Gęstość energii w układach zasilania gwarantowanego z kołami zamachowymi nie jest bardzo duża, nie dorównuje ona zasobnikom z akumulatorami, ale jest lepsza od układów kondensatorowych. Zaletą tych układów z kołem jest natomiast bardzo wysoka gęstość mocy. Rozładowanie takiego zasobnika w czasie kilku sekund nie jest żadnym problemem technicznym ani nie wpływa na żywotność zasobnika.
Koła zamachowe jako alternatywa dla akumulatorów w układach UPS
Koło zamachowe w układach UPS magazynuje energię w postaci energii kinetycznej ruchu obrotowego. Używane są specjalne walce stalowe, czasem wykonane z innych metali czy nawet z kompozytów. Takie koło zamachowe jest sprzężone z generatorem elektrycznym, który zamienia energię ruchu na energię elektryczną. W trakcie ładowania zasobnika generator służy do rozpędzania koła zamachowego. W trakcie normalnej pracy koło zamachowe obraca się, a niewielka ilość energii elektrycznej jest zużywana na skompensowanie oporów ruchu, a co za tym idzie − na utrzymanie stałej prędkości obrotowej.
Koła zamachowe jako alternatywa dla akumulatorów w układach UPS
Koło zamachowe w układach UPS magazynuje energię w postaci energii kinetycznej ruchu obrotowego. Używane są specjalne walce stalowe, czasem wykonane z innych metali czy nawet z kompozytów. Takie koło zamachowe jest sprzężone z generatorem elektrycznym, który zamienia energię ruchu na energię elektryczną. W trakcie ładowania zasobnika generator służy do rozpędzania koła zamachowego. W trakcie normalnej pracy koło zamachowe obraca się, a niewielka ilość energii elektrycznej jest zużywana na skompensowanie oporów ruchu, a co za tym idzie − na utrzymanie stałej prędkości obrotowej.
Typowo stosuje się koła zamachowe w układach zasilających dużych mocy przy bliskiej współpracy z agregatem prądotwórczym (RUPS – rotary UPS) lub w sprzężeniu mechanicznym z silnikiem diesla (DRUPS – diesel rotary UPS). Zasobnik w tych rozwiązaniach podtrzymuje zasilanie tylko przez kilka lub kilkanaście sekund, co pozwala na start agregatu i kontynuowanie zasilnia ze źródła rezerwowego. Taki tryb pracy pozwala na znaczne ograniczenie zajmowanego miejsca, ponieważ zasobnik jest zdecydowanie mniejszy niż w rozwiązaniach z akumulatorami kwasowymi.
Największą zaletą kół zamachowych jest niezawodność połączona z długim czasem życia oraz bardzo łatwą diagnostyką. Czas eksploatacji koła zamachowego może przekraczać 25 lat. W tym okresie wymagane jest tylko cykliczne wymienianie łożysk – w zależności od rozwiązań – co kilka do nawet kilkunastu lat. Bardziej zaawansowane koła zamachowe na podstawie pomiarów: poziomu wibracji i temperatury łożysk są w stanie przewidzieć, kiedy łożysko się zużyje i informują serwis o konieczności wymiany.
Prostota rozwiązania wpływa bardzo pozytywnie na niezawodność, co powoduje z kolei, że spodziewany MTBF (Mean Time Between Failures – średni czas między awariami) dla bardziej zaawansowanych jednostek z kołami zamachowymi wynosi setki tysięcy godzin czy czasem przekracza milion godzin. Urządzenia te są więc rozwiązaniami drogimi, ale bardzo pożądanymi w układach dużej mocy, które nie mogą pozwolić sobie na awarię.
/WiedzaiPraktyka
/wip