Výpočet životnosti baterie UPS. Výpočet zatížení UPS – klíčové body

Pro výpočet provozní doby nepřerušitelného zdroje napájení v režimu offline použijte průměrné indikátory pro většinu UPS. Například životnost baterie při plné zátěži se pohybuje od 4 do 8 minut, jak se zátěž snižuje, tato doba se prodlužuje ve stejném průběhu. Nebo se můžete vyhnout výpočtům a použít speciální tabulky, které definují časové měřítko pro všechny typy UPS, rozdělené podle výkonu zátěže a kapacity vestavěné baterie. Mělo by být zřejmé, že jsou uvedeny pouze průměrné údaje, které výrobci vypočítají jako odhady.

Zejména jsou uvedeny časové parametry pro nejideálnější provozní podmínky UPS, včetně teploty 20-25°C. Ve skutečnosti se však provozní podmínky mohou výrazně lišit, což také ovlivňuje účinnost baterií nepřerušitelného napájení.

Aby bylo možné co nejpřesněji určit časovou periodu autonomie baterie a UPS, je nutné vzít v úvahu mnoho parametrů, které se v každém konkrétním případě liší. Pro získání údajů o zjednodušené přibližné životnosti baterie UPS by měl být použit speciální vzorec:

E - indikátor kapacity baterie (Ah)

U - indikátor napětí baterie (V)

P - Indikátor napájení instalace zátěže UPS (W)

Životnost baterie UPS závisí do značné míry na úrovni jejího výkonu a kapacitě baterie. Mezi nejnáročnější zátěže patří regulační obvody pro topné kotle, servery, komplexní laboratorní zařízení pro provádění cyklických experimentů, ale i různé lékařské vybavení. Mimochodem, právě kombinace těchto dvou charakteristik umožňuje toto zařízení flexibilně přizpůsobit nejrůznějším podmínkám díky existenci modelů s různými poměry.

Zde můžete jasně zhodnotit rozmanitost modelů

Důležité! Aby bylo možné provést co nejkompetentnější výpočty autonomního provozu UPS z dobíjecích baterií pro takové spotřebitele, měla by být provedena sleva ve výše uvedeném vzorci pro:

• Účinnost měniče, jejíž hodnota se pohybuje v rozmezí 0,75 - 0,8,
• počet baterií v jednom zařízení
• stupeň opotřebení baterie
• hloubka vypouštění - 0,8 - 0,9

Kromě toho se kapacita také snižuje v závislosti na zvýšení teploty v místnosti - 1 stupeň po 40 ° C - o 5%. Odborníci obecně doporučují po 25 °C snížit výkon zátěže zdroje nepřerušitelného napájení o 20 % na každých deset následujících teplotních bodů.

Aby bylo možné UPS využívat co nejdéle, doporučuje se při výběru zařízení věnovat pozornost jeho doplňkovým funkcím. Zejména připojení dalších nabíjecích desek nebo stabilizátoru. V důsledku využití těchto příležitostí můžete výrazně zvýšit výkon UPS, což v budoucnu přinese dobré úspory. V tomto případě je lepší pověřit specialisty, aby provedli individuální výpočet konfiguračních parametrů UPS.

Pro výpočet životnosti baterie nepřerušitelného zdroje napájení UPS můžete použít průměrná data pro UPS od většiny výrobců. Například při zatížení UPS 100% je doba autonomie 4...8 minut, 75% - 7...12 minut, 50% - 12...20 minut. Nebo speciální tabulky, které udávají životnost baterií nepřerušitelného zdroje UPS pro různé hodnoty výkonu zátěže a kapacitu vestavěných dobíjecích baterií. Je důležité vzít v úvahu, že hodnoty životnosti baterie uvedené výrobcem jsou odhady a netvoří základ pro vznik závazků dodavatele nebo stížností kupujících. Je třeba mít na paměti, že výrobci nepřerušitelných zdrojů UPS udávají hodnoty výkonu UPS, kapacity baterie a životnosti baterie pro provoz při teplotě 20...25C. Tato teplota je optimální pro provoz UPS a baterie. Skutečné provozní podmínky nepřerušitelných zdrojů napájení UPS se však od ideálních liší.

Stanovení přesné doby autonomie UPS není jednoduchý úkol, vezmeme-li v úvahu mnoho parametrů, které se pro každý případ výpočtu liší. Zjednodušeně lze přibližnou životnost baterie nepřerušitelného zdroje UPS při provozu z baterie vypočítat pomocí vzorce:

T=E* U/ P(hodina.)

E- kapacita baterie (Ah)

U- napětí baterie (V)

P- zátěžový výkon UPS (W)

Pokud technické specifikace kupujícího umožňují chyby při provozu nepřerušitelného zdroje napájení UPS, lze výpočet provést pomocí následujícího vzorce.

V případě výpadků napájecího napětí do kritické zátěže je nutné zajistit její autonomní provoz. Použití UPS (nepřerušitelných zdrojů napájení) v napájecím obvodu umožňuje tento problém vyřešit. Životnost baterie UPS je hlavním ukazatelem při výběru takových zařízení pro konkrétní zařízení. Životnost baterie UPS závisí na výkonu zátěže a kapacitě baterie baterie. Mezi odpovědné spotřebitele patří servery, řídicí obvody pro topné kotle, komplexní laboratorní vybavení pro provádění cyklických studií a lékařské vybavení pro systémy podpory života. Pro přesnější výpočet životnosti baterie záložního zdroje UPS při provozu z bateriových akumulátorů pro odpovědné spotřebitele by výpočetní vzorec měl zohledňovat účinnost účinnosti střídače (obvykle je tato hodnota 0,75...0,8), počet baterií v baterii, stupeň opotřebení baterie, hloubka vybití baterie (0,8...0,9. Baterie snižují svou kapacitu na 5% při každém stupni nárůstu teploty po 40C.), koeficient dostupné kapacity baterie (je stanovena z poměru hodnot kapacity v režimu vybíjení baterie a okolní teploty), okolní teploty (při zvýšení okolní teploty nad 25C je nutné snížit výkon zátěže UPS o 20% na každých 10C zvýšení teploty.).

Při výběru zdroje nepřerušitelného napájení je lepší koupit UPS s dalšími možnostmi, například možností připojení stabilizátoru a dalších nabíjecích desek. Tato konfigurace UPS vám umožní ušetřit peníze v budoucnu, když se výkon zátěže zvýší.

Výpočet individuální konfigurace záložního zdroje UPS přenechejte raději odborníkům.

Jak zvolit optimální konfiguraci UPS pro organizaci nepřerušitelného napájení zařízení a domácích spotřebičů v domě

Je poměrně obtížné odpovědět na otázku o výběru konfigurace nepřerušitelného zdroje napájení, aby bylo zajištěno spolehlivé napájení topných a inženýrských systémů a domácích elektrických spotřebičů. V podstatě se jedná o rovnici s mnoha neznámými. Ostatně dopředu se neví, jak špatné bude napájení sítě a jak dlouhé budou výpadky proudu.

V první fázi je nutné určit celkový výkon všech spotřebičů energie, jejichž provoz musí být zajištěn při absenci síťového napájení. Na základě této hodnoty je nutné vybrat UPS s výkonem o 20 % vyšším, než je hodnota maximálního zatížení. Poté musíte určit kapacitu externích baterií na základě požadované doby zálohování.

Nejoptimálnějším řešením pro nepřerušitelné napájení je rozdělení zátěže na několik menších skupin spotřebitelů. A vyřešit problém poskytování rezerv odděleně pro různé skupiny spotřebitelů v závislosti na jejich důležitosti. Při volbě konfigurace zdroje nepřerušitelného napájení a baterií je třeba vzít v úvahu, že zvýšení rezervy výkonu UPS nevede k lineárnímu prodloužení doby trvání rezervy. Pro zajištění vysokého zátěžového výkonu je zapotřebí výkonnější UPS a pro zajištění dlouhé doby rezervy je nutné zvýšit kapacitu externích baterií.

Jednoduchý způsob, jak vypočítat dobu zálohování nepřerušitelného napájení

Doba rezervy chodu je určena především dvěma parametry: výkonem užitečného zatížení a celkovou kapacitou všech baterií.

Je však třeba poznamenat, že závislost doby rezervy na těchto parametrech není lineární. Ale pro rychlý hrubý odhad prodlevy můžete použít jednoduchý vzorec.

T=E*U/P(hodiny),

KdeE - kapacitabaterie,U - napětíbaterie,P - výkon zátěževšechna připojená zařízení.

Propracovaná metoda pro výpočet doby zálohování nepřerušitelného napájení

Pro upřesnění výpočtu rezervního času jsou navíc zavedeny speciální koeficienty: účinnost měniče, koeficient vybití baterie, koeficient dostupné kapacity v závislosti na okolní teplotě.

S přihlédnutím k těmto koeficientům má výpočetní vzorec následující podobu.

T=E*U/P*KPD * KRA * KDE(hodiny),

kde KPD (účinnost měniče) je v rozmezí 0,7-0,8,

KRA (poměr vybití baterie) je v rozmezí 0,7-0,9,

KDE (poměr dostupné kapacity) je v rozmezí 0,7-1,0.

Koeficient disponibilní kapacity má komplexní závislost na hodnotě teploty a rychlosti zatížení. Čím nižší je teplota vzduchu, tím nižší je poměr dostupné kapacity. Čím pomaleji se energie baterie spotřebovává, tím vyšší je koeficient dostupné kapacity.

Hotové tabulky hodnot rezervních časů pro systémy nepřerušitelného napájení řady SKAT a TEPLOCOM

Vyžaduje jednu 12V externí baterii

Kapacita v Ah	Výkon zátěže, VA
	100	150	200	250	270
26	2h 18min	1h 22min	55 min	44 min	39 min
40	3h 37min	2h 15min	1h 36min	1h 15min	1h 09min
65	7h 01min	4h 00min	2h 45min	2h 12min	1h 54min
100	12h 00min	7h 12min	5h 00min	3h 40min	3h 26min

Tabulka přibližných dob rezerv

Vyžaduje dvě externí 12V baterie

Kapacita baterie, Ah
	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000
2x40	9,37	4,06	2,31	1,51	1,36	1,22	1,07	0,53	0,39	0,34
2x65	16,15	7,12	4,40	3,02	2,29	1,56	1,44	1,36	1,28	1,11
2x100	27,11	11,55	7,33	5,23	4,12	3,05	2,44	2,22	2,01	1,49
2x120	32,37	14,52	9,44	6,10	5,11	4,12	3,14	2,51	2,33	2,15
2x150	40,47	17,40	11,24	8,19	5,57	5,07	4,17	3,28	2,57	2,42
2x200	54,23	24,48	15,47	11,27	9,09	6,50	5,45	5,08	4,31	3,54

Tabulka přibližných dob rezerv

Vyžaduje 8 externích baterií s napětím 12 voltů

Kapacita baterie, Ah
	500	1000	1500	2000	2500	3000
65	12h 20min	5h 10min	2h 55min	2h 15min	1h 40min	1h 25min
100	19h 25min	8h 40min	5h 20min	3h 40min	2h 45min	2h 15min
120	23h 05m	11h 35min	7h 00min	4h 45min	3h 30min	2h 45min
150	28h 55min	14h 20min	8h 45min	6h 30min	4h 50min	3h 40min
200	38h 30min	19h 10min	12h 45min	8h 45min	7h 00min	5h 20min

Řada značek UPS S.K.A.T. A TEPLOCOM poskytuje schopnost organizovat spolehlivé nepřerušované napájení spotřebitelům různých kapacit a účelů. Nepřerušitelné zdroje napájení umožňují zorganizovat nepřetržité napájení z malého topného kotle nebo oběhového čerpadla až po napájení celého domu nebo kanceláře. Specializované UPS umožňují organizovat nepřerušitelné napájení pro zvláště důležité objekty, jako jsou komunikační systémy, komunikační zařízení, zabezpečovací a řídicí systémy.

Jak prodloužit dobu zálohování zátěže?

Existuje několik způsobů, jak zvýšit dobu rezervy energie užitečného zatížení. Všechny tyto způsoby vyplývají ze vzorce pro výpočet doby rezervy.

Pro zvýšení rezervního času můžete zvýšit kapacitu externích baterií, snížit užitečné zatížení a vytvořit optimální provozní podmínky pro UPS a baterie.

První možnost- nejjednodušší, ale nejdražší. Pro zvýšení kapacity baterie si budete muset pořídit dražší baterie a UPS, která umožní jejich efektivní nabíjení. Kromě nákladů na vybavení budete také muset přidělit speciální místnost určenou pro skladování a provoz baterií, vybavenou dobrým ventilačním systémem.

Výkon a typ připojené zátěže je hlavním faktorem, který by měl ovlivnit výběr konkrétního modelu zdroje nepřerušitelného napájení. Správný výpočet výkonu UPS pro zátěž vám umožní koupit zařízení, které funguje efektivně, když je síť vypnutá, aniž byste přeplatili watty navíc deklarované výrobcem.

Výpočet výkonu UPS podle zátěže

Abyste předešli situacím, kdy se UPS při zátěži bez zjevného důvodu vypne, vezměte v úvahu následující elektrické parametry připojených zařízení a samotného zdroje nepřerušitelného napájení:

• Činný výkon připojených zařízení (W).
• Účiník. Pro běžný počítač je to 0,6-0,7, pro serverové vybavení má tendenci k 1 (ve výpočtech se používá hodnota 0,95), pro domácí spotřebiče s elektromotorem - 0,7-0,8. Koeficient je nutný pro stanovení celkové spotřeby energie (VA).
• Velikost rozběhového proudu. Relevantní pro zařízení s elektromotory. Toto číslo může být 3-10 A. To je počet, kolikrát bude třeba zvýšit výkon UPS, aby se zajistilo nastartování motoru. V opačném případě se dostanete do situace, kdy UPS při vypnuté hlavní napájecí síti nepodporuje zátěž.
• Vlastní účinnost nepřerušitelného napájecího zdroje. Záleží na typu UPS, většinou v rozmezí 0,7-0,9.

Chcete-li získat přibližnou hodnotu výkonu nepřerušitelného zdroje napájení, musíte jednoduše vynásobit hodnoty všech daných charakteristik. Nebylo by na škodu přidat 10-20% marži.

Jaké jsou důsledky nesprávného výpočtu zatížení UPS?

Volba zdroje s menším výkonem povede k tomu, že při vypnutí hlavní sítě nebude UPS schopna dodávat elektřinu obsluhovaným zařízením a vypne se. Tato situace je mimochodem typická nejen při přechodu na bateriové napájení. To platí zejména pro zařízení pracující na principu dvojité konverze a linkově interaktivní UPS. Pokud je výkon zdroje nepřerušitelného napájení nedostatečný, dojde k neustálému přechodu do režimu Bypass. To znamená, že zátěž bude znovu připojena k hlavní síti, spíše než přijímat stabilizovanou energii z převodníku.

Je třeba poznamenat, že paralelní provoz UPS na zátěži problém nevyřeší. Připojení 2-3 zdrojů k jednomu spotřebiči je technicky obtížné realizovat. Faktem je, že bude vyžadována maximální synchronizace provozních režimů. A toho je obtížné dosáhnout i při výběru zařízení podle jejich vlastností. Řešením by mohlo být sdílení zátěže a následné připojení jednotlivých spotřebitelů k různým UPS. Pokud to není možné, budete si muset zakoupit nepřerušitelný zdroj napájení s vyšším výkonem.

Vlastnosti provozu UPS bez zátěže

Dalším bodem, kterému byste měli věnovat pozornost při výběru, je vlastní spotřeba energie nepřerušitelného zdroje. Kolik UPS spotřebuje bez zátěže závisí na provozním režimu zařízení v určitém okamžiku. Existují 2 hlavní situace, ve kterých se spotřeba energie bude výrazně lišit:

• U plně nabité baterie závisí množství spotřebované energie výhradně na proudu zařízení naprázdno, tedy na konstrukčních vlastnostech UPS. U vysoce kvalitních zařízení toto číslo nepřesahuje 5-10 W. Zařízení v cenově dostupném segmentu však utratí 20 W nebo více pro své vlastní potřeby.
• Během doby nabíjení baterie dochází ke zvýšení vlastní spotřeby. Standardní proud v tomto režimu obvykle nepřesahuje 0,15 kapacity baterie. Vynásobením této hodnoty nabíjecím napětím získáte energii spotřebovanou nepřerušitelným zdrojem napájení.

Výpočet doby rezervy výkonu zátěže z UPS

Výkon připojené zátěže také ovlivňuje celkovou autonomii zařízení při odpojení sítě. Pro stanovení maximální doby zálohování je potřeba znát kapacitu (C) a napětí (V) baterie, množství připojeného výkonu (P) a účinnost zdroje. Vzorec vypadá takto:

T = C x V x účinnost / P

Přesnější výpočet, který umožňuje určit provozní dobu UPS v závislosti na zatížení, vyžaduje zohlednění dalších koeficientů. Vezměte v úvahu koeficient určený křivkou vybíjení baterie. Čím vyšší je připojený výkon, tím větší je vybíjecí proud a tím rychleji baterie odevzdá veškerý svůj výkon. Právě na těchto ukazatelích závisí hodnota koeficientu objasnění. Vezměte prosím na vědomí, že velikost této hodnoty se mění nelineárně.

To mimochodem není jediný objasňující faktor. Při přesných výpočtech budete muset vzít v úvahu typ baterie, její stáří a okolní teplotu.

Pokud jsou pro vás elektrické výpočty obtížné, můžete pomocí online kalkulačky určit výkon UPS v závislosti na parametrech připojené zátěže. Přesnější výsledek však lze získat konzultací s odborníkem. Zavolejte nám nyní nebo požádejte o bezplatné zavolání zpět. Pomůžeme Vám určit optimální parametry zdroje nepřerušitelného napájení pro provoz ve Vašich podmínkách.

Jakou UPS vybrat? Toto téma jsme nastolili v předchozím článku a podívali jsme se na typy nepřerušitelných zdrojů napájení, které výrobci nabízejí. Dnes budeme hovořit o tom, jak vybrat nepřerušitelný zdroj napájení v závislosti na vašich úkolech a typu vašeho zařízení, a také vypočítat požadovaný výkon UPS.

Jaký druh nepřerušitelného napájení potřebujete, závisí na několika hlavních bodech:

1. Před jakými problémy se sítí chcete chránit své zařízení?
2. Designové prvky zařízení, které chcete připojit k UPS.
3. Plánovaný výkon zátěže na UPS.
4. Požadovaná výdrž baterie.

V tomto článku se tedy podíváme na výběr nepřerušitelného zdroje napájení, přičemž vezmeme v úvahu následující otázky:

• Vypočítáme kapacitu baterie pro známou životnost baterie.
• Vypočítáme životnost baterie se znalostí kapacity UPS.

Proč potřebujete UPS?

Odpověď na otázku: jaký zdroj nepřerušitelného napájení zvolit, závisí především na tom, proč jej potřebujete.

	za co?	Co koupit
	Při výpadku napájení správně vypněte počítač a získejte čas na uložení dat.	V tomto případě si klidně vezměte levný off-line nebo line-interaktivní UPS s výdrží baterie 5-15 minut.
	Zajistěte napájení zařízení v případě dlouhého výpadku proudu.	Pokud je vaše zařízení vhodné pro nesinusový průběh, kupte si off-line nebo line-interaktivní UPS, ale se zvýšenou kapacitou, s očekáváním dlouhé životnosti baterie. Níže si můžete přečíst, jak vypočítat kapacitu. Největší rezervu provozní doby v offline režimu mají UPS s externími bateriemi, a to z důvodu možnosti zvýšit kapacitu přídavnými bateriemi (zapojenými paralelně). Takové zdroje nepřerušitelného napájení jsou nejčastěji z kategorie drahých, s dvojitou konverzí. V případě potřeby opravdu dlouhá doba provozu, desítky hodin, asi nejlepším řešením by bylo pořízení generátoru.
	Chraňte zařízení před přepětím nebo podpětím, poklesy a vypínáním nebezpečným pro zařízení na několik sekund (naši elektrikáři rádi vytahují vypínač tam a zpět).	Pro tyto účely potřebujete UPS s funkcí AVR (automatická regulace napětí): line-interactive UPS nebo dražší UPS s dvojitou konverzí. Stabilizace napětí u lineárně interaktivních UPS je nejčastěji implementována v postupné, hrubé formě, v online modelech stabilizátor funguje hladce.
	Chraňte citlivá zařízení před co největším počtem elektrických přerušení a rušení.	Pro tyto účely je vhodný pouze on-line nepřerušitelný zdroj napájení (UPS).

Všimněte si, že pokud potřebujete pouze stabilizaci výkonu a nepotřebujete zajistit autonomní provoz zařízení při výpadku proudu, je vhodnější zakoupit samostatný stabilizátor.

Také poměrně často používají kombinaci stabilizátor + levný UPS (nepřerušitelný zdroj je připojen do sítě PO stabilizátoru). Takový tandem umožňuje nejen regulovat napětí, pokud to není v UPS k dispozici, ale také prodlužuje životnost baterií UPS.

Jaké zařízení si kupujete UPS, abyste je chránili?

Výběr UPS závisí také na konstrukčních vlastnostech připojeného zařízení.

Obecné pravidlo je toto: k UPS se správnou sinusovkou na výstupu můžete připojit téměř jakékoli zařízení, stačí jen správně vypočítat výkon. Ne všechna zařízení mohou být připojena k jiným UPS, zejména offline typu.

Zvláštnost	Optimální typ UPS	Vysvětlení
Prvky citlivé na nesinusové průběhy.		Nejčastějším případem je zařízení s elektromotorem, čerpadlem, kompresorem, včetně čerpadel plynových kotlů, dále téměř všechny domácí spotřebiče: ledničky, fény, pračky, elektrické vrtačky atd. Negativně působí na elektromotor stupňovitá sinusoida nebo zejména meandr: vznikají vířivé proudy, indukční reaktance klesá, V důsledku toho se motor přehřívá až do bodu spalování. V některých zařízeních, např. laserové tiskárny, kopírky Mohou také existovat součásti, které k provozu vyžadují sinusové napětí a vydrží mnohem méně, když jsou provozovány z UPS se čtvercovým nebo stupňovitým průběhem.
Indukční prvky (tlumivky, tlumivky).	On-line typ UPS.	Docela často vyvstává otázka: je možné připojit zařízení s indukční zátěží, například zářivky, k běžnému levnému nepřerušitelnému napájení? V praxi to propojí a zdá se, že vše funguje. Je však třeba mít na paměti, že mnoho výrobců to kategoricky nedoporučuje a případy selhání zdroje nepřerušitelného napájení po připojení indukční zátěže klasifikuje jako bez záruky. Navíc se vyskytly případy, kdy reaktivní zátěž poškodila UPS, která pro ni nebyla navržena.
Transformátorové (lineární) napájení.	On-line typ UPS.	Při výběru UPS pro zařízení s transformátorovým napájením si musíte dávat pozor na UPS, která neprodukuje čistý sinusový výstup. Při napájení napětím ve formě meandru nebo stupňovité sinusoidy se ztráty v transformátoru zvyšují, což při silném zatížení povede k desetinásobnému snížení zdrojů transformátoru. V praxi se také vyskytly případy, kdy shořela samotná UPS, ke které byla taková zátěž připojena. Na druhou stranu poměrně často zařízení s transformátorovými zdroji s nízkým výkonem, například radiotelefony, pracují tiše v tandemu s off-line UPS. Řada výrobců však, stejně jako v případě indukčních zátěží, nejčastěji nedoporučuje připojovat transformátorové zdroje ke klasickým UPS. Jak odlišit transformátorový zdroj od běžného spínaného zdroje? Pokud se bavíme o externím zdroji, tak pulzní zdroj je obvykle lehký a malý, zatímco transformátorový zdroj je těžší a větší, a to díky tomu, že samotný transformátor je umístěn uvnitř. Typ vestavěného napájecího zdroje je obtížnější určit; zde se musíte spolehnout na dokumentaci výrobce. Dobrou zprávou je, že ve většině případů se spínané napájecí zdroje nyní používají v elektronických zařízeních, jako jsou modemy, přepínače, směrovače a počítače.
Konstrukční prvky citlivé na kvalitu elektrické energie.	Pouze on-line typ UPS.	Téměř každý ví, že zařízení je citlivé na poklesy napětí v síti nebo trvale pod (pře)pětím. Kvalitu napájení však neurčuje pouze napětí. Citlivá telekomunikační, audio-video, měřicí a lékařská zařízení také negativně reagují na: nestabilní frekvence napájení, vysokofrekvenční rušení v síti, harmonické zkreslení napětí, nanosekundové a mikrosekundové napěťové impulsy. To vše může nejen narušit provoz zařízení, ale také zkrátit jeho životnost.
	On-line UPS s výkonem odpovídajícím zátěži.	K nízkopříkonovým UPS nelze připojit zařízení s elektromotory, čerpadly, kompresory a dalšími konstrukčními prvky, které v době spouštění spotřebovávají velké množství elektřiny. Náběhové proudy mohou překročit standardní spotřebu 3-7krát i vícekrát.

Jak vypočítat výkon UPS?

Abyste si vybrali správný zdroj nepřerušitelného napájení, musíte vypočítat celkový výkon zařízení, které se k němu chystáte připojit. Hodnoty výkonu lze upřesnit v technických specifikacích (datový list nebo návod k zařízení).

Podívejme se na hypotetický příklad.

Chceme se připojit k UPS:

• 250W počítač,
• 60W LCD monitor,
• 2000 W klimatizace (cos φ = 0,8).

Je zde jeden bod: i když je výkon všech zařízení vyjádřen v jedné jednotce, v tomto případě ve W, musíte vypočítat dva výkony: ve voltampérech a wattech.

Výkon ve voltampérech a wattech – jaký je rozdíl?

Výkon, který se vyjadřuje ve voltampérech (VA, VA) se nazývá plný výkon. Zobrazuje skutečné zatížení zařízení s přihlédnutím k aktivnímu a reaktivnímu.

Výkon, který se vyjadřuje ve wattech (W, W), se nazývá činný výkon.

Jedná se o dvě různé veličiny a obě je třeba vzít v úvahu při výběru UPS s výkonem, který potřebujete. To je zvláště důležité, pokud se chystáte k UPS připojit jalovou zátěž, protože v takovém zařízení se může zdánlivý a činný výkon výrazně lišit.

Výpočet výkonu ve voltampérech.

Pro převod činného výkonu (ve wattech) na celkový výkon ve voltampérech použijeme vzorec:

Kde:

• VA - zdánlivý výkon,
• W - činný výkon,
• P - účiník zařízení.

Pokud zařízení patří do jalové zátěže, a to jsou téměř všechna síťová, telekomunikační zařízení, osvětlovací a topná zařízení, to znamená zařízení bez indukčnosti, bez jalového výkonu, jakož i počítačová zařízení s napájecími zdroji pro řízení účiníku (APFC), aktuální faktor může být vzat roven 1, nebo lépe s malou rezervou – 0,95.

Pokud budete k UPS připojovat laserovou tiskárnu, klimatizaci, zářivky - zařízení, které má elektromotory a podobně, vše, co má indukčnost a jalový výkon, a také počítače s napájecími zdroji bez APFC, je třeba podívejte se na aktuální účiník v pasu zařízení nebo na nálepce na zadní stěně. U této techniky je nejčastěji indikována. Účiník je označen jako Účiník (PF) nebo cos φ.

V případě, že výrobce neuvedl hodnotu účiníku, ale zátěž rozhodně není plně aktivní, můžete použít nejběžnější hodnotu: 0,7.

Vraťme se k našemu příkladu.

Zdroj v počítači nemá úpravu účiníku, proto bereme hodnotu P rovnou 0,7. Na monitoru je to stejné. Celkem získáme plný výkon:

• pro počítač s monitorem: (250+60)/0,7 =442 VA,
• pro klimatizaci: 2000/0,8 = 2500 VA,
• Dohromady: 2942 VA.

Měli bychom si tedy koupit 3000VA nepřerušitelný zdroj napájení? Nespěchejte, není to tak jednoduché.

Výpočet výkonu ve wattech.

Nejčastěji nastává ten nejjednodušší případ – když je výkon ve wattech, tak se také říká činný výkon, je již uvedeno v dokumentaci k zařízení. Pokud ne, můžete převést výkon z voltampérů na watty pomocí stejné metodiky jako pro celkový výkon.

Spočítejme si výkon našeho zařízení ve wattech:

• počítač s monitorem - 310 W,
• klimatizace - 2000 W,
• Dohromady: 2310 W.

V našem internetovém obchodě mezi UPS za 3000VA, například, tam jsou:

Jak vypočítat požadovanou kapacitu zdroje nepřerušitelného napájení?

Obvykle máme při výběru zdroje nepřerušitelného napájení nějaké specifické požadavky na dobu, po kterou bude podporovat provoz k němu připojeného zařízení v případě výpadku proudu. Mnoho výrobců uvádí přibližný dojezd, například píší, že v závislosti na zátěži bude výdrž baterie 4-20 minut. Nebo uvádějí, že při práci na maximální zatížení bude tato doba 5 minut.

To je však přibližné a musíme si být naprosto jisti, že námi zakoupená UPS bude poskytovat bateriový provoz pro určitý seznam zařízení. Nebo si spočítejte, jak dlouho náš vybraný model UPS udrží naši zátěž.

Vypočítáme kapacitu baterie pro známou životnost baterie

Pro výpočty potřebujeme:

• Celkový činný výkon (ve wattech) zařízení, které se chystáme připojit k UPS (W).
• Životnost baterie (T).
• Jmenovité napětí baterie.

Použijeme vzorec:

Kde:

• T - doba plánovaného autonomního provozu (h),
• P - výkon připojeného zařízení (W),
• KPD - účinnost nepřerušitelného zdroje napájení (můžete vzít asi 0,85).

A vzorec pro převod kapacity ve Wh na kapacitu v AH:

Řekněme, že potřebujeme, aby počítač a monitor z výše uvedeného příkladu fungovaly 2 hodiny po výpadku proudu.

Kapacita (Wh) = 2 * 310 / 0,85 = 730 Wh.

Kapacita baterie se však obvykle udává v ampérhodinách. Chcete-li převést watthodinovou kapacitu na ampérhodinovou kapacitu, budete muset určit jmenovité napětí baterií.

Pro 12V baterie:

Kapacita (A*h) = 730/12 == 60,83 ≈ 61Ah.

Pro 24V baterie:

730/24 = 30,42 ≈ 30Ah.

Vzhledem k tomu, že UPS používá nejčastěji 1-2 baterie, méně často 4, s kapacitou 7-9AH, bude pro nás obtížné vybrat standardní UPS pro takové hodnoty celkové kapacity. Nejlepší je pořídit si nepřerušitelný zdroj s možností připojení externích baterií a výběrem kapacity podle vašich potřeb.

Katalog UPS s možností připojení externích baterií.

Účinnost UPS (přibližně 0,85).

Používáme vzorce:

• V - jmenovité napětí baterie (V),
• AH - kapacita jedné baterie (AH),
• N je počet baterií.

• E – celková kapacita (Wh),
• KPD - účinnost nepřerušitelného zdroje napájení (ve výchozím nastavení můžete vzít 0,85,
• P je spotřeba energie připojeného zařízení.

Vezměme si jako příklad PowerCom BNT-800AP USB UPS. Výrobce udává výdrž baterie 5 minut při maximální zátěži. Jak dlouho vydrží náš počítač a monitor pracovat se spotřebou 310 W?

Celková kapacita (Wh) UPS = 12V * 7,2AH * 1 = 86,4 Wh.

Čas = 86,4*0,85 / 310 = 0,237 hodin ≈ 14 minut.

Závěr

Nyní si to stručně shrňme.

Abyste si mohli vybrat UPS, musíte:

• Definovat, jaký typ UPS potřebujete.
• Vypočítejte požadovaný celkový a činný výkon UPS s ohledem na startovací proudy a malou rezervu.
• Pokud potřebujete udržet napájení po určitou dobu, spočítejte, jakou kapacitu UPS k tomu potřebujete. A podle vypočítané kapacity si kupte běžný nepřerušitelný zdroj nebo UPS a k tomu sadu přídavných baterií.

webové stránky