เครื่องสำรองไฟฟ้าและปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ

เครื่องสำรองไฟฟ้าและปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ เรียกอีกอย่างนึงว่า ระบบกําลังไฟฟ้าต่อเนื่อง (อังกฤษ: uninterruptible power supply) หรือ ยูพีเอส (UPS) คือ เครื่องมือทางไฟฟ้าที่ให้พลังงานฉุกเฉินกับเครื่องมือรับพลังงานไฟฟ้าเมื่อพลักงานหลักไม่สามารถใช้การได้ ยูพีเอสแตกต่างกับระบบพลังงานสำรอง หรือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากำลังสำรอง ตรงความสามารถในการให้การป้องกันจากการขัดข้องของกำลังไฟฟ้าเข้าแทบจะทันที โดยให้พลังงานจากแบตเตอรี่ ตัวเก็บประจุยิ่งยวด หรือ ล้อตุนกำลัง เทียบกับแบตเตอรี่แบบอื่น แบตเตอรี่ของยูพีเอสส่วนใหญ่นั้นอยู่ได้ไม่นาน (ไม่กี่นาที) ทว่าเพียงพอที่จะให้แหล่งพลังงานสำรองเริ่มทำงานหรือปิดเครื่องที่เราต้องการจะป้องกันเท่านั้น

โดยปกติแล้ว ยูพีเอสจะใช้ปกต้องฮาร์ดแวร์ เช่น คอมพิวเตอร์ ศูนย์ข้อมูล อุปกรณ์ทางโทรคมนาคม หรือ อุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ ซึ่งการขัดของพลังงานอย่างฉับพลันอาจก่อให้เกิดการเสียหายทางธุรกิจ หรือ การสูญเสียข้อมูล ขนาดหน่วยของยูพีเอสมีตั้งแต่ที่ออกแบบมาให้ปกป้องคอมพิวเตอร์ตัวเดียว ไปจนถึง การให้พลังงานศูนย์เก็บข้อมูลขนาดใหญ่หรือตึกทั้งตึก ยูพีเอสที่ใหญ่ที่สุดในโลก คือ 46-megawatt Battery Electric Storage System (BESS) ในแฟร์แบงค์ส์ รัฐอลาสก้า ซึ่งให้พลังงานทั้งนครและชุมชนชนบทใกล้เคียงได้ระหว่างไฟฟ้าดับ

หน้าที่หลักของยูพีเอสคือการให้พลังงานระยะสั้นเมื่อแหล่งพลังงานนั้นไม่สามารถใช้การได้ ทว่ายูพีเอสส่วนใหญ่นั้นยังสามารถแก้ปัญหาทางพลังงานที่พบได้บ่อย เช่น

ระบบยูพีเอสสามแบบหลักในปัจจุบันได้แก่ ออนไลน์ ไลน์อินเตอร์แรคทีฟ และ สแตนด์บาย  ออนไลน์ยูพีเอสใช้วิธี "เปลี่ยนแปลงสองครั้ง" สำหรับการรับไฟกระแสสลับขาเข้า เรียงกระแสไปเป็นกระแสตรงเพื่อผ่านไปยังถ่านชาร์จ จากนั้นจึงเปลี่ยนกลับเป็นกระแสสลับ 120 V/230 V AC เพื่อให้พลังงานต่ออุปกรณ์ที่่ต้องการจะปกป้อง ไลน์อินเตอร์แรคทีฟยูพีเอสรักษาอินเวอร์เตอร์ในเส้น และย้ายทางเดินกระแสตรงของถ่านจากวิธีการชาร์จธรรมดาไปเป็นการสำรองกระแสไว้เวลาพลังงานขาดไป ระบบสแตนด์บาย ("ออฟไลน์") เครื่องมือนั้นถูกให้พลังงานโดยตรงจากกำลังขาเข้า และพลังงานสำรองจะถูกใช้งานในเวลาที่พลังงานหลักใช้ไม่ได้เท่านั้น ยูพีเอสส่วนใหญ่ที่ความจุต่ำกว่า 1 kVA นั้นเป็นแบบไลน์อินเตอร์แรคทีฟ หรือ สแตนด์บายซึ่งมีราคาถูกกว่า

สำหรับแหล่งพลังงานขนาดใหญ่บางครั้งจะใช้ เครื่องสำรองไฟฟ้าและปรับแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติแบบพลวัต (Dynamic Uninterruptible Power Supplies หรือ DUPS) พลังงานถูกเก็บไว้ในล้อตุนกำลัง เมื่อแหล่งพลังงานหลักไม่สามมารถใช้งานได้ ข้อบังคับกระแสไหลวนรักษาพลังงานไว้ในเครื่องมือรับพลังงานไฟฟ้าขณะที่ล้อตุนกำลังยังมีพลังงานอยู่

ยูพีเอสเซลล์เชื้อเพลิงได้ถูกพัฒนาขึ้นในไม่กี่ปีก่อนโดยใช้ไฮโดรเจน และ เซลล์เชื้อเพลิงเป็นแหล่งพลังงาน ซึ่งมีศักยภาพในการให้พลังงานระยะยาวในพื้นที่เล็กๆ[citation needed]

ยูพีเอสแบบออฟไลน์/สแตนด์บาย (SPS) มีเพียงลักษณะพื้นฐาน คือ การป้องกันไฟฟ้ากระชากและการสำรองแบตเตอรี่เท่านั้น ปกติแล้วอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกันจะต่อกับตัวจ่ายพลังงานโดยตรง เมื่อกระแสขาเข้ามีกำลังตกลงต่ำกว่าปกติ หรือ เพิ่มเกินกว่าระดับที่กำหนดไว้ SPS จะทำการเปิดวงจรอินเวอร์เตอร์กระแสตรง-สลับ ซึ่งใช้พลังงานจากถ่านสำรองภายใน จากนั้นยูพีเอสจึงสลับอุปกรณ์มาต่อกับอินเวอร์เตอร์กระแสตรง-สลับขาออก เวลาในการเปลี่ยนอาจนานถึง 25 มิลลิวินาที ขึ้นอยู่กับเวลาที่ SPS ใช้ในการตรวจจับกระแสไฟฟ้าที่ขาดไป 

ยูพีเอสแบบไลน์อินเตอร์แรคทีฟทำงานคล้ายกับแบบสแตนด์บาย ทว่ามีการเพิ่มเติมของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบอัตโนมัติ ซึ่งคือแบบพิเศษหม้อแปลงไฟฟ้าที่สามารถเพิ่มหรือลดขดลวดที่ให้พลังงาน และส่งผลในการเพิ่มหรือลดสนามแม่เหล็กและกระแสไฟออกของหม้อแปลงไฟฟ้า

ยูพีเอสแบบนี้นั้นทนต่อภาวะไฟตกเป็นระยะเวลานาน และ ไฟกระชาก โดยไม่ใช้พลังจากถ่านอันมีพลังงานจำกัด โดยเลือกแถบพลังงานต่างๆของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบอัตโนมัติโดยอัตโนมัติ การเปลี่ยนแถบของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบอัตโนมัติอาจทำให้เกิดการหยุดให้พลังงานเพียงระยะเวลาสั้นๆแล้วแต่การออกแบบตัวเครื่อง ซึ่งอาจทำให้ยูพีเอสซึ่งต่อกับตัวเตือนเมื่อพลังงานขาด "ร้องขึ้น" สักพักหนึ่ง

ถ่านของยูพีเอสแบบออนไลน์/เปลี่ยนแปลงสองครั้งนั้นจะต่อกับอินเวอร์เตอร์อยู่ตลอด จึงไม่จำเป็นต้องทำการสลับพลังงาน เมื่อการสูญเสียพลังงานเกิดขึ้น ตัวทำกระแสตรงนั้นจะออกจาวงจรไป และถ่านจะช่วยให้พลังงานที่คงที่ เมื่อพลังงานกลับมา ตัวทำกระแสตรงกลับมาช่วยรับพลังงานส่วนใหญ่และเริ่มชาร์จถ่าน แม้กระแสการชาร์จนั้นอาจถูกจำกัดเพื่อป้องกันตัวทำกระแสตรงความแรงสูงไม่ให้ทำให้ถ่านร้อนเกินไปจนทำให้อิเล็กโทรไลต์เดือด ประโยชน์หลักของออนไลน์ยูพีเอสคือความสามารถในการสร้าง "ไฟร์วอลล์ไฟฟ้า" ระหว่างพลังงานที่เข้ามากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อันบอบบาง

ยูพีเอสแบบออนไลน์นั้นเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมซึ่งอุปกรณ์นั้นบอบบางผันผวนของพลังงานและมีความจำเป็นจะต้องจ่ายไฟแยก