دليل حساب سعة بطارية UPS

كيفية حساب سعة بطارية نظام إمداد الطاقة غير المنقطع (UPS)
يتطلب تحديد حجم البطارية معرفة القدرة الظاهرية للحمل الكلي، وجهد ناقل التيار المستمر (DC bus)، ومدة التفريغ، وكفاءة العاكس (inverter). يتم حساب إجمالي تيار التفريغ بقسمة قدرة الحمل (بالواط) على ناتج ضرب كفاءة العاكس في جهد ناقل التيار المستمر، ثم الضرب في عدد ساعات مدة التشغيل.

الخطوة 1: حساب الحد الأقصى لتيار التفريغ
لتحديد حجم نظام إمداد الطاقة غير المنقطع بشكل صحيح، يقوم المهندسون بحساب الحد الأقصى لتيار التفريغ باستخدام معايير النظام. وتأخذ هذه المعادلة في الاعتبار القدرة الظاهرية للحمل (بوحدة فولت-أمبير)، ومعامل القدرة، وكفاءة العاكس، وجهد نهاية التفريغ لكل خلية، وذلك لمنع التوقف المفاجئ أثناء انقطاع التيار الكهربائي من الشبكة العامة.

اضرب تصنيف القدرة الظاهرية للحمل (بالكيلوفولت-أمبير) في معامل قدرة النظام للحصول على القدرة الفعلية (النشطة) بالواط.

اقسم إجمالي القدرة الفعلية على كل من نسبة كفاءة النظام والجهد الاسمي لمجموعة البطاريات بالكامل لحساب الحد الأقصى لسحب التيار المستمر.

اضرب قيمة التيار المحسوبة في عدد ساعات التشغيل المطلوبة، مع تطبيق تعديل "عامل التقادم" (aging factor) لمراعاة انخفاض السعة بمرور الوقت.

الخطوة 2: طريقة تحديد الحجم بناءً على القدرة الثابتة
عند التعامل مع أنظمة إمداد الطاقة غير المنقطع الكبيرة، توفر طريقة تحديد الحجم بناءً على القدرة الثابتة دقة فائقة لمتطلبات التشغيل لفترات قصيرة (أقل من 15 دقيقة). تنشر الشركات المصنعة للبطاريات جداول تفريغ توضح القدرة بالواط لكل خلية مقابل فترات تشغيل محددة، مما يسهل إجراء حسابات دقيقة لتجهيزات البنية التحتية للطاقة.

احسب سحب القدرة المطلوب بالواط بناءً على خرج العاكس ومعايير الفقد في الكفاءة.

وزّع إجمالي القدرة المطلوبة (بالواط) على مجموع الخلايا المتصلة على التوالي ضمن بنية ناقل التيار المستمر.

قارن قيمة الواط المحسوبة لكل خلية بمنحنيات التفريغ الخاصة بالشركة المصنعة لاختيار سعة الوحدة المناسبة.

اختيار عدد البطاريات وتكوينها
يعتمد تحديد عدد الوحدات على متطلبات جهد ناقل التيار المستمر للنظام. يؤدي توصيل الوحدات الفردية على التوالي إلى زيادة الجهد ليتوافق مع مواصفات العاكس، بينما تزيد سلاسل التوصيل على التوازي من وقت التشغيل دون رفع جهد الدائرة عن حدود التشغيل الآمنة لبيئة التركيب.

اعتبارات تكامل النظام
يتطلب تركيب نظام إمداد الطاقة غير المنقطع الموازنة بين درجة حرارة الغرفة، وحدود تحمل الأرضية للأحمال، وحماية الدوائر الكهربائية. ويمنع الحساب الدقيق للسعة حدوث تلف مبكر للخلايا ويضمن استمرارية التشغيل عند تعرض شبكة الكهرباء لتقلبات حادة أو انقطاع مفاجئ للتيار.

يعتمد اختيار مصدر طاقة احتياطي موثوق لمعدات الحاسوب بشكل كبير على نوع كيمياء البطارية المستخدمة. لا تزال بطاريات الرصاص الحمضي المنظمة بصمام (VRLA) شائعة الاستخدام، على الرغم من أن بطاريات الليثيوم-أيون توفر كثافة طاقة أعلى ومعدلات شحن أسرع، مما يجعلها مناسبة لخزائن المعدات الحديثة عالية الكثافة.

يتطلب اختيار أفضل نظام لإمداد الطاقة الاحتياطي للحاسوب إجراء حسابات تفصيلية دقيقة بدلاً من الاعتماد على تقديرات تقريبية بسيطة.