Расчет времени работы от аккума

Исследовав эту статью, вы узнаете, какие батареи идеальнее всего подходят для организации бесперебойного питания пригородного дома, и по мере надобности можете высчитать, сколько проработает инвертор от аккума при выключении централизованной подачи, топливного генератора либо других источников энергии.

Не считая этого, мы дадим советы по продлению срока автономной работы системы электроснабжения на базе преобразователей.

Тип АКБ

Для систем бесперебойного либо запасного электроснабжения подходят только батареи глубочайшего цикла. В отличие от стартерных (авто) аналогов они в состоянии переносить долгие зарядку и разрядку.

Изделия долговечны. Ресурса современных моделей хватает на 12 и поболее лет эксплуатации. Авто аналог выйдет из строя после 10 разрядок.

Аккумуляторные батареи глубочайшего цикла бывают:

• гелевыми (GEL), электролит представляет собой гелеобразную массу;
• свинцово кислотными (AGM), электролит находится в порах пластинок, сделанных из тонких стеклянных волокон.

Оба вида батарей имеют свои плюсы и недочеты.

Гелевые модели отличаются более высочайшим КПД. Устройства можно располагать в любом положении, т. к. водянистый электролит отсутствует. Вероятна даже работа инвертора от аккума с покоробленным корпусом. GEL-технология была разработана для авиационной и военной промышленностей. По статистике гелевые батареи работают чуток подольше AGM-аналогов в повторяющемся режиме эксплуатации.

К недочетам оборудования относят: необходимость поддержки четкого тока подзарядки (гелевые батареи используют с микропроцессорными контроллерами) и возможность разбухания и взрыва АКБ при закипании электролита.

В AGM-аккумуляторах перечисленные выше недочеты отсутствуют. К плюсам батарей этого типа также относят высшую стойкость к глубочайшим разрядам (устройства выдерживают более 600 таких циклов).

AGM-технология обеспечивает поддержание размеренно высочайшей силы тока при хоть какой степени заряда батареи. Очередное достоинство таких АКБ — маленький саморазряд. За год простоя емкость уменьшится всего только на 20 %.

Расчет времени автономной работы системы запасного электроснабжения

Расчет мощности инвертора востребует построения специальной таблицы. В два столбца занесите перечень электроприборов и потребляемую ими мощность. Получится приблизительно так.

Чем выше емкость АКБ либо системы батарей, тем подольше проработает присоединенное оборудование при отсутствии централизованного электроснабжения либо доступа к другим источникам энергии.

Для расчета времени автономной работы инвертора напряжения от аккумов необходимо знать:

• емкость и количество батарей;
• мощность, потребляемую нагрузкой в течение часа.

В процессе расчетов следует учесть тот факт, что наибольшая мощность электроприборов не отражает реальную нагрузку на АКБ. Устройства врубаются и выключаются. В почти всех случаях потребляемая оборудованием мощность находится еще ниже наибольшего значения.

Разглядим пример. В этом случае к инвертору подключены:

• электрический чайник;
• холодильник класса А;
• 15 энергосберегающих ламп;
• мотор и система управления откатных ворот;
• котел с принудительной горелкой;
• 4 циркуляционных насоса системы отопления;
• скважинный насос.

Вычисляем среднечасовую норму энергопотребления устройств. Получаем следующее.

Сейчас рассчитаем общую емкость имеющихся аккумов. Допустим, в системе 12 12-вольтовых АКБ (емкость каждой — 200 апмер-час). Получаем 12*12*200 = 28800 Ватт/ч.

Учитываем коэффициент утрат. В примере рассмотрены новые батареи. КПД наибольший – 95 %. Получаем 2800*0,95=27360 Вт/ч.

Сейчас разделим это значение на среднечасовую нагрузку и в конечном итоге получим время работы инвертора от аккума. 27360/1320 = 20,7 ч. Округлим итог в наименьшую сторону. Вышло, что ресурса системы батарей хватит на 20 часов автономной работы присоединенного оборудования.

В данном примере мы разглядели типовой (теоретический) расчет. На время автономной работы устройств оказывает влияние огромное количество различных причин. Посреди них:

Расчет времени работы нагрузки от источника бесперебойного питания

В предшествующей статье мы разобрались с типами источников бесперебойного питания (ИБП) по классу защиты, в этой статье мы разберем методологию расчета времени работы нагрузки от ИБП.

Шаг 1. Находим реальную мощность защищаемой нагрузки.

Сначала определим реальную мощность присоединенного к источнику бесперебойного питания (ИБП) оборудования в ваттах. Для этого нужно высчитать среднее потребление полезной нагрузки. Оно будет отличаться от наибольшей и номинальной мощности, обозначенной в описаниях оборудования.

Пример: номинальная мощность блока питания компьютера 500 Вт, а реальное потребление 140 Вт (экономный микропроцессор — 50 Вт, материнская плата с встроенным GPU — 80 Вт и SSD винчестер — 10 Вт).

Другой пример: присоединенный к ИБП холодильник имеет компрессор с электрической мощностью 150 Вт, но врубается этот компрессор один раз в 10 минут и работает 3 минутки. В данном случае, среднее потребление будет равно:

150 Вт / 10 мин. * 3 мин. = 45 Вт

Если для холодильника обозначено годичное потребление энергии в киловатт-часах, (к примеру, 360 кВт*час в год), то для расчета средней мощности данную величину необходимо поделить на 12:

P = 360 *1000/ 365/24 = 49.31 Вт

Нас интересует средняя активная мощность оборудования, питающегося от ИБП, т.е. мощность, выраженная в ваттах (Вт), а не в вольт-амперах (ВА). Если известна только полная мощность (в ВА), то ее необходимо помножить на коэффициент от 0.6 до 1.0 зависимо от черт оборудования. Этот коэффициент указывается в каталоге продукции производителя оборудования, или в документации к определенному оборудованию.

Шаг 2. Рассчитываем суммарную емкость ИБП.

Аккумуляторная батарея состоит из нескольких одинаковых химических компонент. В случае маленькой мощности ИБП, такая аккумуляторная батарея может состоять из 1-го аккума.

Нужно отыскать суммарную емкость аккумуляторной батареи ИБП. Для этого полное количество аккумов умножим на емкость 1-го аккума.

Приведем пример: ИБП имеет встроенную аккумуляторную батарею, состоящую из 2-ух герметичных свинцовых кислотных аккумов емкостью 7 А*часов и напряжением 12 вольт. В дополнении к этому, к ИБП подключен один наружный батарейный блок с 4-мя такими же аккумами. Тогда суммарная емкость аккумуляторной батареи ИБП будет равна:

C = 7 А*час * (2 + 4) = 42 А*час

Шаг 3. Расчет времени работы нагрузки от ИБП при безупречных критериях.

Рассчитаем время работы полезной нагрузки от аккумуляторной батареи:

T [час] = C [А*час] * V [В] * η / P [Вт], где:

C — рассчитанная ранее суммарная емкость аккумуляторной батареи ИБП в ампер-часах;

V — напряжение 1-го аккума в вольтах;

η — КПД инвертора ИБП (в расчёте примеров используем КПД = 0,92, более подробная информация в замечаниях);

P — рассчитанная ранее средняя мощность присоединенного к ИБП оборудования в ваттах.

Для рассмотренного выше примера (компьютер средней мощностью 140 Вт и ИБП с 2-мя встроенными 12-вольтовыми аккумами на 7 А*часов и наружной аккумуляторной батареей из 4 таких же аккумов) имеем:

T = 42 А*час * 12 В * 0.92 / 140 Вт = 3,312 час = 3 часа 18 мин

Принципиальные поправки и замечания:

1. Рассмотренная нами методика расчета не учитывает ряд зависимостей работы аккума от наружных причин и более точна только при огромных временах (более 10 часов времени разряда) и малозначительных отклонениях от обычных критерий. В случае с большой мощностью нагрузки, по отношению к очень допустимой для работы от ИБП следует высчитать понижающие коэффициенты из приведенных ниже графиков. Также в каталоге продукции Eaton приведена таблица времени резервирования батарей с полезной нагрузкой 70% и 50% от очень допустимой.

2. В пределах концепции энергоэффективной архитектуры (EAA) компания Eaton разработала ряд инноваторских решений, повышающих эффективность систем резервирования оборудования: Система сохранения энергии (ESS) — создана для заслуги наибольшего показателя КПД (на теперешний момент КПД ИБП с технологией ESS = 99%). Приведем график КПД зависимо от нагрузки.

Видео: Расчет времени работы от ИБП, калькулятор (исправленная версия)