Az áramszolgáltatóval kötött magasabb SLA valamelyest segíthet a problémán, de a 99,999 százalékos rendelkezésre állás is azt jelenti, hogy évente 5,2 perc előre nem tervezett szolgáltatáskiesés előfordulhat. Ebbe pedig nagyon sok mikroáramszünet belefér.  
Nagyobb biztonságot jelent az A-B oldali betáplálás, amikor a szolgáltató két független transzformátorról biztosítja az áramellátást, amely egy kapcsoló automatikán keresztül jut el az elektromos fogyasztókhoz. Ennél a csaknem tökéletesen biztos megoldásnál is számolni kell azonban azzal, hogy az automata átkapcsoló – amely A oldal kiesése esetén B oldalra kapcsol és fordítva – néhány milliszekundumos késleltetéssel dolgozik. Ez pedig elég hosszú idő ahhoz, hogy az arra érzékeny berendezések (PLC-k, robotok) leálljanak, akár meg is hibásodjanak.

A hagyományos megoldás

Ezt a problémát lehet kiküszöbölni egy szünetmentes áramforrás rendszerbe integrálásával. A közhiedelemmel ellentétben ezek a modern, transzformátor nélküli berendezések akár több megawatt teljesítmény leadására is képesek. Az online kettős konverziós felépítésükből adódóan minden, a hálózat felől érkező zavart kiszűrnek. A váltóáramú szinusz jelalakot ugyanis egy inverter állítja elő, amely egy belső egyenáramú sínről kapja a táplálást. Erre a sínre az elektromos hálózat egy egyenirányítást követően, az energiatároló egység pedig közvetlenül csatlakozik. Amennyiben megszűnik a hálózat felőli betáplálás, az energiatároló a fizika törvényei szerint azonnal, késleltetés nélkül, automatikusan pótolja az energiát, így az UPS kimenetéről változatlanul a hibátlan szinusz jelalakot kapják a fogyasztók. Ebben a rendszerben az energiatároló szerepét tipikusan gondozásmentes ólomakkumulátorokból felépített blokkok töltik be. 

Az innovatív megoldás: supercapatitor

Hosszabb élettartam, kisebb tömeg
Nagy áttörést jelentett ezen a területen az Eaton néhány évvel ezelőtti egyedülálló innovációja, a supercapacitor. A fejlesztés lényege, hogy sikerült eddig elképzelhetetlen, 3000F kapacitású kondenzátorokat előállítani. Ezekből a 2,7 V feszültségű részegységekből épül fel a tároló, amely egy áramkimaradás esetén biztosítja az energiát az UPS, illetve a védett fogyasztók részére. Ezt úgy sikerül elérni, hogy 23 db kondenzátort sorba kapcsolva kialakítanak egy modult, amelyeket tízesével sorba kötve beszerelnek egy rackszekrénybe. A standard, 42U magas, 600×800 mm-es rackszekrényben maximum 20 modul (2 sor) fér el, ami így 100 kW terhelés esetén 20 mp áthidalási időt biztosít. További szekrények párhuzamos kapcsolásával a tartásidő akár több percre is növelhető. Ugyanígy lehetséges nagyobb, akár 6,6 MW (!) fogyasztói terhelés kiszolgálása.

A supercapacitor számos előnnyel rendelkezik a hagyományos akkumulátorokkal szemben:

• Hosszabb élettartam: amíg az akkumulátorok esetében a „long life” jelző 10+ év várható élettartamot jelent, addig a supercapacitorok legalább 20 évig üzemelnek semmilyen gondozást nem igényelve, bármilyen akkumanagement-rendszer nélkül. 
• Magasabb környezeti hőmérséklet: amíg az akkumulátorok 20 °C, addig a supercapacitorok 30 °C környezeti hőmérséklet mellett biztosítják a megadott várható élettartamot. Ugyanakkor –40 °C és +65 °C közt működőképesek – ekkor pontosan előre jelezhető módon csökken a várható élettartamuk.
• Kisebb tömeg és helyigény: a technológiából adódóan az akkumulátorok esetében a minimális tartásidő nem lehet 5-6 percnél rövidebb. Ez viszont nagyobb fogyasztói terhelés esetén több tonna akkumulátort és sok m2 helyigényt jelent. Ezzel szemben egy 20 modulos supercapacitor-szekrény mindössze 582 kg és 0,48 m2 helyet foglal.
• Nem igényel külön helyiséget: akár gyártókörnyezetben, a technológia mellett is elhelyezhető.
• Több millió töltés/kisütés ciklus
• Skálázhatóság: a tízes modulok vagy a rackszekrények párhuzamos kapcsolásával egyszerűen, gyorsan bővíthető.
• Gyors feltöltés: egy áramkimaradást követően a kondenzátorok az akkumulátoroknál sokkal gyorsabban újratöltődnek, így az egymást követő áramkimaradások esetén lényegesen nagyobb rendelkezésre állást biztosítanak.
• Rendkívüli megbízhatóság: mivel a supercapacitor elektrosztatikus elven tárolja az energiát, lényegesen kisebb egy meghibásodás valószínűsége, mint az akkumulátorok esetében.
• Környezetbarát: a supercapacitor nem tartalmaz veszélyes vagy környezetre ártalmas anyagot, így nem kell számolni semmilyen kockázattal vagy egyéb megszorítással az alkalmazása során.

A fenti előnyöket azokban az esetekben lehet jól kihasználni, amikor elegendő a néhány 10 másodperces tartásidő, mert az elektromos hálózati problémák leginkább feszültségletörések, tranziensek formájában jelentkeznek. Egy másik tipikus alkalmazás az az eset, amikor helyszűkével küzd a vállalat, mert a gyártás minden talpalatnyi helyet elfoglal. 

Mindent egybevetve a supercapacitor új lehetőséget nyújt azon vállalatok számára, amelyek eddig nem találtak megfelelő megoldást az elektromos hálózat zavarai, illetve az abból adódó károk kivédésére. 

Cikkünk eredetileg a GyártásTrend magazin április - májusi lapszámában jelent meg, amely ezen a linken olvasható.