UPS（無停電電源装置）の必要性や費用対効果のイメージとは？工場を例に解説！

私たちの生活に必要なありとあらゆる製品を，国内外で生産する工場。近年機械化や自動化が進む工場では，安定した電源供給の重要性が増し，工場での生命線とも言えるようになってきました。

本記事では，UPSが必要な理由や目的別に必要なUPS，費用対効果について，工場を例に解説していきます。

1. UPS（無停電電源装置）が必要な理由とは？

UPSはご存じの通り、「もしも」の停電や，電源トラブルの際に安定した電源供給を行う「保険の役割」を果たす装置です。しかし，現代の日本で生活をしていて，長時間の停電に遭遇することなどめったにないように感じるかもしれません。

それなのになぜ，費用をかけてまでUPSを設置する必要があるのでしょうか？

年に十数回も発生!?停電の一種，瞬低とは

瞬低とは

実は停電とは，みなさまが想像するような「長時間電気が供給されない」という状態だけを指すのではありません。停電のなかには，「瞬低（瞬時電圧低下）」と呼ばれる0.02秒～2秒の短時間の電圧低下が発生するものや，「瞬停（瞬時停電）」と呼ばれる，1分未満の電力停止も含まれます。そして精密な装置やデータを扱う工場では，わずかな瞬低でも非常に大きな影響を受けてしまいます。

停電と瞬低の頻度

2021年度の東京電力の1軒あたりの停電回数は0.1回^※1でした。一方瞬低については，多い地域では月に１回も発生していると言われています。つまり長時間の停電は10年に1回程度しか遭遇しなくても，瞬低であれば地域によってはかなり頻繁に遭遇していることになります。

※1 出典　1軒あたりの停電回数｜数表でみる東京電力

工場では…瞬低でも大きな影響を受ける，データや生産品

普段の生活では気づきもしないような「瞬低」でも，精密な装置やデータを扱う工場では，とても大きな影響が出てしまいます。例えば瞬低によって1秒未満電圧が低下しただけで，生産品に大きな影響が出てしまい，億円単位の損害が発生することもあります。また同じく検査装置が止まってしまい，検査のやり直しなどの手間と費用が発生する場合もあります。

以上のように，長時間の停電はもちろんのこと，頻繁に発生する瞬低に備えるためにも，工場へのUPSの設置はとても大切だということがわかります。

2. 必要なUPS（無停電電源装置）を選ぶには？選び方の基本とは

世の中にはとてもたくさんの種類のUPSがありますが，みなさまの工場に必要なUPSはどういったものなのでしょうか？UPSを選定する際に最も大切になる3つの手順についてご説明します。

手順 1. バックアップ対象装置を決める

UPSを設置することによって何を停電などの電源トラブルから守りたいのか，その目的を明確にします。その目的に沿って，UPSでバックアップする対象装置を決定します。

例えば工場で扱う「データ」を停電による喪失から守りたいのであれば，PCやサーバ，ネットワーク機器や検査装置などをバックアップする必要があります。一方，工場で生産された「製品」を電源トラブルによる「不良」などから守りたい場合には，生産設備や製造ラインなどをバックアップする必要があります。

手順2. 容量での選び方

UPSでバックアップ（電力を供給する）対象装置を決めたら，UPSの容量を選びます。バックアップ対象装置の「消費電力」をまかなえる「定格出力容量」を持つUPSを選定する必要があります。

手順3. バックアップ時間（保持時間）での選び方

停電や瞬低時に，「どのくらいの時間，電力を供給する必要があるのか？電力を供給している間に何をおこないたいのか？」という観点で，バックアップ時間を選びます。

その他+αの選定要素として，「給電方式」や「バッテリーの種類」などで，自社工場に最も適したUPSを選定します。

詳細ページ：UPS（無停電電源装置）の選び方を解説！容量やバックアップ時間など

3. 工場に必要なUPS（無停電電源装置）とは？

「容量」と「バックアップ時間」を踏まえて，みなさまの工場に必要なUPSはどういったものになるのでしょうか。くり返しになってしまいますが，UPSを設置することによって何を停電などの電源トラブルから守りたいのか，その目的によって，必要なUPSは大きく異なります。

以下の例にて「停電や瞬低から何を守りたいか？」の用途ごとに，必要なUPSのイメージを，いくつかご紹介します。またUPSの費用や効果をイメージいただきながら，ご覧ください。

4. 用途1 ：停電，瞬低から「生産設備，生産品」を守るために必要なUPSと，想定される被害例

停電や瞬低によって，工場の生産設備の稼働に影響が出た場合，生産品への影響や被害などは，どのようなものが想定されるでしょうか。またそれを防ぐにはどんなUPSが必要なのでしょうか？

3Dプリンターが瞬低により停止した例

被害例

• ・車両部品の製造工場で瞬低が発生。
• ・試作品造形のために夜間稼働していた3Dプリンターが，10時間停止した。
• ・短納期案件にも関わらず納期が遅延。
• ・後の行程に関わる多数の会社に影響を与えてしまい，大きなクレームにつながった。

必要なUPSのイメージ

• ・UPSの容量：5～10kVA
• ・精密な機械のため，瞬低があっても無瞬断で品質の良い電力を供給し，装置に悪影響を及ぼさない「常時インバータ給電方式」のUPS。
• ＊費用感については，お気軽に当社までお問い合わせください。

生産設備が瞬低により停止した例

被害例

• ・通信機器の工場で瞬低が発生。
• ・生産機器が停止した。
• ・この生産機器は再立ち上げに最大24時間かかる。
• ・納期遅延とともに，生産量にも影響が出てしまった。

必要なUPSのイメージ

• ・UPSの容量：50kVA
• ・給電品質にはこだわりながら，コストも極力抑えることができる「パラレルプロセッシング給電方式」のUPS。
• ＊費用感については，お気軽に当社までお問い合わせください。

製造ラインで瞬低が起こった例

被害例

• ・精密機器の製造工場で瞬低が発生。
• ・ライン自体の運転に支障が出た。
• ・製造工程にあった仕掛品をすべて破棄しなければならなくなった。
• ・億円単位の損害が発生した。

必要なUPSのイメージ

• ・UPSの容量：100kVA
• ・生産品がとても高価なので，絶対的な給電品質と信頼性が求められるため，給電品質にこだわった「常時インバータ給電方式」や，万が一UPSに故障が起きても安心な「並列冗長構成のUPS」がおすすめ。
• ＊費用感については，お気軽に当社までお問い合わせください。

必要なバックアップ時間について

必要なバックアップ時間は，以下のような観点で考える必要があります。

• ・頻繁に発生する瞬低や瞬停の間だけ，電力が供給できればよい^※2 … 3分
• ・非常用発電機も兼用しており，非常用発電機が起動する間だけ，電力が供給できればよい … 10分
• ・長時間電力を供給したい … 180分

※2 瞬時電圧低下補償装置もご用意しております。バックアップ時間が1秒と短い代わりに，UPSに比べコストやスペースを抑えることができます。

5. 用途2：停電，瞬低から「データ，トレーサビリティ」を守るために必要なUPSと，想定される被害例

停電や瞬低によって，工場で取り扱うデータや，トレーサビリティに影響が出た場合，製造工程への影響や被害などは，どのようなものが想定されるでしょうか。またそれを防ぐにはどんなUPSが必要なのでしょうか？

検査装置で稼働不良が起こった例

被害例

• ・電子部品工場で瞬低が発生。
• ・検査装置に稼働不良が起こった。
• ・検査結果のトレーサビリティが取れなくなった。
• ・検査のやり直しに膨大な時間と費用がかかった。

必要なUPSのイメージ

• ・UPSの容量：UPSの容量：1～3ｋVA
• ・電源の状況に合わせて，効率的にモードを切り替えバックアップする「ハイブリット方式」UPS。
• ＊費用感については，お気軽に当社までお問い合わせください。

搬送ラインの制御用パソコンが停電で稼働不良を起こした例

被害例

• ・物流倉庫で瞬低が発生。
• ・搬送ラインを制御しているパソコンに稼働不良が起こった。
• ・搬送ラインの制御ができなくなった。
• ・納期遅延が発生。クレームにつながり，復旧作業にも時間を要した。

必要なUPSのイメージ

• ・UPSの容量：UPSの容量：1kVA未満
• ・搬送ラインごとにパソコンやUPSを設置している場合，管理のしやすさやメンテナンスの負担軽減のため，ネットワークによる一括監視が有効。
• ・オプションのLANカードもセットで導入がおすすめ。
• ＊費用感については，お気軽に当社までお問い合わせください。

必要なバックアップ時間について

必要なバックアップ時間は，以下のような観点で考える必要があります。

• ・PCを安全にシャットダウンする間だけ，電力が供給できればよい … 5分
• ・非常用発電機も兼用しており，非常用発電機が起動する間だけ，電力が供給できればよい … 10分

6. 本当にあった!?工場で発生した，瞬低による大損害

上記では想定される被害の一例をご紹介してきましたが，これまで実際に工場で起こった，停電や瞬低で大きな損害を出してしまった事例をご紹介します。

それは，半導体製造工場で起こってしまった事例です。この工場がある地域で，瞬間的な電圧低下が発生しました。この影響で一部の生産ラインが停止し，復旧までに数日を要しました。当時，被害額は億円単位が見込まれたそうです。

このエリアでの瞬間的な電圧低下は，こちらの半導体工場だけでなく，周囲の多くの製造現場に影響を与えました。1秒未満の電圧低下が大きな被害を招くということを，製造業に携わる人々に印象付けたできごとになりました。

7. 工場の停電，瞬低対策に！どんな装置にどんなUPSが適しているの？山洋電気にご相談ください！

ここまでUPSの簡単な選び方や，バックアップ対象ごとに最適なUPSのイメージをお伝えしてまいりました。

ですが自社工場に最適なUPSは，工場の大きさや製造ライン，生産品によって千差万別です。ぜひ私たちに，現在工場でお抱えの電源トラブルに関するリスクをお教えください！「自分の工場は，何を停電や瞬低から守るべきなのだろう？」「それにはどんなUPSが必要なのだろう？」「そのUPSはいくらくらいするものなのだろう？」といった疑問に，幅広くお答えさせていただきます。

監修：山洋電気株式会社　営業本部　シニアテクニカルアドバイザー　博士　泉谷 清髙

更新日：2023-06-07 00:00/公開日：2023-04-03 00:00