Cosa significa fattore di potenza con un UPS?

Il fattore di potenza (pf) è la differenza tra l’energia effettiva consumata (Watt) e la potenza apparente (Volt moltiplicati per Ampere) in un circuito AC. È calcolato come decimale o percentuale tra 0-1 pf e 0-100%, cioè 0,9 pF = 90%.

Più il fattore di potenza è vicino all’unità (1 pf), più le due forme d’onda sono in fase l’una con l’altra e il dispositivo utilizza la potenza in modo più efficiente, da qui il motivo per cui il fattore di potenza si riferisce all’efficienza dell’UPS.

La convenzione prevede che i carichi induttivi siano definiti come potenza reattiva positiva e i carichi capacitivi come potenza reattiva negativa. Ma il fattore di potenza non è mai descritto come positivo o negativo, è in ritardo o in anticipo.

Fattore di potenza in ritardo

Sono carichi in cui la forma d’onda della corrente è in ritardo rispetto alla tensione di un fattore pari alla reattanza del carico, in genere tra 0,5 e 0,95.

Nell’immagine sottostante, un carico di 2300 VA con un ritardo di 0,766 pf avrebbe un valore di potenza reale di 1762 W (1,76 kW).

Fattore di potenza unitario

I carichi con fattore di potenza unitario (1 pf) hanno le forme d’onda di corrente e tensione in fase tra loro. Nell’esempio qui sotto, un carico di 2300 VA con 1 pf ha un valore di potenza reale di 2300 W (2,3 kW).

Fattore di potenza principale

I carichi con un fattore di potenza principale hanno una forma d’onda di corrente che conduce la tensione di un fattore pari alla reattanza del carico, solitamente tra 0,8 e 0,95.

Utilizzando gli stessi 2300 VA degli esempi precedenti, un fattore di potenza trainante di 0,766 ha un valore di potenza reale di 1762 W (1,76 kW).

Come il fattore di potenza influenza la progettazione del sistema UPS?

Tradizionalmente, i sistemi UPS sono stati progettati per supportare carichi con fattori di potenza unitari o ritardatari.

Tuttavia, i moderni gruppi di continuità possono ora gestire anche fattori di potenza principali. Tuttavia, è necessaria un’attenta pianificazione durante l’installazione, poiché i fattori di potenza principali possono sovraccaricare l’UPS che potrebbe non riconoscere.

I server blade sono il miglior esempio di carico con un fattore di potenza principale. Sono in grado di fornire una maggiore potenza di elaborazione in meno spazio su rack rispetto ai file server tradizionali e sono stati ampiamente adottati nei settori delle telecomunicazioni e dei data center grazie a vantaggi quali un cablaggio semplificato e un consumo energetico ridotto.

Ci sono diversi modi per cercare di ridurre l’impatto dei fattori di potenza principali, compreso l’aumento delle dimensioni dell’UPS, ma l’approccio più comune è quello di utilizzare filtri armonici attivi con correzione del fattore di potenza in uscita.

Questo fornisce un carico più accettabile per l’UPS, ma riduce l’efficienza, occupa più spazio e aumenta i costi di capitale.