Для расчета времени работы источника бесперебойного питания (ИБП) с какой-либо нагрузкой, нужно знать емкость аккумулятора, которая выражается в ампер-часах (А*ч). Однако, в характеристиках ИБП обычно пишут не ампер-часы, а воль-амперы (В*А), то есть пишут мощность. Но это не просто мощность, а идеальная выходная мощность, придуманная маркеторогами. Ключевое слово здесь – "идеальная". То есть такая, которой в реальном мире не может быть. Обозначим ее как Pideal .
Более честные производители указывают эффективную мощность, которая традиционно выражается в ваттах. Обозначим ее как Peffective . Эффективная мощность получается из идеальной путем умножения на коэффициент мощности:
Peffective = k * Pideal
Чему же равен коэффициент мощности k ? В ИБП на выходе устанавливается инвертор, который преобразует 12В, выдаваемых аккумулятором, в 220В, требуемых для питания подключенных устройств. Так как выдаваемый ток переменный, то потеря мощности составляет 1/sqrt(2)=0.70. Плюс исключаем из этой мощности питание самой схемы бесперебойника, и получим коэффициент примерно равный 0.6.
Например, обычный офисный бесперебойник APC Smart UPS 500 имеет мощность 500 В*А. Эта та идеальная мощность, которую может обеспечить аккумуляторная батарея, установленная внутри ИБП. Эффективная мощность, согласно нашей формуле и коэффициенту, будет всего лишь 0.6 от идеальной, т. е. 300 Вт.
Теперь вопрос. Почему мы вначале писали вольт-амперы, а потом стали писать ватты? И то и то является единицей измерения мощности. Традиционно, в вольт-амперах пишут идеальную мощность, а в ваттах – эффективную мощность. Но это величины одной и той же размерности.
Вычислении времени работы устройства
Теперь поймем, как вычислять время работы устройства, запитанного от ИБП. Например, у нас есть управляемый роутер Cisco, который потребляет 50 Вт. Что значит потребляет 50 Вт? Это значит, что в час он для своей работы потратит 50 Вт мощности. То есть, на самом деле, надо бы писать 50 Вт/ч. Обозначим эту величину как Dpower (power demand – расход мощности).
У нас ИБП имеет запас эффективной мощности всего 300 Вт. Это значит, что если оборудование потребляет 50 Вт/ч, то хватит нашего ИБП на:
300 Вт / 50 Вт/ч = 6 ч
То есть, формула для расчета времени будет такой:
T = Peffective / Dpower
То есть, если Dpower будет в размерности Вт/ч, то время получится в часах.
И в заключение, немного бреда
Глядя на размерности мощности (вольт*ампер), вспоминаем из школьного курса физики формулу электрической мощности:
- P – это мощность батареи, выражается в вольт-амперах (В*А),
- V – это напряжение батареи, выражается в вольтах (В),
- I – это сила тока, генерируемая батареей, выражается в амперах (А).
Теперь, зная что в бесперебойниках обычно стоят аккумуляторы с напряжением 12В, Мы можем узнать силу тока, которую способен дать аккумулятор:
I = P/U = 500/12 = 41,6 А
Ох, нифига себе, 41,6 А! Это что же за ток такой? Это нормальный ток. Просто это ток короткого замыкания, когда нет никакого сопротивления, причем ток, расчитанный исходя из идеальной мощности. Но вы же не будете коротить аккумулятор, вы же будете подключать к ИБП нагрузку.
Для расчета времени работы источника бесперебойного питания (ИБП) с какой-либо нагрузкой, нужно знать емкость аккумулятора, которая выражается в ампер-часах (А*ч). Однако, в характеристиках ИБП обычно пишут не ампер-часы, а воль-амперы (В*А), то есть пишут мощность. Но это не просто мощность, а идеальная выходная мощность, придуманная маркеторогами. Ключевое слово здесь – "идеальная". То есть такая, которой в реальном мире не может быть. Обозначим ее как Pideal .
Более честные производители указывают эффективную мощность, которая традиционно выражается в ваттах. Обозначим ее как Peffective . Эффективная мощность получается из идеальной путем умножения на коэффициент мощности:
Peffective = k * Pideal
Чему же равен коэффициент мощности k ? В ИБП на выходе устанавливается инвертор, который преобразует 12В, выдаваемых аккумулятором, в 220В, требуемых для питания подключенных устройств. Так как выдаваемый ток переменный, то потеря мощности составляет 1/sqrt(2)=0.70. Плюс исключаем из этой мощности питание самой схемы бесперебойника, и получим коэффициент примерно равный 0.6.
Например, обычный офисный бесперебойник APC Smart UPS 500 имеет мощность 500 В*А. Эта та идеальная мощность, которую может обеспечить аккумуляторная батарея, установленная внутри ИБП. Эффективная мощность, согласно нашей формуле и коэффициенту, будет всего лишь 0.6 от идеальной, т. е. 300 Вт.
Теперь вопрос. Почему мы вначале писали вольт-амперы, а потом стали писать ватты? И то и то является единицей измерения мощности. Традиционно, в вольт-амперах пишут идеальную мощность, а в ваттах – эффективную мощность. Но это величины одной и той же размерности.
Вычислении времени работы устройства
Теперь поймем, как вычислять время работы устройства, запитанного от ИБП. Например, у нас есть управляемый роутер Cisco, который потребляет 50 Вт. Что значит потребляет 50 Вт? Это значит, что в час он для своей работы потратит 50 Вт мощности. То есть, на самом деле, надо бы писать 50 Вт/ч. Обозначим эту величину как Dpower (power demand – расход мощности).
У нас ИБП имеет запас эффективной мощности всего 300 Вт. Это значит, что если оборудование потребляет 50 Вт/ч, то хватит нашего ИБП на:
300 Вт / 50 Вт/ч = 6 ч
То есть, формула для расчета времени будет такой:
T = Peffective / Dpower
То есть, если Dpower будет в размерности Вт/ч, то время получится в часах.
И в заключение, немного бреда
Глядя на размерности мощности (вольт*ампер), вспоминаем из школьного курса физики формулу электрической мощности:
- P – это мощность батареи, выражается в вольт-амперах (В*А),
- V – это напряжение батареи, выражается в вольтах (В),
- I – это сила тока, генерируемая батареей, выражается в амперах (А).
Теперь, зная что в бесперебойниках обычно стоят аккумуляторы с напряжением 12В, Мы можем узнать силу тока, которую способен дать аккумулятор:
I = P/U = 500/12 = 41,6 А
Ох, нифига себе, 41,6 А! Это что же за ток такой? Это нормальный ток. Просто это ток короткого замыкания, когда нет никакого сопротивления, причем ток, расчитанный исходя из идеальной мощности. Но вы же не будете коротить аккумулятор, вы же будете подключать к ИБП нагрузку.
Время автономной работы ИБП определяется аккумуляторами. Ниже представлены примеры наших работ на случай средних и длительных отключений электричества.
Стоимость и варианты комплектов вы можете посмотреть на странице ИБП для дома.
Часто недостатком ИБП (инверторов) по отношению к генераторам считают ограниченность по времени автономной работы от батарей. Однако следует учитывать, что бюджетные модели генераторов имеют запас топлива в баке на 8-10 часов работы + при доливе топлива требуется обязательные циклы отдыха. Большие стационарные дизельные и газовые генераторы могут без остановки работать сутки и более, но их стоимость с учетом работ по установке и обслуживанию весьма высока. Читайте подробнее статью о различиях генератора и бесперебойника.
В качестве лучшей альтернативы можно рассмотреть инвертор или ИБП (о разнице в этой статье) с большим батарейным банком. Давайте рассмотрим примеры.
Содержание
1. Бюджетный вариант на отдельные автоматы
Бесперебойник мощностью до 3 кВт с 2 или 4 аккумуляторами.
Такое решение позволяет бесперебойно питать:
- Газовый котел отопления (кстати, есть ИБП только для котла отопления)
- Резервное освещение
- Холодильник
- Розетку ТВ, сигнализации, домофона
- Погружные/скважинные насосы с плавным пуском.
Примеры подобных решений:
Инвертор Stark или BiNeos бесперебойно питают отдельные автоматы в щите. При постоянной нагрузке в 200Вт время автономии более 20часов
Можно установить аккумуляторы большей емкости:
Инвертор и 4 аккумулятора Delta DTM 12200 L по 200Ач. Автономная работа более 20 часов уже на нагрузке в 400Вт
Если качество сети низкое, нередки сильные просадки и “моргания” напряжения можно рекомендовать ИБП on-line типа:
– Цены и описания подобных систем
2. Бесперебойное питание одной фазы из трех. Мощность до 6кВт. Бюджет
Как правило, для сохранение комфорта и безопасности резервное питание в доме требуется для ограниченного круга потребителей. Практика показала оптимальность решений по установке источника бесперебойного питания на одну фазу с подключением на эту фазу всего самого ответственного оборудования:
- Система отопления с газовым или твердотопливным котлом
- Холодильники и морозильники
- Всё низковольтное оборудование: видеонаблюдение, домофон, wi-fi, домашний сервер и т.п.
- Любой насос скважины и повышения давления
- Освещение нескольких помещений
- Автоматические ворота
- Часть кухонной техники и т.п.
Для такой системы рационально использовать 4, 6 или 8 внешних аккумуляторов ёмкости 150-250Ач.
Примеры:
Инвертор 6кВт на отдельную фазу. Автономия более 8 часов на нагрузке 700Вт
Здесь использован узкий стеллаж для экономии места. Дополнительно был полностью заменен распределительный щит.
При плохой питающей сети лучше установить ИБП on-line типа с очень качественной стабилизацией напряжения
– Варианты и цены
3. Бесперебойник на весь дом. Мощность от 9кВт. Бюджет от 250т.р.
Когда требуется максимальный комфорт или нет возможности выделить отдельную группу потребителей на резерв, мы монтируем систему гарантированного питания сразу на весь дом. Тут есть несколько вариантов:
350т.р.
Примеры
Инвертор для всего дома с высокоточными стабилизаторами напряжения. 8 АКБ по 200Ач – это автономная работа более 16 часов на постоянной средней нагрузке в 1кВт (среднее потребление дома площадью 200-250 м.кв.)
ИБП конфигурации 3в1 для бесперебойного и стабильного питания коттеджа.
Доступный диапазон мощностей таких ИБП от 20кВа до 120кВа. Возможны как конфигурации со встроенными малыми АКБ для перекрытия времени на старт генератора, так и внешние сборки с огромными батарейными ёмкостями
– Варианты и цены
Посмотрите наше видео про возможные варианты решений:
Ниже представлено ещё несколько систем с большими батарейными банками
Инвертор МАП “Энергия” 9.0/48 и 8 аккумуляторов по 200Ач
Набор из 8 батарей Delta DTM 12200L честной емкостью по 200Ач стал своего рода стандартом для инверторных систем, ориентированных на длительную автономию. При отсутствии хозяев в доме будет работать система отопления и холодильник. Совокупная длительная нагрузка – около 250Вт. Время автономии при этом – почти 4 суток (92 часа). В случае активной деятельности в доме усредненная нагрузка будет около 800-1000Вт в час. Автономия 21-16 часов соответственно. В экономично режиме: отопление+холодильник+свет+ТВ – автономия около 2-х суток.
Инвертор МАП “Энергия” 12.0/48 и 12 аккумуляторов по 200Ач
Установка расположена в отапливаемом гараже и при отключениях света через коммутатор фаз запитывает весь дом. Тестовые отключения показали среднюю нагрузку в час около 900Вт (дом с газом, площадью около 350кв.м). Время автономной работы – 31 час. Другой пример подобной сборки:
Инвертор, который питает одну фазу
Инвертор МАП “Энергия” 12.0/48 и 12 аккумуляторов по 250Ач
Система на базе 12 АКБ Delta DTM 12250L (250Ач – самая большая емкость среди 12В AGM аккумуляторов) питает отопление, водоснабжение, видеонаблюдение. Обеспечивает автономную работу без электричества более 2.5 суток (средняя нагрузка 500Вт). 1кВт нагрузки продержится 36 часов.
ИБП Stark On-line 10 000 и 18 аккумуляторов по 100Ач
Садовое товарищество, где был куплен дом нашим клиентом, отличалось крайне низким качеством питающей сети. Трансформатор на 200кВа питает более 300участков, мощности не хватает, в следствии чего напряжение постоянно проседает и часто вообще пропадает. Решение проблемы – ИБП On-line типа мощностью 10кВа. Батарейный банк – 18 аккумуляторов по 100Ач – Leoch DJM12100 обеспечат автономией около 30 часов на нагрузке 700Вт.
Организация больших батарейных банков для длительной автономии требует правильного подбора головного устройства (ИБП/инвертор), обладающего мощным зарядным устройством для корректной работы с аккумуляторами.
