UPS（無停電電源装置）とは？データセンターで使う3つの方式の違いと、蓄電池・非常用発電機・BBUとの役割分担

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電気の流れ（送電線からGPUへ）

受変電設備→非常用発電機→UPS（電気室） ←ココ→ラックの電源→BBU（ラックの中）→GPU

停電への備え

UPS・BBU（数分） ←ココ非常用発電機（数時間〜）

一言でいうと：UPS は、送電線から来た電気を一度「作り直して」サーバーに送り、停電のあいだは電池でつなぐ装置です。

先に結論

UPS(無停電電源装置)とは、停電や電圧・周波数の乱れが起きても、電池にためた電気で、機器に電気を途切れさせずに送り続ける装置です。データセンターでは、非常用発電機が動き出して電気を送れるようになるまでの「つなぎ」と、ふだんの電気の乱れを取り除く「ろ過」の2つの役目を持ちます。

方式は大きく3つで、乱れへの強さの順に、常時商用(ふだんは電気をそのまま通す) → ラインインタラクティブ(電圧だけ整える) → 常時インバータ(いつも電気を作り直す)です。国際規格の IEC 62040-3 は、出力が入力にどれだけ左右されるかで UPS を分類しており、常時インバータは電圧も周波数も入力から独立した、いちばん高い分類(VFI)に当たります。大きな容量で多数のサーバーを守るデータセンターでは、この常時インバータの方式が中心です。

用語メモ：UPS

Uninterruptible Power Supply(無停電電源装置)。「切れ目のない電源」という意味です。

用語メモ：IEC 62040-3

UPS の性能と試験の方法を決めた国際規格。出力が入力の電圧・周波数にどれだけ左右されるかで、VFD・VI・VFI の3つに分けます。

このブロックの参照データ

・Schneider Electric White Paper 1「The Different Types of UPS Systems」（Version 10） IEC 62040-3 の分類・方式ごとの容量・切り替えの時間

整流器

交流を直流に変える。電池を充電しながら、インバータに電気を渡す。

電池

直流の電気をためておく。停電のあいだ、インバータに電気を送る。

インバータ

直流から、電圧と周波数のそろった交流を作り直してサーバーへ送る。

バイパス

整流器とインバータを通らない近道。点検・故障・高効率のモードで使う。

たとえるなら

UPS は、浄水場とその貯水タンクのようなものです。川の水(送電線の電気)をいったんきれいにし直してから家庭(サーバー)に送り、川が止まっても(停電)タンク(電池)の水でしばらく送り続けます。そのあいだに、別の水源(非常用発電機)を動かします。

比べる点	常時商用給電	ラインインタラクティブ	常時インバータ給電
ふだんの電気	送電線の電気をそのまま通す	そのまま通し、電圧だけ整える	いつも整流器とインバータで作り直す
停電したとき	電池とインバータに切り替える	電池とインバータに切り替える	切り替えなし(電池が整流器の代わりに電気を送る)
切り替えの時間	10ms未満	10ms未満	0ms
IEC 62040-3 の分類	VFD(電圧も周波数も入力しだい)	VI(電圧は整える)	VFI(電圧も周波数も入力から独立)
代表的な容量	0.2〜2kVA	0.5〜5kVA	10〜1500kVA
よく守るもの	個人のパソコン	少数のサーバー・ネットワーク機器	多数の重要なサーバー・ストレージ

注意：容量の範囲と切り替えの時間は、Schneider Electric の技術資料(White Paper 1)が示す代表的な値です。製品によって違うので、選ぶときは各社の仕様書で確かめてください。

このブロックの参照データ

・Schneider Electric White Paper 1「The Different Types of UPS Systems」（Version 10） IEC 62040-3 の分類・方式ごとの容量・切り替えの時間

・Schneider Electric よくある質問 FA369164（2026年10月閲覧）日本語の方式名・リチウムイオン電池の UPS

途切れない

ふだんからインバータが電気を作るので、停電しても切り替えがない。

乱れを消す

瞬低・周波数のずれ・ゆがみを、直流にしてから作り直して取り除く。

大きく作れる

電気室にまとめて置き、多数のサーバーを一度に守る。

ポイント：AIの学習では、何千個ものGPUが1つの計算を分け合っています。1台でも電気が途切れると、全体がやり直しになることがあります。「一瞬も途切れない」ことの価値が、AIのデータセンターではさらに大きくなっています。

このブロックの参照データ

・Schneider Electric White Paper 1「The Different Types of UPS Systems」（Version 10） IEC 62040-3 の分類・方式ごとの容量・切り替えの時間

モード	電気の通り道	強み	注意
通常(オンライン)	整流器 → インバータ	乱れに最も強い(VFI)	変換の損失がある
高効率(エコモード)	バイパスでそのまま通す	損失が小さい	そのあいだは入力しだい(VFD)。戻るまでの切り替えがある

このブロックの参照データ

・Schneider Electric White Paper 1「The Different Types of UPS Systems」（Version 10） IEC 62040-3 の分類・方式ごとの容量・切り替えの時間

鉛蓄電池

古くから UPS で使われてきた電池。電気室に電池の棚を並べる。

リチウムイオン電池

同じ電気をためるのに場所が小さくて済む。UPS の製品にも、ラックの中の BBU にも使われる。

注意：電池が支える時間や寿命の年数は、製品・電池の種類・使う温度・設計で大きく変わるため、この記事では数字を書いていません。各社の仕様書で確かめてください(2026年10月時点)。

このブロックの参照データ

・Schneider Electric よくある質問 FA369164（2026年10月閲覧）日本語の方式名・リチウムイオン電池の UPS

装置	置き場所	受け持つ時間	役目
UPS	電気室(部屋ごと)	停電の瞬間〜数分	途切れなく電気をつなぎ、ふだんの乱れも取り除く
BBU	ラックの中(電源の棚)	停電の瞬間〜数分	ラックの中の直流の線に直接電気を送る
非常用発電機	建物の外・屋上など	数分後〜数時間・数日	燃料がある限り、長い停電のあいだ発電する