UPS에 대하여, UPS 선택 기준, UPS의 백업 시간이란?

요즘이야 한전의 품질이 워낙 좋아 정전(停電) 이 거의 없지만 간혹 장마철 누전 또는 낙뢰 등으로 인해 일시적으로 전력이 차단되는 일이 있습니다. 또 전기 공사로 인해 잠시 전력을 차단하여야 하는 경우도 있지만 이 같은 정전 상태가 전산 시설에는 치명적인 존재이지요.
그래서 기업이나 기관의 전산망에서 UPS는 꼭 있어야 할 필수 사항입니다.

1. UPS(Umiterupter power system)란?
원치 않은 전력 차단 상황으로부터 전산 시설이 완벽하게 동작할 수 있도록 해 주는 보조전원 장치입니다.
즉 어떠한 경우라도 전원이 차단되어서는 안되는 시설에 설치하는 전력 시설입니다.
2.UIPS의 중요성
예를 들어 병원의 중요 의료기기를 사용 중 정전이 되었거나, 통신사의 서버가 정전으로 전화가 먹통이 되거나 초고층 빌딩의 엘리베이터가 운행 중 정지한다면? 그리고 은행의 전산망이 정전되었거나 항공관제 시스템이 정전되었다면 그리고 나아가 구글이나 네이버가 정전이 되었다면 수천만 명이 불편을 초래할 뿐 아니라 그 피해도 어마어마하겠죠.
한마디로 큰일이죠.
그래서 전력이 끊어져서는 안되는 시설에 모두 UPS를 설치하여 일정 시간의 정전 기간 동안 충전된 배터리를 이용하여 일반 전력으로 변환하는 장치로 ESS(Energy Storage System)와는 비슷하면서도 다른 측면을 가지고 있습니다.

3.UPS의 백업 시간
정전시 UPS에 연결된 정치들이 몇 분을 견디어 내는가? 즉 UPS가 장치에 얼마 동안 전력을 공급해 줄 수 있는가를 '백업 시간'이라고 합니다.
백업 시간은 길면 길수록 좋겠지만 긴 경우 전력의 효율이 나빠지고 배터리 등 유비비가 많이 소요되므로 통산 30분 이내로 잡는 것이 일반적입니다.
전산망을 구비하는 기관은 UPS 이외에도 비상 발전기를 구비하고 있으면 정전이 20 초 이상 지속되면 비상 발전기가 자동 기동하여 UPS 전력에 대체하기 때문에 백업 시간을 길게 하는 것은 그리 바람직해 보이진 않습니다. 다만 비상 발전기가 없는 시설에서는 좀 더 여유 있는 것이 좋겠네요.

[답변]
백업 시간이 지나치게 큰 경향이 있습니다.
질문에서 UPS 용량은 100KVA이고 부하는 220V / 150A로 33KW 정도입니다.
또 한 배터리는 2*400*180=144KW/h 가량 됩니다.
그래서 정전시 배터리 변환 효율을 최저 85%로 잡으면 122Kw/h가 되고 부하의 소비전력 33kw/h를 구동 시키면 약 3.7 시간 동안 동작합니다.
다시 말해 3.7시간 동안 정전에도 견디어 낸다는 뜻인데 좀 지나치게 크다는 생각이 듭니다.
배터리의 용량을 100Ah로 해도 충분하다는 생각을 합니다.

참고로, UPS는 최대 부하에서 최대의 효율이 발생합니다. 
100KVA의 UPS가 33kw/h의 부하에서는 약 85% 이하의 효율을 갖습니다. 즉 15%는 열로써 소모되는 것으로 33KW/h의 부하에 100KVA UPS는 지나치게 큰 용량이란 뜻이며 50KVA를 사용해도 충분하다는 결론이 나옵니다.
역률이 95% 하고 가정해도 47.5Kw/h로 33KW/h 부하에 충분하다는 결론이 나옵니다.

※ KVA는 변압기 발전기 등의 순수한 용량을 말하며 장치가 전력을 소비함에 있어 여러 요인들의 영향(역률)을 받아 낮아지게 되어 KW라는 단위를 갖게 됩니다.