Güç Kaynaklarında Verimlilik ve 80+ Sertifikasyon Programı

Merhaba, bu yazı güç kaynaklarında verimlilik unsuru ve çok fazla duyduğumuz 80+ sertifikasyon programı hakkında merak edilenler üzerine soru-cevap havasında bir yazı olacak. Yazıyı hazırlarken farklı kaynaklardan öğrendiklerimi bildiklerimle harmanladım. Okuyacağınız için şimdiden teşekkür ederim.

Verimlilik nedir?

Verim, en basit haliyle elde ettiğimiz gücün harcadığımız güce oranıdır. Fizikte η(Eta) harfi ile gösterilmektedir. Peki, bunu güç kaynaklarına uyarlayacak olursak nasıl bir ifade kullanabiliriz? Şöyle ki, prizden çektiğimiz enerjinin ne kadarını sisteme verebiliyoruz? İşte sorunun cevabı burada ortaya çıkıyor, sistemimize verebildiğimiz gücün prizden çekilen güce oranı verimlilik demektir. Burada bir soru ortaya çıkmış oluyor. Sistemimize veremediğimiz güç nereye gidiyor? İşte bu da güç kaynağının fanının bertaraf etmesi gereken ısıdır.

Power Factor ve Power Factor Correction(PFC)nedir?

Güç faktörü görünen gücün(P) gerçek güce(S) oranıdır. Bu değer en kötü durumda 0'a kadar esneyebilir, işin bir de negatif yönü var ancak oraya değinmek pek doğru olmayacaktır. Bu değer 0 olursa bir iş yapılmamış olur. Peki görünen güç ve gerçek güç dediğimiz kavramlar ne anlama geliyor?

Görünen güç, bizim kullanabildiğimiz güçtür, S ise şebekeye geri döner, ancak biz P'yi elde edebilmek için S'i şebekeden çekmek zorundayız. Yani bu güç değeri artarsa ne olacak bir düşünelim. Faturalar kabarmıyor merak etmeyin, çünkü ev kullanıcıları olarak sadece görünen güce fatura ödüyoruz Şebekeden daha fazla güç çekip aynı gücü(aynı P'yi) kullanacak olmak şebekeyi zorlayacak, daha kaliteli transformatörler, daha kalın ve kaliteli kablolar, daha pahalı bileşenler kullanılmasına sebep olacak. Örneğin şebekeden 1000W çektik ancak 500W kadarını kullanabildik, bu PF değerinin %50 olduğunu gösterir, ki bu da çok iyi bir durum değil görüldüğü üzere. Çektiğimiz gücün yarısı şebekeye geri dönmüş oluyor. Biz bu nedenle güç kaynaklarında bu güç faktörünü düzelten bir devreye ihtiyaç duyuyoruz. Bu devrede şebekeye bindirilen gücün azaltılmasını sağlamış oluyor. Ya, bir tane 300-400 Watt güç çeken bilgisayarım var, benim şebekeye bindireceğim yükten ne zarar gelir diye düşünebilirsiniz, haklısınız. Bu PFC'nin asıl önem kazandığı yerler ise sanayi tesisleri veya yüzlerce bilgisayarın olduğu ofisler veya işletmeler oluyor. Bu noktada güç faktörü önem kazanmış oluyor haliyle.

Günümüzde gördüğümüz hemen hemen bütün güç kaynaklarında ise bu devreyi görüyoruz, bunun sebeplerinden biri de AB ülkelerinde güç kaynakları için PFC özelliğinin şart koşulmuş olmasıdır. İki tür PFC devresi vardır, pasif PFC ve aktif PFC. Aktif PFC'li güç kaynaklarında PF değeri 0.99'a kadar çıkabiliyor, bu da ulaşılmak istenen değer olan 1'e çok yakın. Pasif PFC devrelerinde ise 0,5 ile 0,7 arasında değişiyor PF oranı.

Aktif PFC devreleri, yapıları gereği bir miktar gücü ısıya dönüştürecektir, bu ise verimliliğin %1 civarı düşmesi anlamına gelir genel itibariyle. Bu devrelerin tek amacı şebekeden gelen gücü düzenlemektir, voltaj regülasyonuna herhangi bir etkisi yoktur. Aynı verimlilikte olduğu gibi kalite ve stabilite için bir ölçüt belirtmez.

Biraz ucunu kaçırmışız, ana konumuz verimlilikti değil mi? Haydi kaldığımız yerden devam edelim PF ile ilgili bilinmesi gerekenler bunlar.

Intel ATX standartlarında nasıl gereksinimler belirlemiş?

Verimlilik verimlilik diyoruz da verimlilik değerlerinin belirli yük değerleri var, örneğin bir güç kaynağının Intel tarafından belirtilen ATX standartlarını karşılayabilmesi için tam yükte %70, yarı yükte %72 ve yüzde 20 yük altında %65 verimlilik değerlerini minimum olarak karşılaması gerekiyor. Bu değerler günümüz için komik geliyor, ancak bir alt sınır olarak düşünebilirsiniz.


Resme tıkladığınızda karşınıza çıkan belgenin 29. sayfasında bu tabloyu bulabilirsiniz.

Bir de Energy Star tarafından önerilen verimlilik değerleri var, ona da bu dokümantasyonda yer verilmiş.

Yine aynı belgenin 30. sayfasında.


Bu tabloda da CEC'nin belirlerdiği gereksinimler ifade edilmiş. 31. sayfada bulabilrisiniz.

Tabii günümüzde böyle yüzdelikli değerlerle değil, "metal" sertifikalarla ifade ediliyor verimlilik değerleri. Buna da bir sonraki soruda değineceğiz.

80+ nedir?

Ecos Consulting tarafından 2004 yılında çıkarılan daha düşük güç tüketimi ve daha az ısı kaybı, buna bağlı olarak da daha yüksek verimliliği teşvik eden bir organizasyondur. İlk 80+ PSU Seasonic tarafından piyasaya sürülen SS-400HT modelidir.


Seasonic SS-400HT modeline ait bazı görseller.

Sürprizbozan: SS-400HT test raporu

https://clearesult5.sharepoint.com/sites/PLS/Shared%20Documents/Forms/AllItems.aspx?id=%2Fsites%2FPLS%2FShared%20Documents%2FSeasonic%5FSS400HT%5F80Plus%5FReport%2Epdf&parent=%2Fsites%2FPLS%2FShared%20Documents&p=true&originalPath=aHR0cHM6Ly9jbGVhcmVzdWx0NS5zaGFyZXBvaW50LmNvbS86Yjovcy9QTFMvRWFPR294YzRXbnhOcjFFNk55c2xkM2dCOFZ0bWdHTUZaNzc5ZDRZc0RVQjVfUT9ydGltZT1tQ19xZnh6UjJFZw

2006'da Energy Star, 4.0 olarak bilinen gereksinimlerine 80+ sertifikasyonunu ekledi.
Yine aynı yılda HP ve DELL, güç kaynaklarını sertifikalandırmaya başladı, 2007 yılına geldiğimizde ise artık bir pazar standardı haline gelmişti.
2008'de Bronze, Silver ve Gold sertifikaları eklendi, 2009 yılına geldiğimizde Platinum sertifikası çıktı.
Üç yıl sonra, 2012'de ise Dell ve Delta Electronics, ilk 80+ Titanium sertifikalı sunucu güç kaynağını çıkardı.

Günümüzde ise standart bir müşterinin güç kaynaklarında aradığı ilk özelliklerden biri durumunda.

Plugloadsolutions'ın belirlediği gereksinimler neler?

Evet, şimdi hepimizin bildiği kısma gelelim, Silver'dan, Gold'dan bahsedelim biraz da.

Evet, görelim bu değerler ne anlama geliyormuş:


Kısaca özetlemek gerekirse bu şekilde, tabloda yedekli güç kaynaklarına yer vermedim. Verimlilik kısmı zaten tabloda açıkça görünmekte, plugloadsolutions ilgili sertifikanın gereksinimlerini karşılayan üniteleri sertifikalandırmış oluyor.

Plugloadsolutions'ın verimlilik testlerinde izlediği metodoloji nedir?

Şimdi, gelelim işin önemli kısmına. Yabancı sitelerin en çok eleştirdiği noktalardan birisi metodoloji. Titanium haricindeki sertifikalarda sadece üç farklı yük değerinde test yapılıyor malesef ki. Bu ise yetersiz denebilecek bir durum, laboratuvarlarda kullanılan yük test cihazları güç kaynağına sabit bir yük uygulayabilir, ancak herhangi bir parametredeki ufak bir değişim bile verimliliği önemli ölçüde etkileyecektir. Bundan dolayı bu değerleri bir program ile takip etmek çok daha iyi sonuçlar alınmasını sağlayacaktır. Örneğin Tomshardware testlerinde(Aris) voltaj ve akım değerleri "Faganas ATE" adını verdikleri Delphi tabanlı özel bir yazılım ile sürekli izleniyor.


Verimlilik ölçümlerinde yaklaşık 1600 farklı yük kombinasyonu oluşturuluyor, haliyle bunları insan eliyle ölçmek de epeyce zorlaşıyor. İzleme programı kullanılmasının bir sebebi de bu.

Gelelim ölçümlerin yapıldığı sıcaklık değerlerine. 23 derece celcius(5 derecelik farklar ile) aralığı verilmiş. bu ise testin 18 derecede yapılma ihtimalinin olduğu anlamına geliyor. kasa içi sıcaklıkların çok daha yüksek olacağını göz önünde bulunduracak olursak bu sıcaklık değerlerinin biraz daha yüksek değerlerde tutulması gerekli. Benim fikrimce 30 derece gibi değerler ideal. Tomshardware bu testleri önceden 45 derece sıcaklıklarda bile yapmış, sonradan ise 30-32 derece aralığına düşürmüşler.

5Vsb kanalının test edilmemesi de eleştirdiğim bir durum. Aris, 5Vsb kanalının verimliliğinin düşük olduğu Platinum sertifikalı ünitelerle karşılaştığını söylüyor. Bekleme sırasında çoğu güç buradan gelir ve "vampir güç" olarak tabir ettiğimiz bir güç kaybına sebep olur. Bu sebeple bu rayın da en azından belli bir verimliliği karşılaması gerekir.

Test ekipmanı da bu laboratuvarlara göre yetersiz görünüyor, en garip kısmı ise güç girişi için sadece bir UPS kullanılması, PSU'nun dalgalanmalardan etkilenmemesi için bir AC kaynağı kullanılmaması ilginç.



Testler güvenilir ve yeterli mi?
Testler güvenilir denebilir ama yukarıda bahsettiğim durumlardan dolayı eksik unsurları var, dünya çapında bir kuruluşun test metodolojisini biraz daha iyileştirmesi güzel olurdu.

Titanium sertifikası için neden ek bir gereksinim(yüzde 10 yükte verimlilik ölçütü) var?

Bu ölçütün sebebi bilgisayarın günlük kullanımda çok az güç çekmesine, ve buna bağlı olarak da verimliliğin düşük tutulmasının önüne geçmek içindir. Minimum gereksinimlerde ATX standatları yüzde 20 yük için %65 verimliliğe kadar müsaade etmişti hatırlarsanız, yüzde 10 yük için de bir ölçüt olsaydı muhtemelen çok daha düşük olurdu.
Yüzde 10 ek verimlilik gereksiniminin getirilmesi güzel ancak yine yetersiz bir durum var burada. Piyasada rastladığımız Titanium sertifikalı PSU'lar 1000W'tan yüksek kapasitelere sahip oluyorlar genelde. 1000W için düşünecek olduğumuz zaman bile 100W boşta çekilen güç için fazla bir değer. Bu testlerin de 20W civarı seviyelerin hesaba katıldığı yük yüzdelerinde yapılması gerekli diye düşünmekteyim.

80+ Silver üniteler neden yaygın değil?

Aslında bu sorunun cevabı basit, performans/fiyat oranının en yüksek olduğu birimler genellikle Gold sertifikalı üniteler olurken, bütçe sınıfına hitap edenler ise Bronze sertifikalı oluyor. Üreticiler de haliyle bu iki seviye için üretim ve sınıflandırma yapmayı daha doğru buluyor.

Üreticilerin yapılan testleri manipüle etme imkanı var mı?
Evet, maalesef ki bu durum da ihtimal dahilinde. Bunu testleri yapanlara para teklif ederek yaptıklarını düşünmeyelim hemen Üreticiler bunun için genellikle iki farklı yönteme başvururlar.

• Sadece test ünitesi için yüksek kalite bileşenler kullanan özel bir ünite oluşturmak. Bu en çok bilinen yöntemdir, çünkü satışa çıkacak ünite için herhangi bir test yapılmayacaktır.
• Aynı ünite üzerinde daha kaliteli lehimler kullanmak, bobinlerin bakır iplik sayılarını arttırmak gibi yükseltmeler yapmak, bu da teste gönderilecek numunenin belli kısımlarının geliştirildiği bir durum.

Sahte sertifikalı ürünlerden nasıl korunabiliriz?

Piyasada aslında verimlilik sertifikası olmayıp da 80+ olarak pazarlanan ürünler görüyoruz. Bunlardan korunmanın en iyi yolu, 80+ sitesinin veritabanı üzerinden ürünün sertifikası olup olmadığını kontrol etmektir.


Bu testler üreticilere ne kadara mal oluyor?

Plugloadsolutions'ın sayfasına girip baktığımızda bilgisayarlarımız için kullandığımız güç kaynaklarında 6000 dolar gibi bir miktardan bahsedilmiş. Örneğin elimizde RM750i şeklinde bir model olsun, aynı ürünün güç olarak farklı varyantları için de tekrardan ödeme yapmak gerekiyor. Yani RM850i, RM1000i gibi modeller için ayrı ayrı ödeme yapmak gerekli. İşin bir boyutu daha var, eğer hali hazırda 80+ sertifikası olan bir ürünü OEM'inden alan bir marka, o ürünü sertifikalandırmak isterse 3500 dolar gibi bir miktar ödemek zorunda. Bu ücretlerin eskiden biraz daha düşük olduğunu biliyoruz, bu da haliyle küçük ölçekli üreticileri olumsuz etkiliyor.


Testlerin daha doğru sonuçlar vermesi için nasıl bir yol izlenmeli?
Bu konuda daha profesyonel olanlardan yardım alınabilir diye düşünüyorum, üreticilerden o kadar para alan bir kuruluş test ekipmanına biraz daha fazla yatırım yapabilmeli sonuçta.

Sonuç

Yazının iki farklı sonucu olacak, birincisi; güç kaynaklarında verimlilik unsuruna özellikle de ofis ve büro gibi yerlerde dikkat edilmesi gerektiği üzerine. Hatta ve hatta bir ev kullanıcısı için de oldukça önemli bir durum olduğu açıktır.

İkincisi ise plugloadsolutions tarafı Her ne kadar güç kaynağı alırken baktığımız değerler olsa bile bu kuruluşun yaptığı testler, mükemmel olmaktan uzaktır, eksikleri vardır, bunların düzeltilebilmesi PC tutkunları açısından çok daha iyi olacaktır.

Rehberimi okuduğunuz için teşekkür ederim