Internetujeme i bez elektřiny

Je osmá večer, v záři lampičky na pracovním stole doťukáte do počítače poslední stranu výkazu a najednou tma. Vypadla elektřina. Internet nejde. Práce je v … A to nemluvím o tom, že to co máte hotové, neodešlete mailem včas. Téměř každý tu bezmoc již zažil. My si dneska povíme, jak takovýto výpadek přečkat bez úhony.

Jaké jsou možnosti? Jaký záložní zdroj je nejvhodnější. Jak zálohovat počítač, router, wifinu.  V tomto článku rozeberu možnosti zálohování elektřinou domácího připojení, případně připojení menší firemní sítě. V jednom minulém článku (odkaz na článek, aby wifi fungovala) jsem  doporučoval vytvořit si plánek sítě. Máte takový plánek? Bude se nám dneska hodit. Projděme si, co všechno budeme zálohovat.

Než si rozebereme možnosti zálohování jednotlivých částí naší sítě, musíme vědět, jak vlastně zálohování funguje a jaké jsou možnosti zálohování.

Záložní zdroje

Klasické záložní zdroje (UPS  – z anglického Uninterruptible Power Supply/Source) pracují tak, že ze zásuvky očekávají 230V (AC – střídavý proud). Energie ze zásuvky převádějí na výstup, kde je také 230V (AC – střídavých) a ukládají si ji ještě do baterií. V případě výpadku vstupu čerpají energie z baterií a tu přivádějí na výstup.

Při výběru záložního zdroje Vás prodejci zahrnou pravděpodobně údaji jako VA – voltampéry a W – watty.  Tento údaj vám neřekne nic o tom, jak dlouho záložní zdroj vydrží! Značí jen maximální výkon, tedy kolik spotřebičů můžete na záložní zdroj zapojit. Každý spotřebič (počítač, monitor, lampička) má svoji maximální spotřebu většinou uvedenou na štítku. Při koupi záložního zdroje vždy počítejte s maximální spotřebou, protože záložní zdroj musí být schopen ve všech případech potřeby spotřebičů pokrýt.

Typické spotřeby:

Počítač – při běžné práci 50-150 W
Počítač – nadupané dělo s pořádnou grafikou při hraní her – až 400W
Monitor – 25 až 150W, v závislosti na typu, ale i barevném kontrastu a jasu
Tiskárna – laserová až 1000W
Inkoustová tiskárna – 100W
Lampička – dle žárovky, led do 12W, klasická žárovka až 60W

Wifi router – cca 5W
Modem/CPE stanice – 5-10W

Poznámka: Zvažte jestli zrovna lampičku potřebujete zálohovat. Někdo se bez ní neobejde, někdo i po tmě v záři monitoru zvládne pracovat. Obdobně to může být i s externími reproduktory.

Čím méně spotřebičů na záložní zdroj připojíte, tím déle vám vydrží běžet při výpadku energie. A jak dlouho? To záleží na kapacitě baterie, tedy přesněji řečeno akumulátoru! Každý záložní zdroj má v sobě jednu nebo více baterií. Většinou jsou v něm 12V gelové baterie. Přesněji olověné baterie s gelovým elektrolytem.

Poznámka: Pro účely článku budu zaměňovat slova „akumulátor“ a „baterie“. Ve všech upskách jsou však vždy striktně vzato akumulátory – jsou dobíjecí. Baterie dobíjecí nejsou. Ale v hovorovém vyjádření se dost často používá označení „baterie – baterka“ i pro akumulátor. Znáte to: „Odešla mi baterka v autě“ a ne „Odešel mi akumulátor v autě.“

Kapacita akumulátoru se udává v Ah („Ampérhodinách“). Málokdy tento údaj najdete přímo na záložním zdroji. Většinou najdete jen typ akumulátoru a musíte pak hledat dále. Ale je to důležité! Pomůže nám to nejlépe určit či odhadnout, jak dlouho nám záložní zdroj bude dodávat elektrickou energie v době výpadku.

Teoretická doba zálohování

Pokud bude mít upska jednu 12V baterii o kapacitě 9Ah,  vydrží nám zálohování při zátěži 100W maximálně jednu hodinu. 9Ah je velmi často používaná kapacita v upskách. Jak jsem k tomu  času došel?

9Ah * 12V = 108 VAh ~ 108 Wh.

Praktická doba zálohování

Olověné (gelové) baterie samozřejmě nejsou dokonalé. Přesněji řečeno, žádné baterie nejsou dokonalé. Jejich kapacita klesá při rychlejším vybíjení a vzniká teplo. Rychlým vybíjením se myslí vybití baterie rychleji než za 10 hodin. To se v záložním zdroji děje! Baterie dostává při zálohování opravdu zabrat a je namáhána velkým odběrovým proudem. V našem případě při zatížení 100W  je to přibližně (100 / 12 = 8,5A). Nebudu daleko od pravdy, když řeknu, že užitná kapacita baterie při takovémto zatížení bude poloviční. 

Takže pokud naší upsku s baterií 9Ah zatížíme 100W, vydrží nám teoreticky 60 minut. Prakticky 30 minut s ohledem na nadměrné zatížení. V případě, že ji zatížíme dvojnásobnou zátěží je každému intuitivně jasné, že vydrží polovinu doby. Tedy 200W – 15 minut. 400W – 7,5 minuty. Samozřejmě ty časy pro každé zdvojnásobení zátěže budou ještě menší, protože tím budeme namáhat baterii o to víc.

Typy záložních zdrojů

Záložní zdroje se rozdělují na tři skupiny podle způsobu naběhnutí zálohování:

Offline – Dnes se již moc nepoužívá. Záložní zdroj sleduje napětí ze sítě. V případě jeho vypadnutí, po několika milisekundách přepne na výrobu napětí z baterie. Doba přepnutí je tak krátká, že spotřebiče překlenou výpadek bez vypnutí. To díky kondenzátorům v obvodech spotřebičů.

Line-Interactive – Záložní zdroj se „udržuje v pohotovosti“ a kopíruje hladinu vstupního napětí. V případě výpadku/poklesu vstupního napětí, dochází k okamžitému doplnění energie z baterií.

Online – Vstupní napětí se používá jen pro dobíjení baterií. Z baterií se neustále odčerpává energie do další části záložního zdroje, kde dochází k výrobě napětí pro spotřebiče. Tímto způsobem dochází k naprostému energetickému oddělení, nicméně je to vykoupeno větší spotřebou tohoto typu záložního zdroje.

Jiné dělení záložních zdrojů – podle výstupního napětí.
V elektrické síti máme střídavý proud  (napětí se sinusovým průběhem), avšak ne každá upska je schopna takovýto proud v době zálohování generovat.

Modif. Sinus – Některé levnější upsky negenerují sinusoidu, ale lichoběžníkový tvar. Pro spotřebiče typu počítač to příliš nevadí. Jedná se o levnější typy upsek.

Čistý sinus – Výstupní napětí je čistá sinusoida tak jak by se očekávalo i od elektrické sítě.

Jiné způsoby zálohování

Sami možná podvědomě cítíte, že zálohování ve stylu: Na vstupu 230V – uložím do 12V baterie – udělám výstup 230V. Ty následně trafem převedu na 12V (24V / 9V / 5V / 3.3V) pro počítač či modem, vytváří další a další ztráty při opakované konverzi. Existují i záložní zdroje, které neposkytují na výstupu 230V.  Ale poskytují rovnou výstup 12V nebo 24V. Možná si říkáte k čemu je to dobré. Váš router, pokud se nepodíváte na trafo, ale přímo na konektor, má většinou vstup napájení 12V. Takže ho můžeme napájet přímo a nemusíme provádět z baterií konverzi na 230V a zpět.

Při použití UPSky (DC UPS) pak si zajistíme o něco delší dobu zálohování, protože eliminuje ztráty převodem napětí.

Zálohování počítače

V první řadě doporučuji vyřešit záložní zdroj elektrické energie pro Váš počítač. Máte notebook? Můžete mít vyřešeno. Použití notebooku je dobré řešení, baterie v něm Vám může vydržet 4 až 10 hodin v závislosti na typu notebooku. A samozřejmě stavu baterie. Výpadek elektřiny většinou nastane v okamžiku, kdy se vám to nejméně hodí, tedy při téměř vybité baterii.

Pro zálohování počítače nám postačí jakákoliv UPSka (offline, line-interactive, online). Doba zálohování nebude příliš dlouhá s ohledem na kapacitu baterie.

Počítač můžete zálohovat i jinak než pomocí klasické upsky. Pokud bychom měli výše zmíněnou DC UPS, lze pořídit zdroje pro PC, které nemají na vstupu 230V ale očekávají 12V, 24V či dokonce rozpětí 10 – 30V apod. Stačí hledat třeba zdroj pro pc do automobilu nebo tzv DC/ATX zdroje. Viz Heuréka, nebo třeba zde.

Zálohování modemu, wifiny atd.

Pokud máte wifi někde u počítače, můžete ji zálohovat stejnou upskou. Pokud někde dále, můžete třeba natáhnout prodlužovací kabel od upsky a zajistit si tak zálohu. Někdy ovšem natažení kabelu brání místní podmínky. A jste tedy před situací pořídit další záložní zdroj pro router. Pokud budete zálohovat jen wifinu či modem, stačí vám ty nejslabší záložní zdroje a pro takovou malou zátěž vydrží.

Můžete také vyzkoušet například malou DC Upsku, nebo si zkusit sestavut vlastní. Na serveru mini-box.com naleznete obvody, ke kterým jen připojíte vstup ze zdroje, výstup pro router a baterii pro zálohování.

Pokud máte všechny aktivní prvky na jednom místě, nebo aspoň z jednoho místa pomocí PoE napájené, doporučuji pro síť zvolit kapacitní upsku. Buď klasickou na 230V nebo i DC variantu, zkoukněte si zda všechny prvky mají dc vstup.

TIP: Při zálohování modemu či wifi routeru pro příjem internetu se ujistěte, že váš provider má také svoji stranu dostatečně zálohovanou. Aby se vám nestalo, že vám vše poběží, ale nebudete se moci spojit s druhou stranou, protože bude mít výpadek. Nebojte se providera kontaktovat a zeptat se ho na dobu zálohování, solidnější společnosti vám rádi poskytnou tyto informace.

Pokud zapomenete vašemu wifi routeru odzálohovat připojení k elektřině, k internetu se nepřipojíte. Jako nouzovou záchranu můžete v případě výpadku použít váš mobil a nastavit v něm „hot spot“ – sdílení mobilního internetu. Vytvoří vám wifi síť a na tu se připojíte notebookem. Jen pozor na limit přenesených dat.

Jak zajistit ještě dobu zálohování

Jak docílit delší doby zálohování? První, co vás napadne je koupit záložní zdroj s baterií o větší kapacitě. Ano, to je správné řešení. Bohužel v jisté chvíli narazíte na cenový limit. Většinou mi totiž přijde, že se výrobci snaží o lepší maximální výkon než použití baterie s větší kapacitou. Dle mého názoru je to právě kapacita, co zákazníka nejvíc zajímá. A jak z toho ven? Dost obtížně.

Napadlo vás zapojit dva záložní zdroje za sebe? To moc fungovat nebude. Lepší bude rozdělit zátěž.  Monitor na jeden a počítač na druhý. Jenže spotřeba monitoru a počítače není stejná a tak dojde nejdříve k vybití jedné ups a druhá bude mít energii zbytečně. Pokud však chcete zálohovat dva počítače a televizi, doporučuji třeba pro každý počítač extra upsku a pro televizi také.

Ilustrace: Ukázka rozložení zátěže pro počítač a monitor na dva záložní zdroje

Zkuste se podívat po záložních zdrojích s externí baterií. V běžných počítačových e-shopech takové pravděpodobně nenajdete. A když najdete dodavatele takovýchto upsek, zase se vám nebude líbit cena řešením, která z tisíců skočí do desetitisíců.

Jste trošku domácí kutilové? Zkuste záložní zdroj otevřít! (Nejdřív jej vypněte a odpojte). K baterii vedou dva kabely. Pokud tyto kabely prodloužíte a připojíte k větší externě uložené baterii, třeba o kapacitě 33Ah, získáte 3 až 4 násobnou dobu zálohování oproti běžnému produktu. A takovou baterii pořídíte za rozumný peníz. Fungovat to bude! Není to vzhledově nejlepší řešení, ale finančně vychází opravdu nejlépe. Viděl jsem i podobné zapojení s 180Ah baterií. Tady bych se už bál, že dobíjecí obvod upsky nebude zvládat tak velkou baterii.

Co si tedy pořídit pokud nechci nic kutit?

Při nákupu záložního zdroje se vždy podívejte jestli má na výstupu klasické zásuvky (Eurozásuvka – IEC 320) nebo počítačové kolíky (IEC C13 10 A) . V obojím je 230V. Počítač v pohodě připojíte do obou konektorů pomocí vhodného kabelu, ale trafoadaptér do napájecí zdířky pro počítač nepřipojíte. Ano dá se udělat přechodka, ale ta v prodeji běžně není.

Pro zálohování počítače a monitoru na krátkou dobu můžete pořídit CyberPower BU600E-FR, obsahuje však jen baterie o kapacitě 5Ah takže vám delší výpadek nepřeklene. 

Pro zálohování modemů, switche, wifiny pokud je budu zálohovat druhou upskou zkuste levnou: APC Back-UPS ES 400. Má také klasické zásuvky a tak budete moc připojit napájecí adaptéry. Obsahuje baterie „RBC2“ která má kapacitu 7,5Ah.

Pro připojení více počítačů nebo delší doby zálohování musíte volit upsku s kapacitnější baterií. Můžete třeba zkusit EATON 5E 1500i USB  která disponuje 2x 12V 9Ah baterií, celkově tedy („18Ah“ při 12V) . Při 100W zatížení vám v praxi vydrží kolem 1 hodiny.

Dražší upsky se vám už zřejmě nevyplatí pořizovat. Jejich kapacita baterií je přibližně stejná. Liší se jen v dalších funkcích jako je signalizace na displeji, komunikaci s pc nebo sinusovým průběhem.

Vodítkem k počtu baterií, neboť údaje výrobců nejsou zřejmé, může být hmotnost upsky. Čím těžší je, tím více baterií v ní pravděpodobně bude. A tím vám bude déle zálohovat.

Chcete fakt extra dlouhou dobu zálohování?

Toto řešení je určeno pro „kutily“ a svojí kvalitou se vyrovná mnohým průmyslovým systémům. Za cenu přes deset tisíc získáte zálohování na dlouhé hodiny.

Doporučuji sestavit následující systém „DC Upsky“ na bázi 24V.
Budeme k němu potřebovat zdroj z 230V na 24V pokud možno průmyslový o vysoké efektivitě.
24V výstup zdroje připojíme k „odpojovači baterie“ Odpojovač má na starost:
– pomalé nabíjení baterie malým limitovaných proudem.
– v případě výpadku elektřiny hlídá stav baterie a nedovolí její vybití pod kritickou mez.

Za odpojovač připojíme kapacitní 24V baterii případně dvě 12V baterie v sérii.

Výstupních 24V můžeme rozvést ke spotřebičům a napájet je. Pokud spotřebič potřebuje nižší napětí (12V / 5V apod) je třeba pomocí DC/DC konvertoru napětí před spotřebičem snížit.

Nemá váš switch či router DC vstup a má jen AC 230V? Zkuste jej otevřít! Vevnitř se ukrývá zdroj a kablíkem připojený plošný spoj. Stačí se podívat na zdroj kolik dává voltů a místo původního AC/DC zdroje stačí pořídit vhodný DC/DC konvertor.

Systém můžeme ještě doplnit „elektronickou pojistkou / omezovačem proudu“, kdyby náhodou došlo k přetížení větví, aby byla každá větev včas odpojena a její přetížení nezpůsobilo přetížení celého systému.

UPSky nejsou věčné

Žádná upska vám nevydrží sloužit věčně. Počítejte s tím, že životnost akumulátoru je kolem 5 let a pak bude její kapacita výrazně klesat. Životnost akumulátoru také velmi zkracuje jeho vybíjení, pokud s upskou provedete cca 30 plných vybití, akumulátor bude také na konci své životnosti a jeho kapacita už bude výrazně nižší než při novém kusu. Akumulátory se dají v upskách při jejich vypnutí vyměnit. Jen některé průmyslové systémy umožňují výměnu baterie za chodu.

Shrnutí

Pro běžné zálohování počítače a modemu na krátkou chvíli stačí pořídit běžnou upsku. V případě, že máme modem od počítače daleko, budeme muset pořídit upsky dvě.

Pro trošku větší zapojení či delší dobu zálohování doporučuji použití DC ups systému, který eliminuje ztráty při konverzi napětí, ale člověk musí být už trošku „kutil“ aby si dokázal vše sám

Štítky: UPS, záložní napájení.