В ИБП есть одна или несколько групп аккумуляторных батарей. Одна группа последовательно соединенных АКБ образует рабочее напряжение инвертора или DC/DC преобразователя перед инвертором. При этом емкость группы определяется емкостью одной АКБ в этой цепи.
Важно различать понятия емкость группы АКБ и общую энергию, сосредоточенную в группе АКБ. Общая энергия не зависит от способов соединения АКБ, а емкость зависит.
Чтобы увеличить общую емкость, группы подключают в параллель, например как показано на рисунке. Шина DC работает от напряжения 48В, образованного четырьмя батареями 12B 30Ah. Емкость одной группы – 30Ah. Общая емкость двух групп -60Ah.
Зная требуемое время автономной работы, как же правильно определить необходимую емкость аккумуляторных батарей?
Существует несколько вариантов:
Вариант 1. Батарейные калькуляторы производителей, где уже учтены все особенности конкретной модели. Если их нет в свободном доступе, тогда обращайтесь к дистрибьютору ИБП. В частности, для оборудования
Riello UPS у нас есть такой калькулятор.
Вариант 2. Приблизительный расчет по формуле:
С =(T x P)/ (U х K),
где
С – общая емкость аккумуляторов, Ah;
T- время автономной работы, ч;
P- постоянная мощность нагрузки, Вт;
U – входное напряжение DC шины, В;
K – КПД инвертора
КПД инвертора может находиться в диапазоне 0,75-0,95. Для этой формулы можно принять среднее значение 0,85.
Пример:
ИБП
Riello Sentinel Dual SDL 6000
Напряжение инвертора: 192 В.
КПД: 0,85.
Мощность нагрузки: 4 кВт.
Требуемое время автономной работы: 3 часа.
Получаем: (3 х 4000)/(192 х 0,85) =
73,5 Ah
Подчеркиваем, что это приблизительный расчет, не учитывающий характеристики различных аккумуляторов, глубину разряда АКБ и температуры в помещении. «Выкачать» весь заряд из аккумулятора можно, но срок эксплуатации будет очень короткий. Поэтому на практике глубину разряда ограничивают, а расчетную емкость увеличивают.
Вариант 3. Для более точного вычисления необходимо иметь разрядные характеристики конкретных аккумуляторных батарей, которые вы собирается применять. Эти данные можно найти на сайте производителя или дистрибьютора.
Примерную емкость мы уже знаем, поэтому для нашего примера возьмем данные для АКБ IBT
BT100-12
Нам необходима характеристика разряда постоянной мощностью, т.е. зависимость времени. В табличной форме выглядит она следующим образом.
Первая колонка – конечное напряжение разряда 2-вольтового гальванического элемента аккумуляторных батарей. Чтобы не допустить глубокого разряда и преждевременного выхода АКБ из строя, бесперебойник контролирует общее напряжение на аккумуляторных батареях (на шине DC) и отключает инвертор от батарей при достижении установленного порогового значения. Чаще всего это значение 1,7V.
Нам необходимо определить мощность разряда на один 2-вольтовой гальванический элемент по простой формуле:
Рэ=P/N/К,
где:
Рэ – постоянная мощность разряда на 2-вольтовый элемент, Вт.;
P – мощность нагрузки, Вт;
N – количество 2-вольтовых элементов в цепи питания шины DC
K - КПД инвертора.
В нашем случае питание инвертора - 192V. Всего 16 шт. 12-ти вольтовых аккумуляторных батарей. Каждая батарея состоит из шести 2-вольтовых элементов. Т.е. всего 16 х 6=96 элементов.
Подставляем в формулу:
Ря=4000/96/0,85=49 Вт
В строке 1,7V ищем ячейку с ближайшим значением – это 52,4. Значит, время автономной работы будет немного больше 3-х часов.
Наш выбор емкости 100Ah верный.
И еще несколько советов:
С течением времени емкость аккумуляторов падает, поэтому лучше сразу предусмотреть запас по емкости как минимум 20%.
Срок службы аккумуляторов сильно зависит от температурных условий работы. Оптимальная температура 20-25 градусов. Превышение на 10 градусов сокращает срок службы в два раза.
Аккумуляторные батареи имеют конечное число циклов заряда-разряда. В условиях нестабильных сетей и частых переходах ИБП в автономный режим срок службы так же существенно сокращается.
Мы надеемся, что наши рекомендации помогут выбрать необходимую технологию ИБП и мощность, рассчитать время автономной работы, емкость аккумуляторов.
Осталось выбрать производителя, конкретную модель и поставщика этого оборудования, чтобы
купить именно тот ИБП, который вам нужен.
А это еще более трудная задача, чем все вышеизложенные расчеты. И снова наша рекомендация – обратиться к профессиональной компании.
Система бесперебойного питания это не только ИБП и АКБ, но и целый комплекс, включающий подводящие силовые линии, автоматы защиты и коммутации, согласование работы с нагрузкой и резервным генератором, сервисное и гарантийное обслуживание, срок реакции на сервисный случай. От всех этих составляющих зависит итоговая надежность технического решения по защите важного для Вас оборудования.