オンラインUPSとオフラインUPSの主な違い

オンラインUPSがどのようにして継続的かつリアルタイムの電源保護を提供するか

オンラインUPSシステムは、電源の供給を途切れさせないために二重変換技術に依存しています。このシステムは交流電源を取り込み、直流に変換した後、再び交流に変換する仕組みです。Vertivが昨年行った研究によると、この構成により、電源間の切り替え時にまったく遅延が生じません。このような信頼性は、病院やデータセンターなど、わずかな停電さえ許されない設備にとって非常に重要です。また、これらのシステムは、接続された機器に損傷を与える可能性のある厄介な電圧スパイクや電気的干渉も除去します。さらに、Vertivの2023年の電源調整に関する調査から興味深い事実が明らかになりました。その調査結果では、このようなタイプのUPS装置が、大企業環境における電源問題によるハードウェア障害の約99.6％を防止していることが示されています。

オフラインUPSの通常運転時および停電時の動作方法

オフラインUPSシステムの多くは、すべてが順調に動作しているときはスタンバイモードで待機しており、通常の電気をそのまま接続された機器に供給します。しかし、電圧の急激な低下や停電が発生した場合、これらの装置はほぼ瞬時に作動し、 バッテリー コールラーが昨年行った研究によると、約4〜8ミリ秒以内にバックアップ電源に切り替わります。このわずかな遅延は、ルーターやプリンターなどの家庭用機器にはほとんど影響しません。このシステムは省エネにも重点を置いており、効率は95％からほぼ98％の範囲です。停電が短時間であれば大きな問題にならない、比較的電力供給が安定している環境で使用する場合、このようなオフラインモデルは経済的かつ環境的にも賢い選択となります。

主要な技術的違い：切り替え時間、出力波形、効率

オンラインUPSシステムはオフラインモデルよりも約15%多くのエネルギーを消費しますが、その優れた保護機能により、高リスク施設において毎年74万米ドルの機器交換コストを削減することができます（Ponemon 2023）。判断のポイントは、運用上の重要度と予算制約とのバランスを取ることです。

オンラインUPSシステムによる敏感なITインフラの保護

データセンター、病院、通信施設など、停電が全く許されない場所では、オンラインUPSシステムがこうした危険な単一故障点を解消します。これらのシステムは、停電が実際に発生するまで基本的に何もしないオフラインタイプとは異なります。オンライン型の装置は昼夜を問わず常に incoming power を安定化させ、厄介な電圧スパイクや、奇妙な高調波ひずみ、周波数の不安定さを抑制し続けます。2023年にポーネマン研究所が行った研究によると、このような継続的な保護により、ビジネス環境における「汚れた電力（dirty power）」による機器故障の約3分の2が防止されています。ほぼ完全な稼働率が求められるサーバーファーム、あるいはごくわずかな電力低下でも患者にとって災難を招く可能性がある医療機器を考えてみてください。そのため、一切のダウンタイムが許されない運用において、このような常時防御機構を持つことが極めて重要になるのです。

ゼロトランスファータイム：電源の継続性においてミリ秒が重要な理由

ゼロトランスファータイムを実現するオンラインUPSシステムは、わずかな停電でも莫大な損失が生じる業界において極めて重要です。例えば、昨年の『金融インフラレポート』によると、高頻度取引プラットフォームではシステムが1ミリ秒停止するごとに約74万ドルを実際に失っているのです。半導体製造メーカーも同様に、短時間の停電によって生産ロット全体を廃棄せざるを得ないという悩みを抱えています。オフラインUPSシステムは通常4〜8ミリ秒の遅延があり、一般のデスクトップコンピュータには問題ありませんが、工場内の精密機器や病院の生命維持装置など、絶対的な連続運転が求められる用途では十分とは言えません。

エンタープライズ環境におけるオンラインUPSの総所有コスト（TCO）と投資利益率（ROI）

オンラインUPSシステムは初期コストが35〜50%高いものの、重要な業務においては長期的な節約効果により投資が正当化されます。10年間のライフサイクルを通じて、企業は以下のようなメリットを得られます。

• 放電サイクルの回数が少ないため、バッテリー寿命が24%長持ち
• 最適化された効率により、エネルギー費用が18%低減
• 予期せぬ停止による費用を92%削減

病院や金融機関では、サービスの中断を回避できたことによる恩益だけで、通常26か月以内に投資回収（ROI）を達成しています。

低リスク環境におけるオフラインUPSの実用例

家庭办公室や小規模ビジネスの機器向けの費用対効果の高いバックアップ電源

電力網が比較的安定している場所では、オフラインUPSシステムは高価なオンラインモデルのほんの一部のコストで、重要だがミッションクリティカルではない機器を保護できる。多くの小規模企業は、1～50kVAのオフラインモデルを採用することで、高価なオンラインモデルと比較して40％から60％の節約になっていることがわかっている。これらの予算に優しい選択肢でも、短時間の停電時にPOS端末やネットワーク機器を確実に保護する性能を持っている。業界の調査によると、こうしたシステムのほとんどは通常5～15分程度のバックアップ時間を提供できており、短時間の停電のうち100回中89回程度は適切なシャットダウン手順を完了できるだけの時間を確保できる。パッシブ設計であるという特徴から、以下のような状況に特に適している…

• コンピューターやWi-Fiルーターを保護する家庭オフィス
• 単一レーンのPOSシステムを運用する小売店
• 基本的な電子カルテを維持する医療機関

エネルギー効率は大きな利点です。オフラインモデルは常時オンのモデルに比べて最大30％の電力消費を削減でき、運用コスト削減の目標を支援します。

安定した電力網の供給により高度なUPS機能の必要性が低下する場合

年間3回未満の停電しか発生しない地域（2024年の公益事業報告書によると、米国の商業地区の87％に該当）では、高度な電源調整機能はしばしば不要です。オフラインUPSシステムは、シンプルな操作と最小限のメンテナンスで基本的な電源継続性を確保し、以下の用途に適しています。

• 10分未満のバックアップが必要な住宅用セキュリティシステム
• すでにバックアップ発電機を備えている教育施設
• 作業照明など、感度の低い工具を使用する小規模なワークショップ

低リスクユーザーの92％が標準的なオフライン機能で十分な性能を報告していることから、オンラインUPSの機能が使われないような環境では、これらのシステムが実用的であることが証明されています。

負荷時の性能：電力ストレス下におけるオンラインUPSとオフラインUPSの比較

長時間の停電中における電圧の安定化とクリーンな電力出力

オンラインUPSシステムは、ダブルコンバージョン技術を採用しているため、数時間にわたる停電中でも±1〜3％程度の範囲で電力を安定させ続けます。この方式により、危険な電圧降下やサージの発生を防ぐことができます。これにより、バッテリーを単に起動するだけのオフラインモデルと比べて明確な優位性を持っています。オフラインモデルではリアルタイムでの電圧制御が不可能です。2024年の最近の報告書によれば、オンラインUPS装置を導入した施設では、6時間以上連続して停電が発生した際に、古いタイプのオフラインシステムを使用していた場所と比較して約92％少ない割合で障害が発生しました。

拡張性および現代の電源管理システムとの統合

オンラインUPSによるスマートモニタリング、SNMP、IoT統合のサポート

今日のオンラインUPSシステムは、SNMPやさまざまなIoTプラットフォームなどの産業用プロトコルに接続することで容易にスケーリングが可能です。これらのシステムにより、運用担当者はネットワーク内の各拠点における電源品質、バッテリー状態、負荷状況を追跡できます。これは複数の拠点で事業を展開する企業にとって非常に重要なことです。優れたモデルでは、システムのその時点でのニーズに応じて性能を自動的に調整します。さらに、昨年の『エネルギーインフラレポート』によると、監視機能のない旧式の構成と比較して、予測分析機能により予期せぬシャットダウンが約32％削減されるというメリットもあります。

ネットワーク化または拡張可能な環境でオフラインUPSが不十分な理由

ほとんどのオフライン式UPS装置は内蔵通信ポートを備えておらず、ビル管理システムや最近見かけるエッジコンピューティング環境に接続するのが困難になります。これらは基本的に異常が発生するまで何もしないで待機しているだけなので、管理者は停電トラブルに気づくのがシステムダウン後になってしまうことが多いです。企業が複数の拠点にまたがってこれらの装置を導入する場合、すべての装置を個別に手動で設定する必要があります。昨年のデータセンター運用に関する調査によると、このような手動設定は中央集中型のオンラインUPSシステムを管理する場合と比べてITスタッフの作業時間約60%多くかかっています。さらに、適切な制御メカニズムや統合されたバックアップ計画がなければ、こうした古いタイプのオフラインシステムはスマートグリッドや大規模ビジネスネットワークにおいて深刻なセキュリティ上の脆弱性を生み出します。