محاسبه زمان شارژدهی یو پی اس

محاسبه زمان شارژدهی یو پی اس

فهرست مطالب

مدت‌زمان شارژدهی یو پی اس یک عدد ثابت نیست؛ این زمان بر اساس توان مصرفی تجهیزات شما، ظرفیت باتری‌ یو پی اس (آمپرساعت)، تعداد باتری‌ها و راندمان سیستم تعیین می‌شود و می‌تواند از ۱۰ دقیقه (صرفاً برای ذخیره اطلاعات و خاموش کردن ایمن سیستم‌ها) تا بیش از ۸ ساعت (برای سیستم‌های حساس دیتاسنتر یا بیمارستانی) متغیر باشد. اگر ظرفیت باتری‌ها دقیقاً متناسب با مصرف شما انتخاب نشود، عملاً سیستم کارایی خود را از دست می‌دهد.

باتری یو پی اس چیست و چرا طول عمر آن اهمیت دارد؟

یو پی اس یک دستگاه صنعتی است که در توان‌های مختلفی عرضه می‌شود؛ به همین دلیل، شرایط عملکردی و قیمت آن در هر مدل متفاوت است. عدم توجه به محاسبات فنی از جمله زمان شارژدهی، باعث می‌شود سیستم برق اضطراری در زمان نیاز درست کار نکند. مهم‌ترین دلایل ضرورت محاسبه دقیق این زمان عبارتند از:

انواع باتری یو پی اس و تفاوت طول عمر آن‌ها

زمانی که یک یو پی اس را به شکل غیر اصولی انتخاب می‌کنید و محاسبات شما برای محاسبه زمان شارژدهی آن اشتباه باشد، در این شرایط بدون شک در زمان قطعی برق، مصرف کننده‌های شما نمی‌‎توانند به‌‎خوبی فعالیت کنند. در این شرایط، یا تجهیزات آسیب می‌بینند یا دستگاه نمی‌تواند مصرف‌کننده‌ها را تغذیه کند.

جلوگیری از ضرر و زیان مالی (تناسب توان و قیمت)

قیمت دستگاه یو پی اس رابطه مستقیمی با توان و ظرفیت باتری یو پی اس آن دارد. اگر یو پی اس با توانی کمتر از نیاز خود تهیه کنید، دستگاه زیر بار Overloadکرده و عملاً بی‌استفاده می‌شود. در مقابل، خرید دستگاهی با توان و آمپرساعت بسیار بالاتر از نیاز واقعی، صرفاً اتلاف بودجه اضافی برای ظرفیتی است که هرگز از آن استفاده نخواهید کرد؛ زیرا با بالا رفتن توان یو پی اس، تعداد باتری‌های داخل کابین و آمپراژ مورد نیاز نیز به صورت تصاعدی افزایش می‌یابد.

اطمینان در مواقع اضطراری قطعی برق

برای اینکه اطمینان حاصل کنید سیستم برق اضطراری در زمان قطعی برق به درستی عمل می‌کند، باید سیستم را بر اساس بیشترین میزان مصرف انتخاب کنید. همچنین راهکار قطعی برای اطمینان از عملکرد سیستم، تست دوره‌ای دشارژ باتری‌ها زیر بار واقعی و استفاده از سیستم‌های مانیتورینگ یو پی اس است تا وضعیت سلامت باتری‌ها دائماً سنجیده شود.

  تفاوت انواع باتری صنعتی

فاکتورهای اصلی مؤثر بر مدت‌زمان شارژدهی یو پی اس

همانطور که گفته شد، مشخصه‌های زیادی در مدت‌زمان شارژدهی یو پی اس تاثیر گذار هستند اما در این بین، چند مورد از همه اهمیت بیشتری دارند: توان مصرفی دستگاه، آمپراژ باتری‌ها و تعداد باتری‌ها.

فاکتورهای مؤثر بر مدت‌زمان شارژدهی یو پی اس​

 

  • توان مصرفی دستگاه‌ها (وات / ولت‌آمپر): مجموع کل باری که تجهیزات شما در لحظه از یو پی اس می‌کشد.
  • ضریب توان یا Power Factor (PF): نسبتی بین توان واقعی (W) و توان ظاهری (VA) که در یو پی اس‌های آنلاین معمولاً نزدیک به 0.9 تا 1.0 و در مدل‌های لاین‌اینتراکتیو در محدوده 0.7 تا 0.8 قرار دارد.
  • تعداد و ولتاژ باتری‌ها: ولتاژ کاری دی‌سی (DC) دستگاه، تعداد باتری‌های مورد نیاز را تعیین می‌کند (مثلاً یک دستگاه با ولتاژ باس باتری ۳۶ ولت، به ۳ عدد باتری ۱۲ ولتی نیاز دارد).
  • آمپرساعت (Ah) و ظرفیت باتری: نشان‌دهنده میزان ذخیره انرژی الکتریکی در باتری است. هرچه این عدد بزرگ‌تر باشد، زمان شارژدهی بیشتر خواهد بود.
  • بازدهی/راندمان باتری و اینورتر (ضریب افت واقعی): بخشی از انرژی باتری هنگام تبدیل جریان DC به AC و به صورت حرارت هدر می‌رود. در باتری‌های سیلد اسید (SLA) این ضریب افت را به همراه عمق دشارژ ایمن (DOD) معمولاً حدود ۰.۷ الی ۰.۸ در نظر می‌گیرند. در مقابل، باتری‌های نسل جدید لیتیومی راندمان بسیار بالاتری (نزدیک به ۰.۹) دارند.

فرمول محاسبه توان یو پی اس (تبدیل VA به وات)

توان اسمی یو پی اس‌ها بر اساس ولت-آمپر (VA) یا کیلو ولت-آمپر (kVA) بیان می‌شود، در حالی که مصرف تجهیزات معمولاً بر حسب وات (W) است. برای تبدیل توان اسمی به توان واقعی از فرمول زیر استفاده می‌شود:

 

محاسبه توان یو پی اس

مثال:

اگر یک دستگاه یو پی اس با توان اسمی 1500 VA  و ضریب توان 0.8 داشته باشید، توان واقعی قابل پشتیبانی آن برابر است با:

تبدیل VA به وات

فرمول محاسبه تعداد و آمپر باتری مورد نیاز

محاسبه تعداد و آمپر باتری یو پی اس مورد نیاز

در این فرمول:

  • Total Battery Voltage: تعداد باتری‌ها ضربدر ولتاژ هر باتری که معمولاً ۱۲ ولت است.
  •  (Efficiency)راندمان سیستم :برای در نظر گرفتن تلفات کارکرد و عدم تخلیه ۱۰۰ درصدی باتری جهت حفظ طول عمر آن، این عدد به طور استاندارد ۰.۷ در نظر گرفته می‌شود (که معادل اعمال همان ضریب خطای 1.33 در صورت‌ کسر فرمول‌های قدیمی است.

مثال:

فرض کنید که برای تعدادی مصرف‌کننده با مصرف 1200 وات نیاز به یک سیستم برای برق دهی دو ساعته دارید. در این شرایط، بدیهی‌ست نیاز به یک یو پی اس با توان مصرفی بالای 1200 وات دارید چرا که خود دستگاه هم مقداری مصرف دارد و نباید که توان مصرفی و توان یو پی اس خیلی نزدیک به هم باشند. برای این شرایط یو پی اس 1500 وات یا همان یک و نیم کاوا مناسب است. این یو پی اس‌ها 3 باتری دارند و برای انتخاب باتری‌ها نیز باید به شکل زیر عمل کرد:

۱۲۰۰ وات به مدت ۲ ساعت

نتیجه و گرد کردن به بالا: عدد به دست آمده از این فرمول برابر با ۹۵ می‌شود که چنین آمپراژی را نمی‌توان در میان باتری‌ها پیدا کرد. در چنین شرایطی بهترین کار این است که نزدیک ترین آمپراژ باتری بعد از عدد به دست آمده را تهیه کنید که در این کیس باتری 100 آمپر پیشنهاد می‌شود.

فرمول محاسبه زمان برق‌دهی وقتی آمپر باتری مشخص است

اگر از قبل یو پی اس و باتری‌ها را خریداری کرده‌اید و می‌خواهید بدانید چقدر شارژدهی خواهند داشت، فرمول معکوس زیر پاسخ شما را می‌دهد:

محاسبه زمان برق‌دهی یو پی اس

مثال:

فرض کنید مجموع مصرف تجهیزات خانگی شما  W200 است و یک باتری ۱۰۰ آمپرساعت ۱۲ ولت روی یک یو پی اس ۱۲ ولتی دارید:

شارژدهی یو پی اس

سیستم شما حدود ۴ ساعت و ۱۲ دقیقه برق‌دهی خواهد داشت.

مثال:

یک اتاق سرور کوچک با مصرف مجموع 1500 W داریم. یو پی اس ما دارای کابین باتری با ۴ عدد باتری ۱۰۰ آمپرساعت (ولتاژ کلی ۴۸ ولت) است:

برق‌دهی یو پی اس

سیستم شما حدود ۲ ساعت و ۱۵ دقیقه در زمان قطعی برق دوام می‌آورد.

توجه داشته باشید که عددی که در فرمول‌های محاسباتی به دست می‌آید ضریب خطا دارد و نیازی نیست خیلی روی دقیق بودن آن حساسیت به خرج دهید. همچنین می‌توانید عدد را رو به بالا گرد کنید.  فرسودگی باتری، دمای محیط و استهلاک قطعات داخلی یو پی اس همگی باعث می‌شوند کارکرد واقعی همیشه کمی کمتر از محاسبه روی کاغذ باشد.

  بهترین UPS برای کامپیوتر و لپ‌تاپ

همیشه پس از محاسبه ظرفیت باتری مورد نیاز از طریق فرمول، عدد به دست آمده را حداقل ۱۰ تا ۲۰ درصد رو به بالا گرد کنید. برای پروژه‌های حساس نظیر دیتاسنترها، سیستم‌های حفاظتی و تجهیزات پزشکی بیمارستانی، حتماً پیش از خرید با کارشناسان فنی مجرب مشورت نمایید. برای تخمین سریع میزان بار مصرفی خود بدون استفاده از تجهیزات اندازه‌گیری، می‌توانید از جدول زیر کمک بگیرید:

توان مصرفی تجهیزات رایج

تجهیزات الکترونیکی

توان مصرفی تقریبی (وات)

سیستم یو پی اس مناسب

مودم ADSL / فیبر نوری

۱۰ تا ۱۵ وات

مینی یو پی اس یا یو پی اس ۱ کاوا

لپ‌تاپ اداری

۵۰ تا ۹۰ وات

یو پی اس ۱ کاوا

کامپیوتر رومیزی (همراه مانیتور)

۱۵۰ تا ۲۵۰ وات

یو پی اس ۱ تا ۱.۵ کاوا

تلویزیون LED (۴۲ تا ۵۵ اینچ)

۸۰ تا ۱۵۰ وات

یو پی اس ۱ کاوا

پکیج دیواری گرمایشی

۱۰۰ تا ۱۵۰ وات

یو پی اس ۱ کاوا (شبه‌سینوسی یا سینوسی)

پرینتر چندکاره اداری

۳۰۰ تا ۵۰۰ وات

یو پی اس ۱.۵ تا ۲ کاوا

کیس سرور معمولی

۳۰۰ تا ۶۰۰ وات

یو پی اس ۲ تا ۳ کاوا آنلاین

یخچال فروشگاهی کوچک

۳۰۰ تا ۴۰۰ وات

یو پی اس ۳ کاوا سینوسی

 

سایر عوامل تأثیرگذار بر مدت‌زمان شارژدهی یو پی اس

جدا از موارد ذکر شده،  عوامل دیگری نیز وجود دارند که با وجود تاثیر جزئی اما به هر جهت می‌توانند روی مدت زمان شارژدهی باتری یو پی اس تاثیر گذار باشند. برخی از این عوامل عبارت اند از:

عوامل تأثیرگذار بر مدت‌زمان شارژدهی یو پی اس​

 

  • محل نگهداری دستگاه و باتری (دما و رطوبت): یو پی اس و باتری‌ها باید در محیط کم نور و خنک نگهداری شوند.  بهترین دما برای کارکرد باتری‌های یو پی اس (به‌ویژه سرب‌اسیدی) ۲۰ تا ۲۵ درجه سانتی‌گراد است. به ازای هر ۸ درجه افزایش دما از حد استاندارد، عمر مفید باتری نصف می‌شود.
  • مصرف‌کننده‌های موتوری در برابر غیرموتوری: مصرف‌کننده‌های موتوری توان مصرفی بسیار بالایی دارند. تجهیزاتی که دارای کمپرسور یا موتور الکتریکی هستند (مانند پرینترهای لیزری، کولر گازی و پمپ‌ها)، در لحظه استارت جریانی معادل ۳ تا ۵ برابر توان نامی خود می‌کشند که افت ناگهانی ولتاژ باتری را به همراه دارد.
  • نصب اصولی و کیفیت اتصالات: نصب غیر اصولی می‌تواند تلفات توان سیستم را افزایش دهد.
  • کیفیت اتصالات: اتصالات نامناسب می‌تواند تلفات توان دستگاه را افزایش دهد.
  • کیفیت و باتری‌ها و یو پی اس: بدون شک هرچقدر که کیفیت دستگاه و باتری‌ها بهتر باشد، عملکرد سیستم هم بهتر خواهد بود. باتری‌های سیلد اسید به مرور زمان و با گذشتن از چرخه‌های شارژ و دشارژ، دچار فرسودگی و افت ظرفیت (تا ۳۰٪ کاهش بازدهی در سال‌های دوم و سوم) می‌شوند.
  راهنمای محاسبات کابل باتری یو پی اس به همراه جدول آمپراژ جریان DC

جمع بندی

 محاسبه زمان شارژدهی یو پی اس کار سختی نیست؛ تنها نیاز دارد که بتوانید به‌درستی از فرمول مخصوص این کار استفاده کنید. به شکل کلی، فرمول‌های محاسباتی مربوط به یو پی اس برای هر شرایطی یکسان هستند و عامل افزایش یا کاهش ضریب خطا، صرفا پایین یا بالا بودن کیفیت یو پی اس و باتری‌ها است.

سوالات متداول

بسته به ظرفیت آمپرساعت باتری‌ها و میزان مصرف تجهیزات، بین ۱۰ دقیقه تا بیش از ۸ ساعت متغیر است.

سه فاکتور کلیدی: مجموع توان تجهیزات بر حسب وات، ولتاژ دی‌سی (DC) دستگاه یو پی اس و میزان آمپرساعت باتری‌های متصل به آن.

Power Factor  یا ضریب توان مشخص می‌کند چه مقداری از توان ظاهری دستگاه به توان واقعی و مفید (وات) تبدیل می‌شود. این ضریب در خرید ظرفیت درست یو پی اس نقشی حیاتی دارد.

بله؛ با اضافه کردن باتری‌های جانبی بیشتر (افزایش آمپرساعت کُل در صورت پشتیبانی شارژر یو پی اس) یا کاهش تجهیزات متصل به دستگاه در زمان قطعی برق.

مجموعه مهندسی بازرگانی هانیکا با بیش از 10 سال سابقه
برای دریافت مشاوره خدمات فنی و یا استعلام موجودی محصولات تماس بگیرید.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

پیمایش به بالا