Scegliere gruppo di continuità (UPS) per PC e altri dispositivi

Se ci si trova in una zona dove si registrano frequenti sbalzi di tensione o l’erogazione della corrente viene spesso interrotta, l’esigenza di dotarsi di un gruppo di continuità o UPS (Uninterruptible Power Supply) diventa sempre più pressante.

Ma come scegliere il gruppo di continuità più adatto alle proprie esigenze? Quali sono le caratteristiche sulle quali porre maggiore attenzione?
E, inoltre, come calcolare per quanto tempo dura l’alimentazione di un gruppo di continuità?

Cos’è un gruppo di continuità e come funziona

Prima di correre subito ad acquistare un gruppo di continuità, è importante riassumerne il funzionamento.

Un gruppo di continuità altro non è che un “contenitore” che ospita, al suo interno, una o più batterie (di solito da 12 V), un alimentatore per la carica delle batterie, un raddrizzatore (che trasforma la corrente alternata, AC, in ingresso in corrente continua, DC) e, infine, un inverter che trasforma la corrente continua in corrente alternata utilizzabile dai dispositivi elettronici collegati a valle dell’UPS.
Nel caso in cui venisse meno l’erogazione della corrente elettrica, l’inverter del gruppo di continuità provvede a convertire la corrente continua erogata dalle sue batterie in corrente alternata.

Quali tipi di gruppi di continuità esistono?

Esistono essenzialmente tre tipi di gruppi di continuità (su Amazon ve n’è una vastissima scelta, a prezzi scontati): online o a doppia conversione, line interactive e offline.

I gruppi di continuità on line sono i più costosi, praticamente inutilizzati in ambito domestico e negli uffici, soprattutto in forza del loro costo che può essere doppio o triplo rispetto agli offline.
Questi gruppi di continuità convertono sempre la corrente alternata in ingresso trasformandola in continua andando costantemente ad alimentare batterie e carichi collegati. La conversione avviene sempre cosicché non ci sono momenti in cui le periferiche collegate sono alimentate direttamente dalla rete. Il vantaggio è che al momento di un blackout non vi è alcuna latenza tra la cessazione dell’erogazione elettrica e l’entrata in funzione dell’UPS.
La corrente, inoltre, viene automaticamente stabilizzata e la tensione raddrizzata ove ve ne fosse bisogno.
Oltre al costo, gli UPS online sono notevolmente ingombranti e consumano di più.

Un gruppo di continuità line interactive è un compromesso fra gli online e gli offline, di solito capace di garantire un ottimo rapporto qualità prezzo: il suo tempo di attivazione è generalmente pari a circa 5 ms, sufficiente per mantenere accesi i dispositivi collegati nonostante la mancanza di tensione per un brevissimo lasso di tempo.
La corrente in ingresso viene filtrata e riportata entro i valori attesi mediante AVR solo nel caso di variazioni importanti e quindi potenzialmente pericolose.
I gruppi di continuità line interactive sono i più indicati per gli utilizzi in ufficio, da parte delle piccole e medie imprese oltre che in ambito domestico.

Uno degli UPS APC di tipo line interactive che coniugano qualità e prezzo è questo (1400VA).
Più, performante, anche in termini di fattore potenza (vedere più avanti), questo (1500VA).
Salendo ulteriormente in termini di potenza in uscita (ben 1000W) mantenendo 1500VA, APC propone questo UPS decisamente più professionale che, tra l’altro, genera un’onda sinusoidale pura (vedere più avanti).

Tra i gruppi di continuità line interactive a onda sinusoidale pura, ottimo è il Riello Vision 1500VA 1200W.

I gruppi di continuità offline sono evidentemente i prodotti più economici: in questi casi la corrente in ingresso derivata dalla presa elettrica a muro va ad alimentare direttamente le periferiche, indipendentemente dal fatto che vi siano dei disturbi sul segnale o meno.
L’UPS entra in funzione (in circa 10 ms) solamente se la tensione esce da un intervallo predefinito oppure allorquando si verificasse un blackout.
Questi tipi di gruppi di continuità sono spesso riconoscibili anche per le loro fattezze “essenziali”: alcuni UPS offline, infatti, si presentano come una sorta di “multipresa” (o “ciabatta”).

In Europa l’energia elettrica viene distribuita sotto forma di corrente alternata sinusoidale anche se, all’atto pratico, quella che arriva ai carichi collegati a una presa a muro non è mai una sinusoide perfetta. Ciò può dipendere dalle cause più disparate: impianti vecchi, dispersioni, presenza di elettrodomestici che generano cali di tensione e disturbi.

Quando si sceglie un gruppo di continuità, quindi, è bene selezionare un prodotto capace di produrre una sinusoide pura in uscita (possibilità offerta dagli UPS online e dai migliori line interactive). Può andare bene anche una pseudo-sinusoide ovvero una sinusoide approssimata dall’UPS che “imita” la sinusoide con un segnale “a gradini”.

Assolutamente da evitare i gruppi di continuità di più bassa qualità che generano un segnale in uscita a onda quadra. Questi prodotti possono infatti creare non pochi problemi agli altri apparati elettronici collegati a valle, soprattutto con i dispositivi alimentati mediante l’utilizzo di un trasformatore.

Gruppo di continuità, come dimensionarlo correttamente

Qual è la potenza che deve poter erogare il gruppo di continuità? E per quanto tempo un gruppo di continuità riesce ad alimentare le periferiche ad esso collegate?

La potenza del gruppo di continuità viene di solito espressa in VA (Voltampere; unità di misura per la potenza apparente in un sistema in corrente alternata).
Dal momento che la potenza degli alimentatori e quella massima richiesta dalle periferiche viene descritta in Watt (W), è necessario operare una conversione da Watt a Voltampere o viceversa.

Il consiglio è quello di sommare tutti i consumi massimi in Watt dei dispositivi che si intendono collegare al gruppo di continuità e che continueranno così a funzionare anche in assenza dell’erogazione di energia elettrica dalla rete.
Un PC desktop, monitor compreso, generalmente può richiedere circa 450W di potenza. Se si sta usando un alimentatore, su PC, da 500W, però, non è detto che si debba necessariamente scegliere un gruppo di continuità da 500W perché si tratta del valore di potenza massima e il consumo energetico varia sulla base delle richieste istantanee dei vari componenti hardware del computer.

Per ottenere i VA necessari, si deve dividere il numero dei Watt richiesti dai carichi che si desiderano alimentare in caso di blackout per un fattore di potenza variabile.
Tale fattore di potenza (che equivale al rapporto tra la potenza attiva in Watt e la potenza apparente in VA) esprime l’efficienza del gruppo di continuità e dovrebbe essere sempre verificato esaminando le specifiche tecniche del dispositivo.
Il fattore di potenza è un numero compreso fra 0 e 1 ed è migliore, ovviamente, più si avvicina a 1.

Se si dispone di un computer dotato di alimentatore con PFC attivo, ossia in grado di rifasare tensione e corrente, è necessario utilizzare una tensione di alimentazione a onda sinusoidale pura. In questi casi è indispensabile orientarsi su un gruppo di continuità capace di erogare come tensione di uscita un’onda sinusoidale pura altrimenti si rischierà il danneggiamento dell’alimentatore. Il fattore di potenza sarà elevato, pari a 0,9.
Con un alimentatore a PFC passivo, invece, il fattore di potenza generalmente scenderà a 0,6.

Nel caso degli altri dispositivi elettronici che s’intendono collegare al gruppo di continuità, basta – ancora una volta – sommare i Watt che possono essere al massimo assorbiti.
In questi casi, si usa adoperare – per convenzione – un fattore di potenza pari a 0,7.

Di solito al gruppo di continuità è bene collegare almeno il modem router in modo tale che in caso di blackout non si perda temporaneamente la connessione Internet.
Nell’articolo Qual è il consumo energetico di un router WiFi? abbiamo visto come calcolare la potenza massima richiesta da un qualunque router wireless.
Di fatto, è sufficiente moltiplicare i valori di tensione e corrente riportati sull’etichetta applicata nella parte inferiore del dispositivo per stabilire la sua potenza massima in Watt.

In alternativa, per ottenere i VA, basta moltiplicare il numero di Ampere riportati sull’etichetta per la tensione nominale della linea (230 V).

Riassumendo, per calcolare i VA necessari e scegliere il gruppo di continuità con “cognizione di causa”, basta:

– Sommare il massimo assorbimento delle componenti dei PC da collegare all’UPS (valore espresso in Watt) dividendolo per 0,9 nel caso di alimentatori PFC attivi o per 0,6 nel caso di quelli passivi.
– Sommare la potenza massima in Watt delle altre periferiche da collegare (i.e. modem o router) e dividere per 0,7.

Per verificare l’assorbimento di ciascun componente elettronico da collegare successivamente all’UPS, simulando – nel caso di un PC – carichi di lavoro più o meno pesanti, è possibile acquistare un misuratore o wattmetro che aiuterà, ancora più semplicemente, a dimensionare il gruppo di continuità e a pensare anche in ottica di risparmio energetico.

Suggeriamo comunque di arrotondare per eccesso il valore in VA stimato prima di andare alla ricerca del gruppo di continuità più indicato per le proprie necessità.

Scegliere il gruppo di continuità con un “configuratore”

Riello, uno dei più famosi produttori di gruppi di continuità, offre un utile “configuratore online”, uno strumento che facilita la scelta del giusto UPS, da abbinare ai suggerimenti sin qui presentati.

Il configuratore online Riello UPS è uno strumento che è stato ideato per semplificare il dimensionamento dell’UPS con riferimento al campo di applicazione e alle condizioni di esercizio, permettendo ad installatori, progettisti o operatori del settore, di definire l’identikit del gruppo di continuità più idoneo in pochi e semplici passaggi.

Portandosi in questa pagina, è possibile indicare dove il gruppo di continuità sarà installato (e quindi per quali esigenze) quindi impostare la lista dei dispositivi da collegare (NAS e storage, computer, schermi, modem e router, stampanti,…).
Il configuratore Riello consta di un database di periferiche abbastanza ricco: in questo modo si possono definire subito i dispositivi da collegare e ottenere suggerimenti sul dimensionamento dell’UPS.

L’applicazione web proposta da Riello richiede anche qual è l’autonomia necessaria, con la possibilità di inserire un margine di sovradimensionamento per una potenziale futura crescita dell’utenza.

Uno strumento molto simile è fornito anche da APC: basta collegarsi con questa pagina e scegliere se si volesse configurare il gruppo di continuità in base ai carichi da gestire o sulla base dei dispositivi che verranno ad esso collegati.

Sia il configuratore di Riello che quello di APC constano di un database con i dati sui consumi di alcuni tra i principali prodotti di brand differenti. In questo modo i due strumenti aiutano a dimensionare ancora più efficacemente il gruppo di continuità.

Autonomia del gruppo di continuità: per quanto tempo l’UPS può alimentare le periferiche collegate?

Fino ad ora abbiamo parlato di potenze trascurando però un aspetto fondamentale: per quanto tempo il gruppo di continuità alimenta i dispositivi elettronici ad esso connessi?

Il dato relativo all’autonomia del gruppo di continuità, alla potenza indicata, è espresso nelle specifiche tecniche. In ogni caso, maggiore è il wattaggio del gruppo di continuità e per più tempo i dispositivi collegati potranno essere alimentati.

I gruppi di continuità sono infatti di solito dimensionati per dare modo agli utenti di spegnere normalmente i sistemi protetti o comunque per superare brevi blackout.

Se si vuole contare su un’autonomia prolungata nel tempo (fino a una, due ore o più) sono necessari pacchi aggiuntivi di batterie, ed eventualmente la scelta di un gruppo di continuità sovradimensionato, così come accennavamo in precedenza.

L’autonomia del gruppo di continuità è direttamente proporzionale alla capacità delle batterie montate nell’UPS stesso e, di conseguenza, impatta in maniera incisiva sul costo finale del prodotto.

Quando si confrontano gruppi di continuità diversi, quindi, è bene tenere presente il valore dell’autonomia indicato dal produttore solo se seguito dal valore di potenza cui è stato misurato (esempio: autonomia 20 minuti a 50% P_max).

Il suggerimento è quello di controllare sempre con la massima attenzione quanto riportato nelle specifiche tecniche: un esplicito riferimento alla tipologia e alla quantità delle batterie montate nel gruppo di continuità (esempio: 8 x 12V-7Ah) sono indice di serietà del produttore.

Scegliere il gruppo di continuità: l’importanza di ingressi e uscite

Oltre alle caratteristiche sin qui prese in esame, prima di scegliere il gruppo di continuità, è bene focalizzarsi anche sugli ingressi e sulle uscite che sono presenti.

Il mercato offre infatti UPS dotati sia di connettori IEC 320 C13 (come quelli che si trovano sull’alimentatore dei PC) sia di prese Schuko (acronimo di Schutz-Kontakt, a sua volta contrazione del termine tedesco Schutzkontakt (“contatto di sicurezza”, in italiano).

Per collegare le periferiche a una presa Schuko non si hanno solitamente problemi mentre qualche difficoltà può derivare dalla presenza di connettori IEC 60320.
In questo caso, potrebbe essere necessario acquistare un adattatore come questo oppure una multipresa anch’essa con connettore IEC (un esempio).
In alternativa è possibile acquistare per pochi spiccioli un connettore IEC in qualsiasi negozio di elettronica così da sostituire la presa tradizionale presente su una comune multipresa (al pin centrale del connettore IEC va collegato il filo di terra).

Alcuni UPS permettono di proteggere anche telefoni e fax mediante connettore RJ-11 o il modem router. Altri ancora, attraverso una porta Ethernet o USB consentono di gestire i parametri del gruppo di continuità da un qualunque sistema connesso.
Grazie alla presenza di un display LCD, in alcuni casi è possibile leggere i vari parametri nella parte frontale dell’unità.