UPSの供給電力はグロスの皮相電力とネットの消費電力で表現される件

本記事のポイント

電気(electric)とは電子の動きで生じる働きの総称で、電力会社、PCの電力使用量、原発の発電量など、日常的によく目にするのは電力(Electric power)という言葉で単位はワット(W)です。

電力とは電流エネルギーの消費量ということになり、電流(Electric current)とは電気の流れる量でありアンペア(A)で表します。

電流を流すには電圧(Voltage)が必要でボルト(V)で表し、電圧が強いほど遠くに電流を流すことができ、電流のあるところ抵抗(Resistance)が発生しこれをオーム(Ω)で表します。

電圧(V)=電流(A)x抵抗(Ω)をオームの法則といい、物質に電流が流れるとジュール熱が発生します。

電力は有効電力(消費電力)とも呼ばれ、実際に消費されるネットの電流エネルギーのことで、グロスの電流エネルギーを皮相電力といいボルトアンペア(VA)で表します。

「消費電力(W)=皮相電力(VA)x力率(仕事をしない電流を考慮で約60%)」であり1KVA対応UPSの消費電力は約600Wとなり、要は電気機器が何ワット(またはVA)消費するかのチェックが重要です。

オームの法則 : 電圧(V)=電流(A)x抵抗(Ω)

そもそも電気(electric)とは電子の動きで生じる働きの総称みたいなものと理解していますが、電気関連の言葉は身近ではあるが以外と定義があいまいで、いざUPSについて語ろうとする場合に困ってしまうことになります。

電力会社、今日の電力使用量、原発の発電量、PCの電力使用量・・・日常見聞きする電気関連の言葉で頻繁に使用されるのは電力(消費電力)という言葉であり単位はワット(W)で表されます。

それでは電力(Electric power)とは何かと問われれば、電流エネルギーの消費量ということになり、要は電流(Electric current)という言葉がキーであり、電気も電流とほぼ同意義と考えても日常生活には支障はありません。

発電所から家庭のコンセントに流れてくるのが交流(A/C : alternating current)で、規則正しく一定の周期をもって流れる電流であり、電圧を変化させることができるので遠くまで送ることができ、家電は交流を取り込み直流(D/C Direct current)に変換する場合が多いです。

ちなみに交流を直流に変換するのがコンバーター(AC/DC:整流器)といい、その逆がインバーター(DC/AC:逆変換装置)で、インバーターは制御装置と組み合わせることで省エネルギー効果をもたらし、エアコンで室内負荷に応じた柔軟なコンプレッサーの運転をさせます。

さらに直流電力を希望の直流電力に変換するDC/DCコンバーターをスイッチング電源(Switching Power Supply)と呼びます。

  1. 電気の流れる量が電流で(Electric current)ありアンペア(A)で表す。
  2. 電流を流すには電圧(Voltage)が必要でボルト(V)で表す。電圧が強いほど遠くに電流を流せる。
  3. 電流のあるところ抵抗(Resistance)が発生しこれをオーム(Ω)で表す。

電圧(V)=電流(A)x抵抗(Ω)をオームの法則といい、物質に電流が流れるとジュール熱が発生しますが、Spot weldingはまさに電気抵抗熱を利用した溶接です。

消費電力(W)=皮相電力(VA)x力率(仕事をしない電流を考慮)

電力は有効電力(消費電力)とも呼ばれ、実際に消費されるネットの電流エネルギーのことで、グロスの電流エネルギーを皮相電力といいボルトアンペア(VA)で表します。

  • 消費電力(W)=皮相電力(VA)x力率(仕事をしない電流を考慮)

UPSを選ぶ前に、使用する電気機器がどれくらいの出力容量(電力)を必要としているか、つまり電気機器が何ワット(またはVA)消費するかをチェックする必要があります。

PC1台分のUPSはおおよそどれくらいの容量が必要なのと良く聞かれますが、今のクライアントPCのPower Supply(電源装置)の主流は400Wくらいなのでモニターは100Wとしても、せいぜい500W供給できるUPSで見積もれば問題ありません。

先日IBM X3400を2台と1台のモニターに十分な電力を供給できるUPSを探したとき、サーバー1台の使用電力は670Wなので2台で1370W、モニターを最大100Wとすると1470W。つまり1500Wを供給できるUPSで十分ということで見積もりました。

それで気になる力率ですが電気機器によって異なりますが、自分は大雑把に60%と覚えています。

この場合1KVA対応のUPSの出力容量は600Wとも言えることになります。

UPSの給電方式

システムの重要度が高ければインバーター方式を選んだほうがよいのですが、値段が高くなります。

1. 常時商用給電方式・ラインインタラクティブ方式

通常はコンセントからとった電気をそのまま供給しますが、停電時には内臓バッテリからの供給に切り替えるいわゆる一般的なUPSです。ただ切替時に一瞬タイムラグがあるのでDB処理を頻繁に行う業務システムサーバーには向きません。

ラインインタラクティブ方式にはトランス(変圧器=transformer)機能があるので、電圧の振れが激しいインドネシアではトランス機能のあるほうを選ぶほうがよいと思います。

2. 常時インバーター方式

通常時も停電時も常にインバーター(直流を交流に変換)を通すので、ノイズのとれた安定した給電が可能であり、電源切替のタイムラグがありません。1600W対応で12juta弱くらいしますが、サーバーでの使用を前提としているためか自動シャットダウンソフトが付いているのが普通です。