Как рассчитать время работы ИБП
Для того, чтобы произвести расчет времени автономной работы ИБП, нужно знать несколько факторов.
Начнем с простого.
Время автономной работы ИБП зависит от потребляемой совокупной мощности нашего оборудования, запаса энергии, отдаваемой аккумуляторами, и КПД самого источника бесперебойного питания.
Как рассчитать ёмкость запасённой энергии аккумуляторов для ИБП
Рассчитаем ёмкость аккумуляторов в Вт*ч. Для этого умножим напряжение АКБ на емкость. Например, для свинцово-кислотного аккумулятора с маркировкой 12V100Ah (C20) емкость при приблизительном подсчете составит:
12В * 100Ач = 1200 Вт*ч (при 20-ти часовом постоянном разряде — параметр С20).
Если в цепи 4 таких аккумулятора, то умножаем полученное значение на 4:
1200 Вт*ч * 4 = 4800 Вт*ч
Еще раз уточним, что это неточный подсчет на скорую руку, который может не отражать реальную запасенную энергию в системе бесперебойного питания.
Сколько энергии в свинцово-кислотном аккумуляторе
Особенностью свинцово-кислотных аккумуляторов, в отличие от литиевых, является то, что чем быстрее происходит разряд (большей мощностью), тем меньше энергии они отдают. Этот параметр можно узнать из технической спецификации аккумулятора.
Приведем для примера техническую спецификацию для аккумулятора NetPRO Battery CS12-100D (12В 100Ач). Эти аккумуляторы хорошо себя зарекомендовали в соотношении цена — качество — надежность.
Также во внимание стоит брать глубину разряда аккумуляторов. На некоторых моделях ИБП этот параметр можно настроить. В технической спецификации он представлен, как «Конечное напряжение разряда на элемент». Например, для аккумулятора NetPRO Battery CS12-100D конечное напряжение разряда представлено для значений: от 1,60 В/эл до 1,80 В/эл. Для большинства моделей инверторов этот параметр по умолчанию задан, как 1,75 В/эл.
В свинцово-кислотном аккумуляторе 12В имеется 6 элементов. Соответственно конечное напряжение разряда для аккумулятора = 1,75 В/эл*6 эл = 10,5 В.
В таблице ниже показано, сколько энергии отдаст согласно разрядным характеристикам аккумулятор NetPRO Battery CS12-100D при разряде до 1,75 В/эл за разное время:
Время (ч) | 0,25 | 0,5 | 0,75 | 1 | 2 | 3 | 5 | 8 | 10 | 20 |
Энергия (Вт) | 372 | 486,6 | 523,8 | 616,2 | 768 | 842,4 | 921 | 912 | 1020 | 1128 |
Для сравнения приведем разрядные характеристики аккумулятора премиум-класса EverExceed DP-12100 (12В 100Ач):
Время (ч) | 0,25 | 0,5 | 0,75 | 1 | 2 | 3 | 5 | 8 | 10 | 20 |
Энергия (Вт) | 421,5 | 561 | 675 | 726 | 788,4 | 847,8 | 927 | 1017,6 | 1056 | 1189,2 |
Таким образом мы видим, что при 3-х часовом разряде аккумулятор отдаст на 25-30% меньше энергии, чем при 20-ти часовом. Эти данные стоит принимать во внимание при расчете времени автономной работы ИБП.
Номинальная емкость литиевых аккумуляторов
Стоит отметить, что для литиевых аккумуляторов LiFePO4 такая особенность, как для свинцово-кислотных, не наблюдается. Энергия, полученная от разряда током от 0,1С до 1С, где С — это номинальная ёмкость аккумулятора в амперах, будет отличаться лишь на несколько процентов от номинальной ёмкости.
Например, для LiFePO4 аккумулятора EverExceed EP-48100 (48В100Ач) номинальная энергия = 4800 Вт*ч.
Согласно приведенному графику мы видим минимальное отклонение ёмкости от разных токов разряда для литиевых АКБ.
Сколько мы сможем получить энергии из аккумулятора?
Мы уже можем просчитать запас энергии в аккумуляторной системе. Реально мы сможем использовать этот объем энергии с учетом КПД инвертора. Как правило, КПД источника бесперебойного питания может варьироваться от 80% до 96%. Этот параметр можно узнать из спецификации с техническими характеристиками устройства.
Пример расчета времени автономной работы ИБП
Пример 1.
Возьмем солнечный инвертор нового поколения NetPRO Phaeton-II 5000 (5kW, 48V, off-grid, on-line!, MPPT 1x6kW, 500VDC, макс.ток заряда АКБ 100А, Wi-Fi, parallel optional)
К инвертору можно подключить аккумуляторы на 48В. Возьмем для примера 4 аккумулятора NetPRO Battery CS12-100D (12В 100Ач).
КПД инвертора = 92%
Согласно разрядным характеристикам аккумулятора при разряде постоянной мощностью на элемент (Ватт при 25°C) до 1,75 В/эл:
| Конеч. напр./Время | 15 м | 30 м | 45 м | 1 ч | 2 ч | 3 ч | 5 ч | 8 ч | 10 ч | 20 ч |
| 1,75 | 248 | 162,2 | 116,4 | 102,7 | 64 | 46,8 | 30,7 | 19 | 17 | 9,4 |
Осуществив вышеописанные расчеты с учетом КПД инвертора, получаем:
Таким образом, при постоянной нагрузке 1033 Вт система бесперебойного питания проработает 3 часа. А при постоянной нагрузке в 375 Ватт — 10 часов.
Пример 2.
Возьмем маломощный инвертор NetPRO Home 1200 (840W, 12V, Off-line, макс.ток заряда АКБ 20А)
К инвертору можно подключить аккумулятор на 12В. Возьмем для примера 1 аккумулятор NetPRO Battery CS12-100D (12В 100Ач).
КПД инвертора = 90%
Мы видим, что при полной постоянной нагрузке в 840 Вт система проработает 30 минут, а при постоянной нагрузке в 50 Вт — 20 часов.
Пример типового расчета времени работы ИБП от аккумуляторов различной ёмкости
Приведем ниже пример таблицы времени автономной работы конкретной типовой модели ИБП с комплектами свинцово кислотных аккумуляторов AGM NetPRO Battery CS различной емкости. Данные приведены с учетом таблицы разрядных характеристик аккумуляторов и КПД инвертора.
Следует учитывать, что реальные показатели могут отличаться от приведенных данных в зависимости от состояния аккумуляторов, их реальной ёмкости, температуры окружающей среды.
