ДБЖ Системз

Расчет времени работы ИБП

alexupszakurk — Thu, 31 Aug 2023 11:43:20 +0000

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:

Підключене навантаження, Вт	Время
5000	15 м
3581,376	30 м
2570,112	45 м
2267,616	60 м
1413,12	2 ч
1033,344	3 ч
677,856	5 ч
419,52	8 ч
375,36	10 ч
207,552	20 ч

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%

Подключенная нагрузка, Вт	Время
840	30 м
628,56	45 м
554,58	60 м
345,6	2 ч
252,72	3 ч
165,78	5 ч
102,6	8 ч
91,8	10 ч
50,76	20 ч

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.

Модель АКБ NetPRO	CS 12-33D	CS 12-45D	CS 12-55D	CS 12-65D	CS 12-75D	CS 12-80D	CS 12-100D	CS 12-120D	CS 12-150D	CS 12-200D	CS 12-250D
Ёмкость АКБ	33 Ач (С20)	45 Ач (С20)	55 Ач (С20)	65 Ач (С20)	75 Ач (С20)	80 Ач (С20)	100 Ач (С20)	120 Ач (С20)	150 Ач (С20)	200 Ач (С20)	250 Ач (С20)
Время работы	Підключене навантаження, Вт											Время работы
15 м	2029	2582	3381	3998	н/д	4919	5000	5000	5000	5000	5000	15 м
30 м	1205	1690	2212	2614	3013	3216	3620	4826	5000	5000	5000	30 м
45 м	864	1212	1587	1875	2225	2308	2598	3462	4598	5000	5000	45 м
60 м	763	1069	1402	1656	1783	2038	2292	3056	3710	5000	5000	60 м
2 ч	525	667	873	1031	1074	1270	1428	1904	2210	3323	3968	2 ч
3 ч	384	487	638	754	792	929	1045	1393	1645	2234	2902	3 ч
5 ч	250	319	417	493	549	609	685	913	1149	1520	1902	5 ч
8 ч	156	199	259	306	382	377	424	565	804	1000	1176	8 ч
10 ч	141	176	232	272	315	337	379	504	667	893	1051	10 ч
20 ч	76	98	127	152	165	187	210	279	357	491	583	20 ч

Следует учитывать, что реальные показатели могут отличаться от приведенных данных в зависимости от состояния аккумуляторов, их реальной ёмкости, температуры окружающей среды.

Сообщение Расчет времени работы ИБП появились сначала на ДБЖ Системз.

15 ПРЕИМУЩЕСТВ ИНВЕРТОРНО-АККУМУЛЯТОРНЫХ СИСТЕМ РЕЗЕРВНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

alexupszakurk — Thu, 31 Aug 2023 11:10:46 +0000

Сравнение генератора с ИБП / Инверторной системой

ТОПЛИВНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

ИНВЕРТОРНАЯ СИСТЕМА

ГАБАРИТИ

Большое и тяжелое устройство: в длину может достигать 1 — 2 метров и весить до тонны

①

Компактные: инвертор размером с микроволновую печь и аккумуляторы с габаритами 50х20х20 см

УСТАНОВКА И ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ

Затруднительные: для установки генератора необходимо выделение свободного места (часто — отдельного помещения), заливка под него фундамента, отвод выхлопа, подвод охлаждения и пр. Все это требует дополнительных затрат времени и средств

②

Крайне просты: инвертор монтируется на стене (обычно возле распределительного щитка), рядом устанавливаются аккумуляторы — вдоль стены или стеллажным образом. Ввод в эксплуатацию занимает всего несколько часов

ЭФФЕКТИВНОСТЬ

КПД электростанции обычно не превышает 25%.

③

КПД инверторной системы достигает 98%!

СРОК СЛУЖБЫ

Срок службы генераторов премиум-класса (дизельных) при условии правильного своевременного обслуживания может достигать 20.000 моточасов. Ресурс более дешевых электростанций (особенно бензиновых и газовых) составляет от 1000 до 4000 моточасов.

④

Срок службы наших инверторов составляет 15 лет, что превышает 120.000 часов наработки! Ресурс применяемых нами аккумуляторных батарей — 12 лет (реальных, а не теоретических!).

ПЕРЕГРУЗОЧНАЯ СПОСОБНОСТЬ

Обычно не превышает 10% от номинальной мощности. Это слабое место всех генераторов (особенно бензиновых и газовых), так как некоторое оборудование (например, водяные насосы, компрессоры) в момент запуска развивают токи, в 5-7 раз превосходящие номинальные. И именно в этот момент генератор может не выдержать перегрузки и отключиться (в лучшем случае) или выйти из строя (в худшем).

⑤

Перегрузочная способность наших инверторных систем составляет 200% в течение 30 секунд, а пиковом режиме — до 300%!

БЕСПЕРЕБОЙНОСТЬ. РАБОТА В ХОЛОД И ЖАРУ

Электростанциям с блоком АВР (автоматический запуск) потребуется время на включение: 10-15 секунд, а в холодное время года и того больше (если они вообще запустятся в холод*), что не обеспечивает бесперебойности электропитания.
* Электростанции с мотором, работающим на воздушном охлаждении, могут иметь серьезные проблемы с запуском в холод, а в жару, наоборот, быстро перегреваться и выключаться.

⑥

Время переключения на работу от аккумуляторов составляет не более 10 мс. Это значит, что инверторные системы обеспечивают абсолютную бесперебойность электропитания! Это необходимо, например, чтобы не потерять результаты работы на ПК при пропадании света. Блоки бесперебойного питания с аккумуляторами обычно устанавливаются в технических помещениях, гаражах, где температура зимой не падает ниже 0°С. Рабочий диапазон температур таких систем — от -20 до +50°С.

РАБОТА ПРИ МАЛЫХ НАГРУЗКАХ

Генераторы не любят работать «недогруженными», и тем более без нагрузки — в этом случае они гораздо быстрее исчерпывают свой ресурс. В случае, если, например, свет пропал ночью или когда Вас нет дома, и потребление минимальное, генератор с АВР все-равно запустится и будет жечь топливо без надобности, при этом в двойном темпе расходовать свой ресурс, что приведет к необходимости чаще проводить ТО, ремонт и т.д.

⑦

Никаких трудностей в работе без нагрузки инверторные системы (резервное питание для дома) не испытывают, поскольку инвертор — это чистая электроника, без движущихся механических частей, которые изнашиваются (не считая вентилятор охлаждения и кнопки )

АВТОНОМНОСТЬ

Продолжительность автономной работы электростанции ограничена емкостью топливного бака и составляет, как правило, 4 — 8 часов без дозаправки и без наличия дополнительного топливного бака.

⑧

Время автономности зависит от ёмкости аккумуляторной батареи и может достигать нескольких суток, а установка и использование источников возобновляемой энергетики позволяет сделать систему и весь Ваш дом на 100% автономными!

КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Генераторы малой мощности (до 10 кВА), особенно бензиновые и газовые, обычно не имеют стабилизации напряжения по частоте — это сопровождается гармоническими искажениями вырабатываемого тока, что может привести к некорректной работе и выходу из строя различного оборудования. Особенно чувствительны к качеству электроэнергии отопительные котлы, электродвигатели (например, водяной насос), люминесцентные лампы, а также автоматические выключатели и предохранители.

⑨

Наши инверторы отличаются высоким качеством выходного тока (высокой стабильностью частоты, отсутствием гармонических искажений и скачков по напряжению), поэтому подходят для любых, даже самых чувствительных видов электрооборудования.

ШУМНОСТЬ

Даже самые лучшие образцы со звукозащитным кожухом создают заметный уровень шума (≈65dB), а в открытом исполнении — являются серьезным испытанием для здоровья и психики.

⑩

Практически бесшумные: во время работы шума от них не больше, чем от работы компьютера.

ВЫХЛОПЫ (ЭКОЛОГИЧНОСТЬ)

Выхлопные газы электростанций содержат угарный и углекислый газы, оксиды азота, соединения свинца и углеводородов. Отвод выхлопов является отдельной технической задачей и лишь частично решает проблему чистоты воздуха, которым Вы дышите.

⑪

Практически бесшумные: во время работы шума от них не больше, чем от работы компьютера.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Требуют регулярного технического обслуживания (доливки топлива, замены масла, охлаждающей жидкости, фильтров, регулировок и т.д.) в среднем каждые 100-200 моточасов (дешевые модели — чаще).

⑫

Полностью необслуживаемые: наши инверторы и аккумуляторы не требуют обслуживания — вы практически забываете об их существовании.

РАСХОДЫ НА ТОПЛИВО

Очень существенные: за время эксплуатации могут превысить стоимость самого генератора в N раз! Для примера возьмем достаточно экономичный вариант — электростанцию, работающую на сжиженном газе (мощностью 5 кВт). В течение декларируемого ресурса работы (8.000 моточасов) и потреблении газа 4л/ч по цене 22 грн/литр, затраты на топливо составят: 4х22х8000=704.000 грн. Такой же, если не хуже, результат получается и при эксплуатации бензо/дизельных электростанций. (Доставка топлива — дополнительная статья расходов)

⑬

Поскольку никакого топлива инвертору не нужно, а всю энергию, которую он накапливает в аккумуляторах, Вы бы и так потратили от сети, если бы она не пропадала, то затраты на его содержание близки к НУЛЮ! (с учетом конечного КПД устройства).

РАСХОДЫ НА ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ (ТО)

Также довольно значительные. При необходимости проведения ТО каждые 100-200 мото/часов, стоимости расходных материалов (масла, фильтров и т.д.), примерно 1500-1800 грн. и вызовом специалиста — 200 грн., общие затраты на ТО могут запросто превышать 150.000 грн!

⑭

Блок бесперебойного питания (инвертор) и аккумуляторные батареи не требуют обслуживания. Затраты на ТО = 0 грн!

РАСХОДЫ НА ДОСТАВКУ, УСТАНОВКУ, ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ

Учитывая технические сложности, возникающие при доставке, разгрузке, установке, монтаже и вводе в эксплуатацию электростанции (которая может быть достаточно громоздкой), стоимость этих услуг может обойтись Вам в «круглую сумму».

⑮

Кроме особых случаев, где необходима реорганизация электропроводки, стоимость доставки, установки и ввода в эксплуатацию наших инверторных систем не превышает 200-250 USD.

Сообщение 15 ПРЕИМУЩЕСТВ ИНВЕРТОРНО-АККУМУЛЯТОРНЫХ СИСТЕМ РЕЗЕРВНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ появились сначала на ДБЖ Системз.

10 РАСПРОСТРАНЕННЫХ ОШИБОК ПРИ ПОДБОРЕ ИБП ДЛЯ ДОМА

alexupszakurk — Thu, 31 Aug 2023 11:02:18 +0000

Как выбрать ИБП для дома?

Выбор ИБП зависит от конкретных потребностей и условий работы,
поэтому важно провести тщательный анализ и выбрать наиболее подходящий ИБП для вашей системы.

1. НЕПРАВИЛЬНО ОПРЕДЕЛЕНА МОЩНОСТЬ ИБП И ЁМКОСТЬ АКБ

Очень важно правильно выбрать ИБП, который обеспечит достаточную мощность для ваших устройств и достаточное время автономной работы. Проверьте мощность каждого устройства, которое вы хотите подключить к ИБП, и выберите соответствующую мощность ИБП, с учетом возможных пусковых токов Вашего оборудования. Также учитывайте будущую потребность расширения системы и убедитесь, что ИБП сможет поддерживать дополнительные устройства, которые могут Вам понадобиться.
2. НЕПРАВИЛЬНО ВЫБРАННЫЙ ТИП ИБП

На рынке существуют различные типы ИБП, например источники бесперебойного питания на основе технологии линейного (off-line) инвертора, интерактивного (line-interactive) инвертора или двойного преобразования (online). Выберите тот тип ИБП, который наилучшим образом соответствует требованиям Вашего оборудования относительно времени переключения на аккумуляторы, стабильности выходного напряжения и частоты.
3. НЕПРАВИЛЬНАЯ УСТАНОВКА

ИБП должен быть правильно установлен и настроен. Неправильно установленный и/или настроенный ИБП может некорректно отрабатывать при сбоях в электросети, и не гарантирует защиту Вашего оборудования.
4. НЕОБХОДИМОСТЬ СОВМЕСТИМОСТИ

Убедитесь, что ИБП совместим с вашим оборудованием. Некоторые устройства могут быть чувствительны к колебаниям напряжения и частоты, радиочастотным помехам в сети (которые пропускают на выход ИБП типа line-interactive и off-line), или иметь высокий коэффициент мощности, или высокий уровень индуктивной нагрузки, что может повлиять на работу ИБП и привести к его некорректной работе, или перегрузке.
5. НЕПРАВИЛЬНОЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ

Подключение ИБП к оборудованию и электросети должно быть выполнено правильно. Неправильное подключение ИБП может привести к повреждению оборудования, самого ИБП или компонентов входной электросети.
6. НЕПРАВИЛЬНЫЙ ВЫБОР ПРОИЗВОДИТЕЛЯ И ПОСТАВЩИКА

Выберите производителя, который имеет хорошую репутацию и предоставляет надежную техническую поддержку и гарантийный сервис, в лице компании с хорошей репутацией, высоким уровнем технической службы, складом запчастей.
7. ОТСУТСТВИЕ РЕГУЛЯРНОГО И КВАЛИФИЦИРОВАННОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

ИБП нуждается в регулярном и высококвалифицированном техническом обслуживании, чтобы гарантировать его работоспособность на протяжении всего срока службы, и максимизировать срок службы системы. Своевременная замена батарей, диагностика компонентов, очистка системы от пыли и грязи значительно продлевает срок службы ИБП и повышает уровень надежности системы.
8. ОТСУТСТВИЕ ГАРАНТИИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ

Проверьте условия гарантии производителя и условия технического обслуживания. Важно, чтобы у вас была гарантия на ИБП, а также чтобы производитель предоставлял надежную техническую поддержку в случае необходимости.
9. НИЗКОЕ КАЧЕСТВО

Не выбирайте ИБП только на основе цены. Дешевые ИБП производятся на основе некачественных компонентов, которые имеют ограниченный срок службы, не имеют запаса мощности, поэтому такой ИБП не обеспечит надежную защиту вашего оборудования.
10. НЕСОБЛЮДЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Убедитесь, что ИБП соответствует государственным нормам и требованиям безопасности. Некачественный ИБП может стать источником возгорания или поражения электрическим током.

Сообщение 10 РАСПРОСТРАНЕННЫХ ОШИБОК ПРИ ПОДБОРЕ ИБП ДЛЯ ДОМА появились сначала на ДБЖ Системз.