan suhu meningkatkan kapasitas pelepasan daya baterai, harga yang harus dibayar adalah umur pakai baterai yang berkurang secara signifikan. Sebagaimana ditunjukkan oleh hasil pengujian, ketika suhu alami melebihi 25°C, umur pakai UPS akan berkurang secara nyata untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10°C. Saat ini, baterai yang digunakan pada UPS umumnya adalah baterai timbal-asam tertutup bebas perawatan (maintenance-free sealed lead-acid batteries), dengan masa desain rata-rata lima tahun—yang hanya dapat dicapai apabila kondisi lingkungan sesuai dengan spesifikasi yang ditetapkan oleh produsen baterai. Jika persyaratan lingkungan tersebut tidak terpenuhi, maka rentang umur pakainya akan sangat bervariasi. Selain itu, peningkatan suhu lingkungan akan meningkatkan aktivitas kimia internal baterai, sehingga menghasilkan sejumlah besar energi panas, yang pada gilirannya akan menaikkan suhu lingkungan sekitarnya. Lingkaran setan semacam ini akan mempercepat penurunan umur pakai baterai.

2. Isi ulang dan keluarkan daya baterai UPS secara berkala

Tegangan pengisian mengambang dan tegangan pelepasan pada catu daya UPS telah disetel ke nilai nominal di pabrik, dan arus pelepasan meningkat seiring dengan peningkatan beban. Beban harus disesuaikan secara wajar selama penggunaan, misalnya dengan mengontrol jumlah unit peralatan elektronik seperti komputer yang digunakan. Dalam kondisi normal, beban tidak boleh melebihi 60% dari beban nominal UPS. Dalam kisaran ini, arus pelepasan baterai tidak akan menyebabkan kelebihan pelepasan (over-discharge).

Karena UPS terhubung ke jaringan listrik dalam waktu yang lama, dalam lingkungan dengan kualitas pasokan daya tinggi dan terjadinya pemadaman listrik yang jarang, baterai akan berada dalam kondisi pengisian mengambang (floating charge) dalam waktu yang lama, yang menyebabkan penurunan aktivitas konversi timbal balik antara energi kimia dan energi listrik di dalam baterai seiring berjalannya waktu, serta mempercepat proses penuaan dan memperpendek masa pakai. Oleh karena itu, baterai harus didischarge penuh sekali setiap 2–3 bulan, dan durasi discharge dapat ditentukan berdasarkan kapasitas baterai serta besarnya beban. Setelah dilakukan discharge pada beban penuh, lakukan pengisian ulang selama lebih dari 8 jam sesuai dengan ketentuan.

3. Penggantian tepat waktu baterai UPS (Uninterruptible Power Supply) yang sudah rusak/tidak berfungsi dengan baik

Saat ini, jumlah baterai penyimpanan yang dipasang pada catu daya UPS berukuran besar dan sedang berkisar antara 3 hingga 80 unit, atau bahkan lebih. Baterai-baterai tunggal ini dihubungkan melalui suatu rangkaian untuk membentuk satu paket baterai guna memenuhi kebutuhan catu daya DC UPS. Dalam operasi dan penggunaan UPS secara terus-menerus, akibat perbedaan kinerja dan kualitas, penurunan kinerja masing-masing baterai menjadi hal yang tak terhindarkan, sehingga kapasitas penyimpanannya tidak lagi memenuhi persyaratan dan mengalami kerusakan. Ketika sebagian/beberapa baterai dalam paket baterai mengalami kerusakan, petugas pemeliharaan harus memeriksa dan menguji setiap baterai secara individual guna mengidentifikasi dan menyingkirkan baterai yang rusak. Saat mengganti baterai baru, usahakan membeli baterai tipe yang sama dari pabrikan yang sama, serta dilarang keras mencampurkan baterai tahan asam, baterai tertutup (sealed battery), dan baterai dengan spesifikasi berbeda.

Pengendali surya PWM menggunakan tiga mode pengisian daya, yaitu pengisian kuat, pengisian seimbang, dan pengisian mengambang.

Pengisian kuat:

juga disebut pengisian langsung, merupakan pengisian cepat yang dilakukan ketika tegangan baterai rendah, dengan arus tinggi dan tegangan relatif tinggi untuk mengisi baterai.

Pengisian seimbang:

Setelah pengisian intensif selesai, baterai akan didiamkan selama periode tertentu. Ketika tegangan turun hingga mencapai nilai tertentu, baterai akan memasuki kondisi pengisian seimbang guna memastikan keseragaman dan konsistensi tegangan di terminal baterai.

Pengisian mengambang:

Setelah pengisian seimbang selesai, baterai juga akan didiamkan selama periode tertentu. Ketika tegangan turun hingga mencapai tegangan pemeliharaan, baterai berada dalam tahap pengisian mengambang, sehingga baterai tetap dalam kondisi terisi tanpa risiko kelebihan pengisian.

Pengendali surya MPPT menggunakan mode pengisian arus terbatas berbasis MPPT, pengisian seimbang tegangan konstan, dan pengisian mengambang tegangan konstan.

Pengisian arus terbatas berbasis MPPT:

ketika tegangan baterai sangat kecil, digunakan mode pengisian MPPT, sehingga daya keluaran panel surya dipompa ke ujung baterai; ketika intensitas cahaya sangat kuat, daya keluaran panel surya meningkat, arus pengisian mencapai ambang batas, maka pengisian MPPT diakhiri dan beralih ke pengisian arus konstan;

Ketika intensitas cahaya menjadi lemah, sistem akan beralih kembali ke mode pengisian MPPT.

Pengisian tegangan konstan:

baterai secara otomatis beralih bebas antara mode pengisian MPPT dan mode pengisian arus konstan, saling bekerja sama sehingga tegangan baterai mencapai tegangan jenuh, lalu memasuki tahap pengisian tegangan konstan; seiring berjalannya waktu, arus pengisian baterai berangsur-angsur menurun hingga mencapai 0,01C, sehingga tahap pengisian diakhiri dan beralih ke tahap pengisian mengambang.

Pengisian mengambang tegangan konstan:

baterai diisi dengan tegangan yang sedikit lebih rendah daripada tegangan konstan.

Tahap ini terutama digunakan untuk menggantikan energi yang dikonsumsi akibat self-discharge baterai.

Prinsip start lunak inverter:

1.Inverter soft start berarti bahwa tegangan secara bertahap meningkat dari nol ke tegangan nominal, sehingga tidak ada torsi dampak dalam seluruh proses memulai motor, tetapi operasi start-up yang lancar.

2.Soft starter adalah perangkat kontrol motor baru yang mengintegrasikan soft start, soft stop, dan beberapa fungsi perlindungan motor. Komposisi utamanya adalah tiristor paralel tiga fase dan sirkuit kontrol elektroniknya yang terhubung secara berurutan antara catu daya dan motor yang dikendalikan. Menggunakan metode yang berbeda untuk mengontrol sudut konduksi tiristor paralel terbalik tiga fase, sehingga tegangan input dari motor yang dikendalikan berubah sesuai dengan persyaratan yang berbeda, dan fungsi yang berbeda dapat direalisasikan.

Fungsi fungsi soft start inverter:

1. Pada saat inverter dinyalakan, inverter memang mendapatkan daya, namun akan terjadi penundaan sekitar 2 detik sebelum menghasilkan output 220 V. Tegangan tidak akan langsung mencapai 220 V, melainkan secara bertahap naik dari 100 V hingga 220 V, benar. Ini merupakan proteksi terhadap inverter itu sendiri.

2. Sebagai contoh, inverter biasa berdaya 1000 W akan langsung menghasilkan output 1000 W begitu dinyalakan. Namun, jika menggunakan fitur soft start, output daya akan terus meningkat secara bertahap: 700 W–800 W–900 W–1000 W.