Подбор аккумуляторов к инверторам и ИБП
К инвертору напряжением аккумуляторной батареи (АКБ) 12 В выбирается АКБ с ёмкостью от 55Ач. Вместо одного могут быть подключено два АКБ, соединенных параллельным способом (их емкости суммируются, а напряжение АКБ остается прежним).
К инвертору напряжением аккумуляторной батареи (АКБ) 24 В выбирается два или четыре АКБ с ёмкостью от 55Ач. В случает четырёх - подключение двух АКБ соединенных параллельным способом, к каждому их которых присоединено по АКБ последовательным способом (4шт - соединяются по два последовательно - двумя параллельными линиями).
Системы бесперебойного питания решают задачи, где недопустимо даже кратковременное (при переключение на резервную систему) пропадание питания, обслуживают серверное компьютерное и сетевое оборудование, газовые котлы (после переключения на резервную систему они могут самостоятельно не запуститься) и т.п. Системы бесперебойного питания способны обеспечить непрерывное питание нагрузки при пропадании напряжения поддерживают питающее напряжение от нескольких минут до нескольких часов (до запуска системы резервного питания).
При этом подключенные приборы даже не замечают, что напряжение пропало и сработала система бесперебойного питания, затем включилась система резервного питания, и, наконец, подача электроснабжения возобновилась. Для подключённых приборов (нагрузки) всё выглядит так, как будто электричество и не пропадало.
Системы бесперебойного питания основаны на запасании энергии в АКБ, и её расходовании при пропадании напряжения в питающей сети до тех пор, пока не будет израсходована вся энергия аккумуляторов. Системы бесперебойного питания имеют несколько названий - бесперебойник, ИБП, UPS и иные.
Функциональные элементы ИБП:
- Аккумулятор
- Блок заряда АКБ
- Преобразователь постоянного напряжения 12В от АКБ к переменному 220В
- Контроллер, следящий за наличием птающего напряжения и управляющий работой других блоков.
У ИБП есть один существенный недостаток - встроенные АКБ, эти моноблоки предназначены для работы с компьютерной/офисной техникой и поддерживают напряжение в течении всего 5-15 минут (в рассчёте на то, что за это время пользователь успеет сохранить все открытые файлы и корректно завершит работу операционной системы или же будет запущена система резервного питания).
Инвертор встроенных батарей не имеет, к нему подключаются внешние АКБ, что позволяет подобрать такую ёмкость АКБ, чтобы обеспечить длительное время автономной работы системы бесперебойного питания. Время работы определяется силой тока и ёмкостью аккумулятора.
Ёмкость аккумуляторов измеряется в Ампер-Часах, для того, чтобы понять на сколько часов хватит его заряда, нужно ёмкость АКБ поделить на силу тока (в амперах), снимаемую с него.
Пример, Рассчет времени работы от АКБ
Условно, для примерного расчёта, ринимаем КПД инвертора 100%. К инвертору подключен аккумулятор на 55А-Ч, нагрузка 300Вт, сколько он проработает автономно?
- UАКБ = 12В (из описания инвертора)
- Pнагр = 300Вт
- CАКБ = 55А-ч
- tАВТ = CАКБ х UАКБ / Pнагр = 55 х 12 / 300 = 2.2 часа
Пример, какой ёмкости нужен АКБ чтобы обеспечить 2.2часа работы
- CАКБ = Pнагр х tАВТ / UАКБ = 300 х 2.2 / 12 = 55А-ч
Инверторы Энергия работают лишь с кислотными аккумуляторами по причине того, что микропроцессор блока зарядки АКБ отслеживает различные состояния только этого типа батарей:
- Необходимость заряда
- АКБ полностью заряжен
- Требуется «тренировка» аккумулятора
- Требуются меры по устранению сульфатации пластин АКБ.
В инверторах мощностью более 1кВт используется напряжение АКБ 24В (2 АКБ соединенных последовательно), это позволяет снизить ток на клеммах АКБ. В более мощных - напряжение АКБ уже 48В и 96В. Инверторы более чем на 5кВА это уже редкость, ведь даже они требуют как минимум 4-х аккумуляторов (чтобы напряжение было 48В).
Расчет количества аккумуляторов для системы бесперебойного питания в зависимости от величины нагрузки (в Вт-час) и времени необходимой непрерывной работы от аккумуляторов в часах.
Расчет количества АКБ при постоянной мощности потребления
Заранее рассчитываем Суммарную мощность потребления в Вт-час и Время необходимой непрерывной работы от аккумуляторов.
Выбираем тип инвертора (в зависимости от суммарной мощности нагрузки, коэффициент запаса по мощности для инвертора - 0,75). При этом большинство электроприборов не работает постоянно (холодильники, насосы, СВЧ-печи, лампочки, телевизоры и иные), но имея двигатели образуют большие пусковые токи.
Выбираем напряжение аккумуляторной батареи в зависимости от типа инвертора - 12 В, 24 В (48 В и 96 В для нашего оборудования не актуальны).
Определяется необходимая емкость батареи
- Е бат. = (Р потр. x Т рез. ) / (U бат. 0,8 х КПД инв.)
Е бат. - необходимая емкость батареи
Р потр. - суммарная мощность потребления
T рез. - время необходимой непрерывной работы
U бат. - напряжение батареи
0,8 - коэффициент запаса (20%-ая глубина разряда - гарантирует сохранность работы батарей), рекомендовано - 0,5 (50%-ая глубина разряда аккумуляторной батареи)
КПД инв - Коэффициент полезного действия инвертора, от 0,85 до 0,95 (указано в тех. информации по инверторам)
Определяется необходимое, Минимальное по напряжению, количество АКБ
- N акк. = U инв. пт. / U акк. ном.
N акк. - количество аккумуляторов
U инв. пт - напряжение инвертора по постоянному току - 12 В, 24 В (48 В, 96 В)
U акк. ном. - номинальное напряжение аккумулятора
По необходимому времени резервирования и мощности
- N комп. = Е бат. / Е акк. ном.
Е бат. - необходимая емкость батареи (Е бат. = (Р потр. Т рез. ) / (U бат. 0,8 х КПД инв))
Е акк. ном. - номинальная емкость аккумулятора (по таблице производителя)
N комп. - число аккумуляторов (округляется в большую сторону до ближайшего целого числа)
Определяется общее количество аккумуляторов:
- N общ. = N акк. х N комп.
Расчет будет более точным при составленной таблице потребления за период желаемого времени резервирования.
Инвертор - это трансформатор, преобразующий постоянный электрический ток (в среднем 12 В) от аккумуляторных батарей в переменный, и изменяющий напряжение в зависимости от ситуации. Если электричество подается в обычном режиме, инвертор начинает заряжать аккумуляторные батареи (АКБ), а если напряжение падает или отключается, питание домашней сети переходит на АКБ, превращая их постоянное напряжение 12В в переменное – 220В/50Гц. Сочетание инверторов Энергия с аккумуляторами Энергия позволяют создать надежные и мощные источники бесперебойного питания.
Инвертор преобразует постоянный электрический ток (в среднем 12 В) от аккумуляторных батарей в переменный, и изменяет напряжение в зависимости от ситуации. Если электричество подается в обычном режиме, оно начинает заряжать аккумуляторные батареи (АКБ). Если напряжение падает или отключается, питание домашней сети переходит на АКБ, превращая их постоянное напряжение 12В в переменное — 220В/50Гц.
Аккумуляторы, в сочетании с инверторами, позволяют создать надежные и мощные источники бесперебойного питания.
Параметры и последовательность подключения
При последовательном соединении аккумуляторов, формально емкость считается как у одного аккумулятора, а напряжение удваивается (или утраивается, учетверяется и т.д., в зависимости от количества последовательно соединенных АКБ).
При параллельном соединении АКБ – емкость удваивается (утраивается и т.д.), а напряжение остается тем же. Возьмем два аккумулятора 12В 220Ач.
- Соединим последовательно – получим 24В при 200Ач.
- Если соединим параллельно, получим 12В при 400Ач.
Перечень оборудования для монтажа
Способы подключения Напряжени АКБ Ёмкость
| п. | Способ подключения 2 АКБ - по 12В и 200Ач каждый | Ёмкость | Напряжение |
|---|
| 1. | Последовательный | 24В | 200Ач |
|---|
| 2. | Параллельный | 12В | 400Ач |
|---|
