Regole per l’acquisto di un UPS: miti e verità

Immaginiamo di aver scritto la nostra tesi di laurea tutta in una notte e non aver salvato mai il documento; immaginiamo poi che satana, quel gran figlio di sua madre, decida di passarsi il tempo e far saltare via la luce; immaginiamo poi la nostra reazione…

Bene, dopo aver fatto ciò possiamo rinfrescarci i bollenti spiriti e considerare l’acquisto di un bel UPS, aka gruppo di continuità, ovvero quel mitico strumento che ci permette di mantere il nostro pc acceso se va via la corrente.

A volte si trovano delle fantamegamirabiliose offerte presso i centri commerciali, del tipo un ups da 1100 VA (non WATT, attenzione) a 59 eurazzi… verrebbe da pensare: MITICO!

Peccato che come al solito, quando si tratta di acquisti di elettronica di consumo l’inganno sia sempre dietro l’angolo, l’offertona da centro commerciale non è mai conveniente e quindi se si vuole usufruire di un servizio, bisogna pagarlo e anche piuttosto caro.

Innanzitutto non confondiamo i VA con i Watt.

Per capire il rendimento in Watt del nostro ups dobbiamo innanzitutto moltiplicare tale valore per il coseno dell’angolo phi compreso tra la potenza apparente e la potenza reattiva: ad esempio un ups da 900 VA con un coseno phi di 0.6 renderà 540 W. Capirete bene che quindi possono esistere modelli da 700 VA che rendono più di modelli da 1100 VA se hanno tale valore di cos phi abbastanza vicino al rendimento ideale (cos phi = 1).

UPS cinese da 1100 VA con cos phi di 0.6 = 660 W

UPS di qualità da 800 VA con cos phi di 0.9 = 720 W

Un po’ di teoria

La corrente elettrica è un movimento di cariche elettriche anche noti come elettroni. Nelle nostre case giunge la cosiddetta corrente alternata, così chiamata perchè altro non è che un flusso di corrente variabile nel tempo, sia in intensità che in direzione, ad intervalli più o meno regolari. L’andamento della tensione elettrica è la forma d’onda: l’energia elettrica distribuita ha, o dovrebbe avere, una forma d’onda sinusoidale.

In condizioni normali la corrente alternata è sfasata di un angolo phi (come in figura) rispetto alla tensione di alimentazione del pc; questo vuol dire che non tutta la potenza fornita dalla rete elettrica viene utilizzata.

Come vediamo in figura, distinguiamo

• La potenza attiva/reale (trasformata in lavoro utile);
• La potenza apparente (potenza totale in ingresso);
• La potenza reattiva (che non viene utilizzata).

Il coseno dell’angolo phi, compreso tra la potenza potenza apparente e la potenza reale, rappresenta il fattore di potenza PF che, negli alimentatori dei pc di casa può variare tra 0.5 ed 1.

Il PFC diminuisce l’angolo di sfasamento phi, riducendo la potenza reattiva: in particolare, il pfc passivo riduce questo sfasamento in maniera minore rispetto al pfc attivo. Gli alimentatori con PFC attivo riescono a portare la riduzione ad un livello tale che il fattore di potenza diventi prossimo ad 1.

Questo vuol dire che, tendenzialmente, sono preferibili gli alimentatori con PFC attivo, sebbene sia più costosi degli omologhi con PFC passivo.

Sostanzialmente, quello che fa un UPS è ripulire l’energia che arriva nelle nostre case, approssimando la forma d’onda di cui parlavo all’inizio di questo post. Vi sono UPS, molto costosi, che approssimano perfettamente la forma d’onda sinusoidale; altri, invece, approssimano la forma sinusoidale in una forma pseudo-sinusoidale, o peggio ancora, sotto forma di onda quadra.

Al momento dell’acquisto di un UPS bisogna porre molta attenzione con il tipo di forma d’onda con la quale lavora l’UPS in battery mode (quando usa le batterie).
Se l’UPS lavora approssimando la forma d’onda sinusoidale in una forma d’onda quadra, allora sarà bene comprare un alimentatore con PFC passivo, onde evitare problemi e potenzialmente di bruciare sia ups che alimentatore.
Se, invece, l’UPS lavora con una vera e propria forma d’onda sinusoidale, allora potremo comprare anche un alimentatore con PFC attivo (più costosi ma anche più silenziosi).

Dimensionare correttamente un UPS

Per decidere quale deve essere la potenza massima erogabile da un UPS è necessario, in prima istanza, sommare la potenza assorbita da ogni apparecchiatura che intendiamo proteggere. Può succedere però che
questo valore non sia espresso sempre in VA. Se la potenza è espressa in Watt, dovremo dividere tale valore per 0.7 (perchè purtroppo in genere non viene indicato nemmeno il fattore di potenza relativo, ma in media il valore è tipicamente questo) per convertirlo in VA.
Esempio: se su una stampante è riportato un consumo di 80W, la potenza assorbita sarà pari a 80/0.7=115VA.
A volte viene invece indicata la corrente assorbita in Ampere (A); in questo caso è sufficiente moltiplicare questo valore per il valore della tensione nominale della nostra linea elettrica.
Esempio: se su una stampante è riportato un consumo di 0.5 Ala potenza assorbita sarà pari a 0.5Ax230V=110VA.
Il valore finale ottenuto è comunque un valore massimo. L’esperienza insegna che si potrebbe ragionevolmente ridurre di un 30% il valore calcolato basandosi sui dati di targa delle apparecchiature informatiche.

Io ve lo sconsiglio!

Perchè è meglio sovradimensionare un po’ all’acquisto di un UPS

Gli alimentatori con PFC (Power Factor Correction) attivo di norma richiedono un UPS con uscita sinusoidale.
Il principale problema non è quello di rovinare l’alimentatore (piuttosto raro se si comprano alimentatori di qualità) quanto del fatto che per come funziona il PFC attivo, ci sono molte probabilità che il consumo in corrente (impulsivo) sia troppo elevato per le caratteristiche dell’UPS.
Ovvero, ad esempio prendiamo la seguente configurazione:
1) PC con alimentatore da 600W
2) UPS da 1000VA/600W (Cos-phi 0.6)

A causa di come funziona il PFC attivo, alla commutazione da rete a batteria, ci possono essere dei consumi di picco (paragonabili alla inrush current) molto più elevati dei 600W max dell’alimentatore.
Se l’UPS è costruito bene DOVREBBE riuscire a sopportare ragionevolmente il picco di corrente richiesto, altrimenti si rischia di far sedere l’UPS con conseguente spegnimento del PC.
Questo può succedere sia con UPS sinusoidali che con uscita ad onda quadra. Per come funzionano i PFC attivi, è comunque più probabile che ciò possa succedere con i prodotti ad onda quadra.

Quale UPS scegliere?

Per concludere è possibile dividere i gruppi di continuità in due categorie: UPS Line-interactive e UPS online doppia conversione. Queste categorie sono molto differenti nel funzionamento e nelle prestazioni.

1)UPS online a doppia conversione

Questi sistemi effettuano una doppia conversione della corrente elettrica in entrata (AC-DC-AC). L’uscita risulta perciò assolutamente indipendente dall’ingresso nel valore della tensione e della frequenza. Qualora la tensione d’ingresso non dovesse più essere idonea per consentire la prima conversione, l’energia necessaria per effettuare la seconda conversione verrà prelevata dalle batterie. Tutto questo avverrà senza soluzione di continuità. Una maggiore flessibilità ed affidabilità del sistema doppia conversione la si ottiene con l’adozione di un circuito di by-pass automatico; il by-pass escluderà l’UPS in caso di sovraccarico o di guasto. In sintesi l’UPS online a doppia conversione garantisce la più alta protezione contro qualsiasi disturbo elettrico.

2)UPS Line-interactive

Sono gruppi di continuità a funzionamento interattivo con la rete elettrica. Nel funzionamento normale l’utenza viene alimentata da una tensione stabilizzata per mezzo di un circuito A.V.R.(Automatic Voltage Regulator); in questa modalità la frequenza di uscita dipende da quella di ingresso.Quando la tensione d’ingresso esce dalle tolleranze ammesse, il carico viene trasferito sull’inverter che funziona prelevando energia dalle batterie. Questa tecnologia prevedendo, in condizioni di normale funzionamento, il collegamento diretto tra rete e utenze, non consente una totale eliminazione dei disturbi elettrici né una correzione della frequenza di ingresso. L’utilizzo dell’UPS line
– interactive è
quindi sconsigliato per sistemi molto costosi. (Se spendete 3000 € per un pc, non fate i pezzenti spendendo 100 € per l’UPS!)

In definitiva vale la seguente regola: se non puoi permettertelo, non comprarlo. Inutile avere una sensazione di falsa sicurezza con UPS da 50 € per pc che costano ben di più. Molto meglio salvare spesso i propri documenti. Inoltre con i file system di oggi, i file system transazionali come NTFS o ext4 non c’è più pericolo di perdere nemmeno metadati (no, non è più realmente necessario spegnere i pc seguendo la procedura di avvio).