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製品の基礎から選び方までをサポート! IT導入完全ガイド

矩形波に要注意!UPS最新事情

2013/02/18


 東日本大震災の後、企業はかつて経験したことのない計画停電という事態に直面した。今や企業活動の命綱ともなったITシステムを滞りなく運用していくためには、安全なシャットダウンだけではなく、重要な機器については停電時にも可能なかぎり給電を続けるなど、従来以上に細やかな電源管理が必要であることが浮き彫りになった。また最近ではサーバ仮想化の普及に伴い、仮想環境を考慮した電源管理へのニーズも高まってきている。
 そこで今回の特集では、UPSの基本機能や給電方式などをおさらいした上で、仮想環境におけるシャットダウンの手順や最新動向について紹介し、製品導入時の注意ポイントについても解説していく。

UPS

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「UPS」とは

 UPS(Uninterruptible Power Supply:無停電電源装置)は、停電時などにIT機器の安全なシャットダウンを行うために、一定時間の電力供給を行うための装置だ。電源障害時に備えて電力を蓄積しておくための「バッテリ」、商用電源からの交流入力を直流に変換してバッテリなどに給電する「整流器」、整流器やバッテリからの直流入力を交流に変換してIT機器に給電する「インバータ」などで構成される。
 主な給電方式は、常時インバータ給電方式、常時商用給電方式、ラインインタラクティブ方式の3タイプに分けられる。

■常時インバータ給電方式

 商用電源からの交流入力を整流器で一旦直流に変換し、バッテリを充電しながら、常にインバータを介してIT機器に給電する方式。インバータによって常に安定した電力供給が可能となる。停電時にも瞬断がないなどのメリットがある一方、構造的に小型化が難しく、高価で、一定の電力ロスが発生するといったデメリットがある。

■常時商用給電方式

 通常は商用電源からの交流入力をそのままIT機器に供給する方式。停電や過電圧などの障害発生時にはバッテリからの給電に切り替わる。コンパクトで低価格、電力ロスが少ないといったメリットがある反面、停電時の運転切り替え時に瞬断が発生するなどのデメリットがある。

■ラインインタラクティブ方式

 通常は商用電源からの交流入力をトランス(変圧器)で受け、一定範囲内の電圧変動を調整してIT機器に供給する方式。停電や一定以上の電圧変動時には、バッテリからの給電に切り替わる。比較的シンプルで低価格、電力ロスが少ない、電圧調整機能を持つなどのメリットがあるが、停電時の運転切り替え時に瞬断が発生する、電圧変動の多い環境ではバッテリの消耗が激しいなどのデメリットがある。

図1 UPSの主要な給電方式は3タイプ
図1 UPSの主要な給電方式は3タイプ
資料提供:ユタカ電機製作所

 またハードウェアの形状としては、タワー型やラックマウント型、テーブルタップ型のものに加えて、最近では大型データセンタなどに向けたモジュール型の製品も登場してきている。UPS機能を担うインプット/アウトプットモジュール、電力変換を行うパワーモジュール、バッテリ、分電盤の4層構造で、バックアップ対象となるシステムの拡張に合わせて必要なモジュールのみを追加していけばいい。万一の故障の際にも、故障したモジュールだけを交換して復旧することが可能だ。これによって初期投資も大幅に抑えることができる。

図2 モジュール型UPSの概要
図2 モジュール型UPSの概要
資料提供:シュナイダーエレクトリック
図3 出力容量の拡張に合わせたバッテリモジュールの構成例
図3 出力容量の拡張に合わせたバッテリモジュールの構成例
資料提供:シュナイダーエレクトリック

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