Як розрахувати час роботи обладнання від безперебійного блоку живлення

Безперебійний блок живлення, ББЖ (або джерело безперебійного живлення – ДБЖ, UPS) дозволяє працювати обладнанню навіть під час перебоїв електроенергії або відсутності подачі електрики від мережі. Сам безперебійник працює від акумуляторів. ББЖ розрізняються за багатьма характеристиками, основна з яких потужність, але головне питання при виборі ДБЖ - скільки часу зможе автономно пропрацювати підключене до джерела безперебійного живлення устаткування. Щоб це дізнатися, необхідно провести ряд розрахунків.

1. Визначити середню потужність навантаження підключених пристроїв

Потужність підключаємих до ББЖ пристроїв визначається підсумовуванням середньої потужності всіх пристроїв.

Розрахуємо середню потужність системи відеоспостереження (P) (значення потужності взяті для прикладу): відеореєстратор 40 Вт + камери відеоспостереження 2 шт. * 5 Вт + мережева інфраструктура 30 Вт + монітор і робоче місце оператора 50 Вт = 120 Вт.

Але тут слід врахувати два моменти:

1. Для підрахунку середньої потужності необхідно використовувати значення у ватах (Вт), а не вольт-амперах (ВА). Відношення ват до вольт-ампер – коефіцієнт потужності, зазвичай становить 60%–70%, але, наприклад, у комп'ютерних серверів цей коефіцієнт дорівнює практично 1.


2. Необхідно використовувати значення середнього споживання потужності, а не максимального або номінального. Зазвичай воно становить близько 50% (а іноді і 30%) від зазначеного максимального. Якщо вибрати UPS по номінально зазначеною виробником потужності, це буде економічно невигідно, оскільки дорогий пристрій буде завантажено не на максимум своїх можливостей. Наприклад, номінальна потужність блоку живлення комп'ютера може бути вказана 500 Вт, а реальне споживання – 120 Вт (якщо мова йде про процесор невеликої потужності – 60 Вт, простої материнської плати з вбудованим графічним адаптером – 50 Вт і невеликому вінчестері – 10 Вт).

2. Розрахувати сумарну ємність акумуляторів UPS

Зазвичай ДБЖ працюють від стандартних акумуляторних батарей свинцево-кислотного типу. Іноді це може бути всього один акумулятор. Сумарна ємність акумуляторів (C) безперебійного блоку живлення розраховується множенням загальної кількості акумуляторів на ємність одного акумулятора.

Наприклад, ББЖ працює від 2 батарей ємністю 17 А•год і напругою 12 В плюс підключений 1 зовнішній батарейний блок з 4 акумуляторів такої ж ємності і напруги:

С = 17 А•год * (2+4) = 102 А•год

3. Розрахувати час роботи ББЖ від акумуляторів

Час роботи від ДБЖ розраховується за формулою:

T [год] = C [А•год] * V [В] * η / P [Вт] ,

де C – розрахована в пункті 2 сумарна ємність акумуляторної батареї UPS в ампер-годинах;
V – напруга одного акумулятора в вольтах;
η – ККД інвертора UPS (зазвичай береться значення 0.85);
P – розрахована в пункті 1 середня потужність підключеного до UPS обладнання у ват (в нашому прикладі - системи відеоспостереження).

У нашому випадку виходить:

T = 102 А•год * 12 В * 0.85 / 120 Вт = 8.67 год = 8 годин 40 хвилин

Використана вище формула розрахунку вірна тільки при великому часі роботи ДБЖ від акумуляторів (8-10 годин). При меншій тривалості роботи і малому часу розряду акумулятор віддає тільки частину своєї ємності. Точне значення цієї величини можна дізнатися з технічних характеристик акумулятора, а приблизна величина показана на графіку.

Як видно з графіка, якщо за формулою результат дорівнює 6 годинам, то з нього потрібно відняти 20%, для 4 годин – 30%, для 2 годин – 40%, а 30 хвилин роботи необхідно поділити на 2, щоб отримати реальні значення.

Підібрати джерело безперебійного живлення для обладнання можна в магазині Безпека Шоп.