Calcule la duración de la batería del UPS. Cómo calcular la duración de la batería del UPS

Un sistema de alimentación ininterrumpida es un dispositivo diseñado para proteger los equipos conectados a él de cortes de energía a corto y largo plazo, así como de sobretensiones inaceptables en la red.

La duración de la batería de un sistema de alimentación ininterrumpida está influenciada por muchos factores, siendo los principales:

• cargar energía conectada al UPS;
• número y capacidad de baterías conectadas al UPS;
• Diseño del SAI.

Según su diseño, los sistemas de alimentación ininterrumpida se dividen principalmente en dos tipos: SAI con baterías integradas y SAI diseñados para funcionar con baterías externas.

Los UPS con baterías incorporadas no están diseñados para brindar una batería de larga duración. Se utilizan para apagar y apagar equipos (por ejemplo, computadoras personales) de manera rápida y correcta. El tiempo de funcionamiento en modo autónomo de este tipo de SAI no suele ser más de 5 a 15 minutos.

Los UPS diseñados para funcionar con baterías externas pueden proporcionar una larga duración de batería, ya que se les puede conectar una gran cantidad de baterías de alta capacidad. Estos UPS se utilizan, por ejemplo, para construir sistemas de suministro de energía ininterrumpida para casas y chalets privados, y la duración de la batería puede alcanzar dos o más días.

Existen varias formas de calcular la duración de la batería, entre las que se pueden identificar las principales.

Método 1. Cálculo mediante una fórmula simplificada (este método se promedia y da un resultado aproximado).

La fórmula simplificada es la siguiente:

, Dónde:

- Número de baterías;
- Potencia de carga constante, W.

Por ejemplo, una bombilla incandescente de 100 W con una batería de 75 amperios hora funcionará de forma continua durante 9 horas (75 * 12 * 1/100).

Método 2. Cálculo de la duración de la batería del UPS mediante una fórmula refinada.

La fórmula refinada es la siguiente:

Duración de la batería, hora;
- Capacidad de una batería, A*h;
- Voltaje de una batería, V;
- Número de baterías de un grupo;
- Número de grupos de baterías;
- Eficiencia del SAI;
- Se supone que el coeficiente de profundidad de descarga de la batería es de 0,8 – 0,9 dependiendo del tipo y desgaste de las baterías;
- un coeficiente que depende de la temperatura a la que funcionan las baterías (a una temperatura de 25 °C se considera igual a 1, a una temperatura de 0 °C se considera igual a 0,88);
- Coeficiente en función del tiempo de descarga de la batería. Para una descarga de 10 horas, se supone que es igual a uno. La dependencia de este coeficiente se presenta en el siguiente gráfico:

- Potencia de carga media constante, W. Es importante aquí entender qué es. potencia media constante cargas. Por ejemplo, si la carga es un televisor cuyo consumo de energía es de 100 W y si funciona el 30% del tiempo, entonces se supone que la potencia promedio constante de dicha carga es de 30 W.

En general, si, por ejemplo, se calcula un sistema de suministro de energía ininterrumpida para una casa privada, entonces se suma la potencia nominal de todas las cargas y potencia constante promedio se toma igual al 20-25% del valor resultante.

Método 3. Solicite ayuda a los especialistas de nuestra tienda para calcular la duración de la batería.

Si no desea lidiar con fórmulas y números para calcular la duración de la batería, siempre puede obtener asesoramiento calificado de nuestros especialistas.

Nuestros especialistas experimentados no solo calcularán con mayor precisión sus cargas, sino que también calcularán correctamente la duración de la batería basándose en muchos años de experiencia en la construcción de sistemas de suministro de energía ininterrumpida.

¿Qué SAI elegir? Planteamos este tema en el artículo anterior y analizamos los tipos de sistemas de alimentación ininterrumpida que ofrecen los fabricantes. Hoy hablaremos sobre cómo elegir un sistema de alimentación ininterrumpida según sus tareas y el tipo de equipo, y también calcularemos la potencia requerida del UPS.

El tipo de sistema de alimentación ininterrumpida que necesita depende de varios puntos principales:

1. ¿De qué tipo de problemas de red desea proteger su equipo?
2. Características de diseño del equipo que se desea conectar al UPS.
3. Potencia de carga planificada en el UPS.
4. Duración de la batería requerida.

Entonces, en este artículo consideraremos la elección de una fuente de alimentación ininterrumpida, teniendo en cuenta las siguientes preguntas:

• Calculamos la capacidad de la batería para una duración conocida.
• Calculamos la duración de la batería, conociendo la capacidad del SAI.

¿Por qué necesitas un UPS?

La respuesta a la pregunta: qué fuente de alimentación ininterrumpida elegir depende principalmente de por qué la necesita.

	¿Para qué?	que comprar
	Apague correctamente la computadora y tenga tiempo para guardar datos durante un corte de energía.	En este caso, no dude en adquirir un UPS económico fuera de línea o interactivo en línea con una duración de batería de 5 a 15 minutos.
	Proporcionar energía al equipo en caso de un corte de energía prolongado.	Si su equipo es adecuado para una forma de señal no sinusoidal, compre un UPS fuera de línea o interactivo en línea, pero con mayor capacidad, con la expectativa de una mayor duración de la batería. Puede leer a continuación cómo calcular la capacidad. La mayor reserva de tiempo de funcionamiento en modo fuera de línea es para los UPS con baterías externas, debido a la posibilidad de aumentar la capacidad con baterías adicionales (conectadas en paralelo). Estas fuentes de alimentación ininterrumpida suelen pertenecer a la categoría cara, con doble conversión. Si es necesario en realidad Tiempo de funcionamiento prolongado, decenas de horas, quizás la mejor solución sería comprar un generador.
	Proteja el equipo contra sobretensiones o subtensiones, caídas y paradas peligrosas para el equipo durante unos segundos (a nuestros electricistas les gusta mover el interruptor hacia adelante y hacia atrás).	Para estos fines, necesita un UPS con función AVR (regulación automática de voltaje): un UPS interactivo en línea o un UPS de doble conversión más caro. La estabilización de voltaje en UPS interactivos lineales se implementa con mayor frecuencia de forma gradual y aproximada; en los modelos en línea, el estabilizador funciona sin problemas.
	Proteja los equipos sensibles de tantas interrupciones y perturbaciones eléctricas como sea posible.	Para estos fines, solo es adecuado un tipo de fuente de alimentación ininterrumpida (UPS) en línea.

Tenga en cuenta que si solo necesita estabilización de energía y no necesita garantizar el funcionamiento autónomo del equipo durante un corte de energía, es más recomendable comprar un estabilizador por separado.

Además, con bastante frecuencia se utiliza una combinación de estabilizador + UPS económico (el sistema de alimentación ininterrumpida se conecta a la red DESPUÉS del estabilizador). Un tándem de este tipo no sólo permite regular el voltaje si el UPS no lo proporciona, sino que también prolonga la vida útil de las baterías del UPS.

¿Qué equipo va a proteger con un UPS?

El UPS a elegir también depende de las características de diseño del equipo conectado.

La regla general es la siguiente: puedes conectar casi cualquier equipo a un UPS con la onda sinusoidal correcta en la salida, solo necesitas calcular correctamente la potencia; No todos los equipos se pueden conectar a otros UPS, especialmente los del tipo fuera de línea.

Peculiaridad	Tipo de UPS óptimo	Explicación
Elementos sensibles a formas de onda no sinusoidales..		El caso más común es Dispositivos con motor eléctrico, bomba, compresor., incluidas las bombas de caldera de gas, así como casi todos los electrodomésticos: frigoríficos, secadores de pelo, lavadoras, taladros eléctricos, etc. Una sinusoide escalonada o, especialmente, un meandro tiene un efecto negativo en un motor eléctrico: surgen corrientes parásitas, inductivas La reactancia cae, como resultado, el motor se sobrecalienta hasta el punto de combustión. En algunos dispositivos, p. impresoras láser, fotocopiadoras También puede haber componentes que requieran un voltaje de onda sinusoidal para funcionar y durarán mucho menos cuando se operen desde un UPS de onda cuadrada o de onda escalonada.
Elementos inductivos (inductores, chokes).	Tipo UPS en línea.	Muy a menudo surge la pregunta: ¿es posible conectar dispositivos con carga inductiva, por ejemplo, lámparas fluorescentes, a una fuente de alimentación ininterrumpida barata y normal? En la práctica lo conectan y todo parece funcionar. Pero hay que tener en cuenta que muchos fabricantes no lo recomiendan categóricamente y clasifican los casos de falla del sistema de alimentación ininterrumpida después de conectar una carga inductiva como sin garantía. Además, se han dado casos en los que una carga reactiva dañó un SAI que no estaba diseñado para ello.
Fuente de alimentación por transformador (lineal).	Tipo UPS en línea.	Al elegir un UPS para dispositivos con fuentes de alimentación de transformador, debe tener cuidado con un UPS que no produce una salida de onda sinusoidal pura. Cuando se alimenta con voltaje en forma de meandro o sinusoide escalonada, las pérdidas en el transformador aumentan, lo que, si está muy cargado, conducirá a una disminución de los recursos del transformador en decenas de veces. También en la práctica, hubo casos en que el propio UPS, al que estaba conectada dicha carga, se quemó. Por otro lado, muy a menudo los equipos con fuentes de alimentación de transformadores de baja potencia, por ejemplo, los radioteléfonos, funcionan silenciosamente en conjunto con un UPS fuera de línea. Sin embargo, muchos fabricantes, como en el caso de las cargas inductivas, a menudo no recomiendan conectar fuentes de alimentación de transformadores a los UPS convencionales. ¿Cómo distinguir una fuente de alimentación de transformador de una fuente de alimentación conmutada normal? Si hablamos de una fuente de alimentación externa, entonces una fuente de alimentación por impulsos suele ser ligera y pequeña, mientras que una fuente de alimentación por transformador es más pesada y más grande, debido a que el propio transformador se encuentra en su interior. El tipo de fuente de alimentación incorporada es más difícil de determinar; aquí hay que confiar en la documentación del fabricante. La buena noticia es que, en la mayoría de los casos, las fuentes de alimentación conmutadas ahora se utilizan en equipos electrónicos como módems, conmutadores, enrutadores y computadoras.
Elementos estructurales sensibles a la calidad de la energía.	Sólo tipo UPS en línea.	Casi todo el mundo sabe que los equipos son sensibles a las caídas de voltaje en la red o a un voltaje bajo (sobre) constante. Sin embargo, la calidad del suministro eléctrico no sólo está determinada por el voltaje. Los equipos sensibles de telecomunicaciones, audio y vídeo, medición y médicos también reaccionan negativamente a: frecuencia de potencia inestable, interferencias de radiofrecuencia en la red, distorsión armónica del voltaje, pulsos de voltaje de nanosegundos y microsegundos. Todo esto no sólo puede distorsionar el funcionamiento del equipo, sino también acortar su vida útil.
	UPS en línea con potencia correspondiente a la carga.	A los UPS de bajo consumo no se pueden conectar equipos con motores eléctricos, bombas, compresores y otros elementos estructurales que consuman una gran cantidad de electricidad en el momento del arranque. Las corrientes de irrupción pueden exceder el consumo estándar entre 3 y 7 veces o más.

¿Cómo calcular la potencia de un UPS?

Para elegir la fuente de alimentación ininterrumpida adecuada, es necesario calcular la potencia total del equipo que le va a conectar. Los valores de potencia se pueden aclarar en las especificaciones técnicas (ficha técnica o instrucciones del equipo).

Veamos un ejemplo hipotético.

Queremos conectarnos al UPS:

• computadora de 250 vatios,
• monitor LCD de 60 W,
• Aire acondicionado de 2000 W (cos φ = 0,8).

Aquí hay un punto: incluso si la potencia de todos los dispositivos se expresa en una unidad, en este caso en W, es necesario calcular dos potencias: en voltamperios y vatios.

Potencia en voltios-amperios y vatios: ¿cuál es la diferencia?

La potencia, que se expresa en voltios-amperios (VA, VA) se llama potencia total. Muestra la carga real del equipo, teniendo en cuenta las activas y reactivas.

La potencia, que se expresa en vatios (W, W), se llama potencia activa.

Son dos cantidades diferentes, y ambas deben tenerse en cuenta a la hora de elegir un SAI con la potencia que necesitas. Esto es especialmente importante si va a conectar una carga reactiva al UPS, ya que en dicho equipo la potencia aparente y activa puede diferir significativamente.

Cálculo de potencia en voltios-amperios.

Para convertir la potencia activa (en vatios) a potencia total en voltios-amperios, utilizamos la fórmula:

Dónde:

• VA - potencia aparente,
• W - potencia activa,
• P - factor de potencia del equipo.

Si el equipo pertenece a una carga reactiva, y esto es casi todos los equipos de red, telecomunicaciones, dispositivos de iluminación y calefacción, es decir, equipos sin inductancia, sin potencia reactiva, así como equipos informáticos con fuentes de alimentación de control del factor de potencia (APFC), el factor actual se puede tomar igual a 1, o mejor con un pequeño margen: 0,95.

Si va a conectar a un UPS una impresora láser, un aire acondicionado, lámparas fluorescentes, equipos que tienen motores eléctricos y similares, todo lo que tiene inductancia y potencia reactiva, así como computadoras con fuentes de alimentación sin APFC, debe Mire el factor de potencia actual en el pasaporte del dispositivo o en la pegatina en la pared trasera. Para esta técnica está indicada con mayor frecuencia. El factor de potencia se designa como factor de potencia (PF) o cos φ.

En el caso de que el fabricante no haya indicado el valor del factor de potencia, pero la carga definitivamente no esté completamente activa, se puede tomar el valor más común: 0,7.

Volvamos a nuestro ejemplo.

La fuente de alimentación de la computadora no tiene ajuste del factor de potencia, por lo que tomamos el valor P igual a 0,7. Es lo mismo en el monitor. En total obtenemos la potencia total:

• para una computadora con monitor: (250+60)/0,7 =442 VA,
• para aire acondicionado: 2000/0,8 = 2500 VA,
• Juntos: 2942 VA.

Entonces, ¿deberíamos comprar una fuente de alimentación ininterrumpida de 3000VA? Tómate tu tiempo, no es tan sencillo.

Cálculo de potencia en vatios.

La mayoría de las veces ocurre el caso más simple: cuando la potencia está en vatios, también se le llama potencia activa, ya está indicado en la documentación del equipo. De lo contrario, puede convertir la potencia de voltios-amperios a vatios utilizando la misma metodología que para la potencia total.

Calculemos la potencia de nuestro equipo en vatios:

• computadora con monitor - 310 W,
• aire acondicionado - 2000 W,
• Juntos: 2310 W.

En nuestra tienda online, entre UPS por 3000VA, por ejemplo, existen:

¿Cómo calcular la capacidad requerida de un sistema de alimentación ininterrumpida?

Habitualmente, a la hora de elegir un sistema de alimentación ininterrumpida, tenemos unos requisitos específicos sobre el tiempo durante el cual soportará el funcionamiento de los equipos conectados a él en caso de un corte de energía. Muchos fabricantes indican un rango aproximado, por ejemplo, escriben que dependiendo de la carga, la duración de la batería será de 4 a 20 minutos. O indican que al trabajar a máxima carga este tiempo será de 5 minutos.

Pero esto es aproximado y debemos estar absolutamente seguros de que el UPS que compramos funcionará con batería para una determinada lista de equipos. O calcular cuánto tiempo nuestro modelo de UPS elegido aguantará nuestra carga.

Calculamos la capacidad de la batería para una duración de batería conocida.

Para los cálculos necesitamos:

• La potencia activa total (en vatios) del equipo que vamos a conectar al SAI (W).
• Duración de la batería (T).
• Tensión nominal de la batería.

Usamos la fórmula:

Dónde:

• T - tiempo de operación autónoma planificada (h),
• P - potencia del equipo conectado (W),
• KPD: eficiencia del sistema de alimentación ininterrumpida (puede tomar alrededor de 0,85).

Y la fórmula para convertir capacidad en Wh a capacidad en AH:

Digamos que necesitamos que la computadora y el monitor del ejemplo anterior funcionen durante 2 horas después de un corte de energía.

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

Sin embargo, la capacidad de la batería suele indicarse en amperios-hora. Para convertir la capacidad de vatios-hora a amperios-hora, deberá especificar el voltaje nominal de las baterías.

Para baterías de 12V:

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

Para baterías de 24V:

730/24 = 30,42 ≈ 30Ah.

Dado que la mayoría de las veces un UPS usa 1-2 baterías, con menos frecuencia 4, con una capacidad de 7-9AH, nos resultará difícil seleccionar un UPS estándar para tales valores de capacidad total. Lo mejor es comprar un sistema de alimentación ininterrumpida con posibilidad de conectar baterías externas y seleccionar la capacidad según tus necesidades.

Catálogo de UPS con capacidad de conexión de baterías externas.

Eficiencia del UPS (aproximadamente 0,85).

Usamos las fórmulas:

• V - voltaje nominal de la batería (V),
• AH - capacidad de una batería (AH),
• N es el número de baterías.

• mi - capacidad total (Wh),
• KPD: eficiencia del sistema de alimentación ininterrumpida (de forma predeterminada, puede tomar 0,85,
• P es el consumo de energía del equipo conectado.

Tomemos como ejemplo el UPS USB PowerCom BNT-800AP. El fabricante afirma una duración de la batería de 5 minutos con carga máxima. ¿Cuánto tiempo pueden funcionar nuestra computadora y monitor con un consumo de energía de 310 W?

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

Tiempo = 86,4*0,85 / 310 = 0,237 horas ≈ 14 minutos.

Conclusión

Ahora resumamos brevemente.

Para seleccionar un UPS, debe:

• Definir, ¿Qué tipo de UPS necesitas?
• Calcule la potencia total y activa requerida del UPS, teniendo en cuenta las corrientes de arranque y un pequeño margen.
• Si necesita mantener la energía durante un tiempo determinado, calcule cuánta capacidad del UPS se necesita para ello. Y dependiendo de la capacidad calculada, compre un sistema de alimentación ininterrumpida normal o un UPS y un juego de baterías adicionales para ello.

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Para calcular la duración de la batería de un sistema de alimentación ininterrumpida de UPS, puede utilizar datos promedio de UPS de la mayoría de los fabricantes. Por ejemplo, con una carga del UPS del 100%, el tiempo de autonomía es de 4...8 minutos, 75% - 7...12 minutos, 50% - 12...20 minutos. O tablas especiales que indican la duración de la batería del sistema de alimentación ininterrumpida del UPS para varios valores de potencia de carga y la capacidad de las baterías recargables incorporadas. Es importante tener en cuenta que los valores de duración de la batería indicados por el fabricante son estimaciones y no constituyen la base para la aparición de obligaciones del proveedor o quejas del comprador. Cabe recordar que los fabricantes de sistemas de alimentación ininterrumpida de UPS indican los valores de potencia del UPS, capacidad de la batería y duración de la batería para funcionamiento a una temperatura de 20...25C. Esta temperatura es óptima para el funcionamiento del UPS y la batería. Pero las condiciones reales de funcionamiento de los sistemas de alimentación ininterrumpida de UPS difieren de las ideales.

Determinar el tiempo exacto de autonomía de un SAI no es una tarea sencilla, teniendo en cuenta muchos parámetros diferentes para cada caso de cálculo. De manera simplificada, la duración aproximada de la batería de un sistema de alimentación ininterrumpida de UPS cuando funciona con una batería se puede calcular mediante la fórmula:

T=mi* Ud./ PAG(hora.)

mi- capacidad de la batería (Ah)

Ud.- voltaje de la batería (V)

PAG- Potencia de carga del SAI (W)

Si las especificaciones técnicas del comprador permiten errores durante el funcionamiento del sistema de alimentación ininterrumpida del UPS, entonces el cálculo se puede realizar mediante la siguiente fórmula.

En caso de interrupciones en el suministro de tensión a una carga crítica, es necesario asegurar su funcionamiento autónomo. El uso de UPS (sistemas de alimentación ininterrumpida) en el circuito de alimentación le permite resolver este problema. La duración de la batería del UPS es el indicador principal al elegir dichos dispositivos para equipos específicos. La duración de la batería del UPS depende de la potencia de carga y de la capacidad de la batería. Los consumidores responsables incluyen servidores, circuitos de control para calderas de calefacción, equipos de laboratorio complejos para realizar estudios cíclicos y equipos médicos para sistemas de soporte vital. Para un cálculo más preciso de la vida útil de la batería de un sistema de alimentación ininterrumpida de UPS cuando funciona con baterías de almacenamiento para consumidores responsables, la fórmula de cálculo debe tener en cuenta la eficiencia del inversor (generalmente este valor es 0,75...0,8), el número de baterías en la batería, el grado de desgaste de la batería, la profundidad de descarga de la batería (0,8...0,9. Las baterías reducen su capacidad al 5% por cada grado de aumento de temperatura después de 40 °C), el coeficiente de capacidad disponible de la batería (se determina de la relación entre los valores de capacidad en el modo de descarga de la batería y la temperatura ambiente), la temperatura ambiente (si la temperatura ambiente supera los 25 ° C, es necesario reducir la potencia de carga del UPS en un 20 % por cada aumento de temperatura de 10 ° C).

Al elegir un sistema de alimentación ininterrumpida, es mejor comprar un UPS con capacidades adicionales, por ejemplo, la capacidad de conectar un estabilizador y placas de carga adicionales. Esta configuración de UPS le permitirá ahorrar dinero en el futuro cuando aumente la potencia de carga.

Es mejor dejar el cálculo de la configuración individual del sistema de alimentación ininterrumpida del UPS a especialistas.

una pequeña teoría

Para calcular el tiempo de funcionamiento de un sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) con cualquier carga, es necesario conocer la capacidad de la batería, que se expresa en amperios-hora (A*h). Sin embargo, en las características de un UPS generalmente no escriben amperios-hora, sino voltamperios (V*A), es decir, escriben potencia. Pero esto no es sólo potencia, sino la producción de potencia ideal inventada por los especialistas en marketing. La palabra clave aquí es "ideal". Es decir, uno que no puede existir en el mundo real. Denotémoslo como Pideal.

Los fabricantes más honestos indican la potencia efectiva, que tradicionalmente se expresa en vatios. Denotémoslo como Eficaz . La potencia efectiva se obtiene de la potencia ideal multiplicando por el factor de potencia:

Efectivo = k * Pideal

¿Cuál es el factor de potencia? k ? A la salida del SAI se instala un inversor que convierte los 12V suministrados por la batería en 220V necesarios para alimentar los dispositivos conectados. Dado que la corriente de salida es alterna, la pérdida de potencia es 1/sqrt(2)=0,70. Además, excluimos de esta potencia la fuente de alimentación del propio circuito UPS y obtenemos un coeficiente aproximadamente igual a 0,6.

Por ejemplo, un sistema de alimentación ininterrumpida de oficina normal APC Smart UPS 500 tiene una potencia de 500 VA. Éste perfecto energía que puede ser proporcionada por la batería instalada dentro del UPS. Eficiente La potencia, según nuestra fórmula y coeficiente, será sólo 0,6 de la ideal, es decir, 300 W.

Ahora la pregunta. ¿Por qué primero escribimos voltamperios y luego comenzamos a escribir vatios? Ambas son unidades de poder. Tradicionalmente, la potencia ideal se escribe en voltamperios y la potencia efectiva en vatios. Pero estas son cantidades de la misma dimensión.

Calcular el tiempo de funcionamiento del dispositivo

Ahora comprendamos cómo calcular el tiempo de funcionamiento de un dispositivo alimentado por un UPS. Por ejemplo, tenemos un enrutador Cisco administrado que consume 50 vatios. ¿Qué significa consumir 50 W? Esto significa que por hora gastará 50 W de potencia para su trabajo. Es decir, de hecho, deberíamos escribir 50 W/h. Denotemos esta cantidad como poder (demanda de energía - consumo de energía).

Nuestro UPS tiene una reserva de energía efectiva de solo 300 W. Esto quiere decir que si el equipo consume 50 Wh/h, entonces nuestro SAI será suficiente para:

300W / 50W/h = 6h

Es decir, la fórmula para calcular el tiempo será la siguiente:

T = Efectivo / Dpotencia

Es decir, si Dpower estará en la dimensión W/h, entonces el tiempo estará en horas.

Y por último, una pequeña tontería.

Si observamos las dimensiones de la potencia (voltios*amperios), recordamos la fórmula de la potencia eléctrica de un curso de física escolar:

P = U*I

Dónde:

• P es la potencia de la batería, expresada en voltios amperios (V*A),
• V es el voltaje de la batería, expresado en voltios (V),
• I es la corriente generada por la batería, expresada en amperios (A).

Ahora, sabiendo que los sistemas de alimentación ininterrumpida suelen contener baterías con un voltaje de 12 V, podemos averiguar la intensidad de corriente que puede proporcionar la batería:

Yo = P/U = 500/12 = 41,6 A

¡Vaya, 41,6 A! ¿Qué tipo de corriente es esta? Esta es una corriente normal. Es solo una corriente de cortocircuito cuando no hay resistencia y una corriente calculada en base a la potencia ideal. Pero no provocarás un cortocircuito en la batería, conectarás la carga al UPS.

29 de marzo de 2016

Calcular con precisión la duración de la batería mediante cálculos matemáticos no es una tarea trivial. En este sentido, simplificamos la tarea implementando el algoritmo de cálculo en calculadoras:

Sin embargo, veamos enfoques para determinar la duración de la batería.

1) Fórmula sencilla

T = UE U / P

• E - capacidad de la batería en Ah
• U - voltaje
• P - potencia de carga en W.

Se trata de una fórmula muy simplificada que da un resultado muy aproximado para descargas en el rango de 5 a 15 horas. Adecuado para estimar rápidamente el tiempo de autonomía en tu cabeza. El algoritmo no tiene en cuenta la disminución de la producción de energía de la batería durante descargas cortas y el aumento durante descargas largas, así como varios coeficientes.

Hay una fórmula mejorada con coeficientes:

T = Uab * Sak * K * h * Kr * Kg / Pnagr

• T – duración de la batería del sistema de alimentación ininterrumpida, h;
• Uab – voltaje de la batería, V;
• Capacidad de la batería Sak, Ah;
• K – número de baterías en el circuito;
• h – eficiencia del convertidor (h=0,75-0,9), a menudo varía según la carga;
• Kr – coeficiente de profundidad de descarga 0,8–0,9 (80%-90%), debe considerarse 80%;
• Kg – coeficiente de capacidad disponible (depende del modo de descarga y la temperatura, ver características de la batería)
• Rload – potencia de carga.

Este algoritmo proporciona resultados relativamente precisos, pero para descargas prolongadas de 1 hora o más. En descargas cortas, los resultados pueden verse muy distorsionados debido a la función de descarga no lineal de las baterías de plomo-ácido. Usamos un método similar en el artículo.

2) fórmula de Peukert

T=Cp/I^n

• T – tiempo en horas
• Cp – Capacidad de Peckert (capacidad de la batería cuando se descarga con una corriente de 1A)
• I – corriente de descarga
• n - exponente de Peukert

El exponente de Peukert a veces se indica en las características de la batería y se calcula en función de los datos de clasificación C de la batería (capacidad en diferentes tiempos de descarga). La capacidad de Peukert se calcula mediante la fórmula – Ср=R(C/R)^n (R es la calificación en horas correspondiente a esta capacidad, por ejemplo, 10).

Nuestras calculadoras se basan en esta fórmula, teniendo en cuenta la eficiencia de los inversores y la profundidad de descarga. Calculan el tiempo de autonomía con gran precisión tanto para descargas cortas como largas.

3) Cálculo utilizando tablas de especificaciones de la batería.

Paso 1. Cálculo de la potencia total en potencia de carga de la batería.

Rakb = (Pload*cos(φ)*Knagr)/eficienciainv

• Carga – potencia en kVA
• cos(φ) – característica del factor de potencia (característica de carga)
• Knagr – Nivel de carga del SAI
• Eficiencia inv – eficiencia del inversor

Por ejemplo, tomemos un UPS de 120 kVA que funciona al 70% de carga con un factor de potencia de 0,8:

Rakb= (120000*0,8*0,7)/0,94=71.489W - Es esta carga la que recaerá sobre todo el banco de baterías cuando el UPS se alimente con la batería.

Paso 2. Calcula la carga de una batería.

Volvamos a calcular la carga de una batería. Como regla general, en los UPS grandes las baterías se conectan en serie en una cantidad de 32 a 40 unidades. Para calcular la carga de una batería con 40 baterías:

71.489W/40=1.788W.

La hoja de datos de la batería suele indicar la potencia por celda (Pel), de las cuales hay 6 piezas. en una batería de 12V. Por eso:

Rel = 1788/6 = 298W.

Paso 3. Estudio de tablas de descarga de baterías y selección.

En el artículo analizamos los subtipos de baterías en el contexto de los diferentes usos previstos. Una de las características básicas es la producción de energía, es decir. cuánta energía es capaz de entregar la batería en un tiempo determinado.

Veamos las tablas de descarga de baterías Delta de 100Ah de dos series diferentes.

Delta DTM 12100 litros:

DeltaHRL 12100:

Recordemos que nuestra carga sobre el elemento es de 298W. Profundidad de descarga: 10,8 V o 1,80 V por elemento. Así, de estas tablas podemos concluir que DTM 12100 l soportará la carga durante unos 13,8 minutos (se puede calcular proporcionalmente, la distorsión es mínima), Delta HRL 12100 - 16,3 minutos. diferencia de orden 15% . Por cierto, la diferencia de precio es aproximadamente la misma.

4) Realización de vertidos reales

Por supuesto, lo ideal es realizar pruebas de bits reales. Hay que tener en cuenta que las baterías alcanzan su capacidad máxima en el décimo ciclo de carga-descarga.