نحوه ­ی اندازه گیری ظرفیت باتری یو پی اس

اندازه گیری توان AC به شرح زیر است:

VA = توان، اگر و تنها اگر PF = 1. اگر PF کوچکتر از یک باشد در اینصورت خواهیم داشت:

 ÷ PF = VA توان

ضریب توان عددی بین 0 و 1 است که نشان دهنده کسری از جریان بار است که توان مفید را برای بار فراهم می­کند. همانطور که می­دانید تنها در بخاری برقی یا لامپ رشته ای ، توان برابر با 1 است. در حالیکه برای سایر تجهیزات الکتریکی این مقدار کوچکتر از یک بوده، یعنی مقداری از جریان بار وارد می­شود و سپس بدون تحویل توان از سیستم خارج می­شود. این جریان ، متشکل از جریان­های اعوجاجی یا واکنشی است ، که نتیجه ­ای از ماهیت بار الکتریکی می­ باشد. برای درک بهتر به این نکته توجه کنید که این جریان اعوجاجی ، که به دلیل بار ایجاد می­شود ، باعث می­شود که اندازه ­ی بار VA از میزان بار وات بزرگتر باشد. 

در اکثر موارد ، تنها چیزی که مصرف کنندگان از درک آن کوتاهی می­ کنند ، اندازه گیری و بررسی باتری سیستم های برق پشتیبان است. در واقع اغلب اوقات مصرف کنندگان بدون نگاه به جزئیات دقیق­تر ، با توجه به قیمت دستگاه آن را تهیه می­ کنند. اغلب، فروشندگان سودجو برای افزایش فروش خود، باتری­ های قطعات را دستکاری یا کم می­ کنند و بعدها ادعاها و بهانه­ های نابجایی در مورد محصول دارند. دقت کنید که باتری با ظرفیت کوچکتر ، بسیار بصرفه تر است ، اما انتظار داشتن زمان نگهداری بالا برای چنین سیستم یو پی اسی اغلب غیر ممکن است. در بخش بعدی نحوه محاسبه­ ی مشخصات باتری ارائه شده است تا اگر قصد خرید محصول را داشتید اطمینان حاصل کنید که آنچه را نیاز دارید، تهیه کنید.

 تعدادی از عوامل که در انتخاب باتری یو پی اس موثرند عبارتند از:

1-بار:

هرچه بار مورد نظر برای پشتیبانی سیستم بیشتر باشد ، باید ظرفیت باتری ها نیز بیشتر باشد. در مثال ارائه شده از بار W 1000 استفاده کرده­ ایم.

2-زمان نگهداری مورد نیاز:

همانطور که در بخش بالا ذکر کردیم ، هر چه مدت زمان نگهداری مورد نیاز بیشتر باشد ، ظرفیت باتری نیز بیشتر خواهد بود. در مثالی که ارائه خواهیم داد از زمان نگهداری 1 ساعته استفاده کرده ­ایم.

3- نوع شارژر

UPS نمی­تواند ظرفیت نامتناهی از باتری را در خود جای دهد. بنابراین ظرفیت باتری با توجه به اندازه شارژر محدود می ­شود. معمولاً ظرفیت باتری نباید بیش از 12 برابر حداکثر جریان بار باشد. یک شارژر  A 5 تنها می­تواند AH 60 باتری را در خود جای دهد با این حال ، اگر انتظار می رود تخلیه باتری(دشارژ) کمتر از یک دفعه در هر 10 روز باشد ، ممکن است در موارد بیشتر حداکثر میزان شارژ به 20 برابر جریان بار برسد. در مثال ارائه شده ما فرض خواهیم کرد که UPS ما دارای شارژر A 10 است.

4- باس DC

DC Bus یک ولتاژ مورد نیاز برای کار کردن مبدل است و تعداد باتری های سری مورد نیاز برای راه­ اندازی مبدل را تعیین می­ کند. این اطلاعات از طریق منبع UPS در دسترس است و باید در برگه مشخصات آنها به وضوح ذکر شود. باس ­های DC از 12 ولت (باتری x 1) تا V480 (باتری x 40) متغیر هستند. در مثالی که مطرح خواهیم کرد یک باس DC 36V  را نظر گرفته ­ایم.

5- بازده (راندمان) UPS

اینورترها (یا مبدل­ها) برای راه ­اندازی قطعات الکترونیکی داخلی مقداری از انرژی تأمین شده توسط باتری ­ها را استفاده می ­کنند و بنابراین تمام ظرفیت باتری برای اجرای بار سیستم در دسترس نیست. همچنین ، برخی از برق به دلیل کابل­کشی و اتصالات به ویژه در صورت وجود کابل های DC طولانی از بین می­رود. در مثال ارائه شده 70٪ بازده اینورتر را در نظر می­گیریم.

6-نوع باتری

امروزه انواع بسیاری از باتری ها در بازار موجود است ، از باتری های اسید سرب و کاملاً مهر و موم شده با تعمیر و نگهداری رایگان استفاده می­کنیم که در صنعت بسیار رایج است. لازم به ذکر است که باتری ها در بارهای بالاتر بطور نمایی سریعتر از بارهای پایین­تر تخلیه می­شوند ، بنابراین اگر یک باتری، یک ساعت زمان نگه­داری را در A5 تامین کند ، این زمان به طور قابل توجهی کمتر از مدت زمان نگهداری30دقیقه در A10 خواهد بود، که این مقدار معمولاً به ترتیب 10 تا 15٪ کمتر است. برای درک بهتر ، منحنی­ های دشارژ یك باتری را بررسی کنید. با این حال،یک قاعده ی کلیبرای افزایش دقت زمان نگهداری سیستم، وجود دارد که به ترتیب زیر است:

1. برای زمان نگهداری کمتر از 2 ساعت ، یک ضریب 1.5 در جریان باتری مورد نیاز نهایی اعمال می­شود.

2. برای زمان نگهداری بالاتر از 2 ساعت ، یک ضریب 1.3 در جریان باتری مورد نیاز نهایی اعمال می شود.

محاسبات

از اطلاعاتی که در بالا ذکر شد داریم:

بار = 1000وات

باس DC = 36V (باتری 3 x 12V )

زمان نگهداری مورد نیاز = 60 دقیقه

بازده مبدل = 70 درصد

شارژر = 10 آمپر

ابتدا باید جریان مورد نیاز برای عملکرد بار و مبدل را محاسبه کنیم:

I = Load / (70%) / (DC Bus)
I = 1000 / 0.7 / 36
I = 39.68A

از موارد فوق می توان دریافت که برای تامین برق بار و مبدل به مدت 1 ساعت ، باتری باید  A 39.68 را به مدت 1 ساعت = 39.68 (AH) تأمین کند. با این وجود ، با استفاده از قانون که در بالا ذکر شد برای ماهیت نمایی منحنی­های تخلیه باتری ، باید جریان مورد نیاز را با ضریب 1.5 افزایش دهیم.

I = 39.68 x 1.5
I = 59.52

از این رو یک باتری AH 59.52 لازم است تا زمان نگهداری 1 ساعت را برای بار W 1000 تأمین کند. با این حال ، تولید کنندگان، دیگر باتری های AH 59.52 را تولید نمی­ کنند، به همین دلیل بزرگترین اندازه استاندارد برای یک باتری را انتخاب کنید. در این مورد یک باتری AH 65 را انتخاب کرده ­ایم. در نهایت ، از آنجا که باس DC به ورودی 36 ولت V 12 x 3 نیاز دارد ، برای تکمیل سیستم به باتری های AH 65 که به صورت سری متصل شده اند نیاز است. محاسبات فوق ممکن است کمی سخت به نظر برسد و ممکن است بسیاری از مصرف کنندگان فکر کنند که یادگیری چیزی که احتمالا فقط یک بار در طول زندگی به آن احتیاج داشته باشند ، ضروری نباشد. اما در اینجا یک قاعده اساسی وجود دارد و ان اینست که توجه به جزئیات بسیار مهم است. سعی کنید همواره از نحوه و درستی عملکرد UPS ، باتری ، کابینت و نصب هر کدام در یک خط جداگانه با توضیحات کامل از جمله تعداد و ظرفیت باتری ها اطمینان حاصل کنید. از این طریق می توانید به اختلاف قیمت بین دستگاه هایی که خریداری می­ کنید، پی ببرید و مناسب­ترین نوع آن را انتخاب کنید.