كيفية حساب عدد البطاريات لأنظمة UPS

يعد نظام إمداد الطاقة غير المنقطعة (UPS) مكونًا مهمًا لحماية الطاقة الحديثة، حيث يوفر طاقة احتياطية قصيرة الأجل لضمان التشغيل المستمر للأجهزة الأساسية أثناء انقطاع التيار الكهربائي. يرتبط عدد البطاريات المطلوبة لنظام الإمداد غير المنقطع بالطاقة ارتباطاً مباشراً بالوقت الاحتياطي الذي يمكن أن يوفره. تعتمد سعة البطارية وعددها المطلوب على العديد من المعلمات الرئيسية، مثل تصنيف طاقة يو بي إس، ووقت النسخ الاحتياطي، والجهد الكهربائي للبطارية. دعونا نفصل كيفية حساب العدد المطلوب من البطاريات لنظام يو بي إس.

1. العوامل الرئيسية التي تؤثر على كمية بطارية UPS

عند حساب عدد البطاريات اللازمة لوحدة يو بي إس، تلعب العوامل التالية دوراً حاسماً:

1. طاقة التحميل
   تحدد طاقة الحمل الخاصة بـ UPS سعة البطارية المطلوبة. تستخدم أنظمة يو بي إس عادةً الطاقة الظاهرية (تقاس بالقدرة VA) بدلاً من القدرة الحقيقية (W) عند حساب احتياجات البطارية.
2. جهد الإنهاء (V_LOW)
   يشير هذا إلى الجهد الذي لا تستطيع البطارية عنده توفير طاقة قابلة للاستخدام. بالنسبة لبطارية بجهد 2 فولت، عادةً ما يتم ضبط V_low على 1.7 فولت، أما بالنسبة لبطارية 12 فولت، فهو 10.2 فولت.
3. جهد العوْم (V_float)
   الجهد العائم هو الجهد المستخدم لإبقاء البطارية في وضع الاستعداد وضمان طول عمرها. بالنسبة لبطاريات 2 فولت، يتم ضبط V_float على 2.3 فولت، وبالنسبة لبطاريات 12 فولت، يكون عادةً 13.8 فولت.
4. عامل تحويل سعة البطارية (خ)
   يختلف هذا العامل باختلاف مدة التفريغ. فمعدل التفريغ لمدة 10 ساعات يساوي 1 خ، ومعدل 5 ساعات يساوي 0.9، ومعدل 3 ساعات يساوي 0.75، ومعدل ساعة واحدة يساوي 0.6.
5. تيار البطارية (I)
   هذا هو التيار المطلوب لتزويد الطاقة لحمل UPS، مما يؤثر بشكل مباشر على سعة البطارية المطلوبة وعددها.
6. وقت النسخ الاحتياطي (T)
   يحدد وقت النسخ الاحتياطي المدة التي يمكن أن تزود فيها وحدة يو بي إس بالطاقة بدون إدخال تيار متردد. تتطلب أوقات النسخ الاحتياطي الأطول المزيد من البطاريات.
7. جهد التيار المستمر للتيار المستمر (فولت)
   تعمل أنظمة UPS عادةً بجهد تيار مستمر يتراوح من 24 فولت إلى 384 فولت. يعتمد تكوين البطارية المطلوب على جهد النظام.

2. طريقة الحساب الأساسية لكمية بطارية UPS

باستخدام المعلمات أعلاه، يمكن حساب عدد البطاريات المطلوبة باستخدام المعادلات التالية:

1. عدد البطاريات (N):
   بالنسبة لنظام البطاريات بجهد 12 فولت، يتم حساب عدد البطاريات اللازمة على النحو التالي:
   N=V12VVN = \frac{V}{12V}N=12VVV
   على سبيل المثال، سيتطلب نظام UPS بجهد 36 فولت 3 بطاريات كل منها 12 فولت.
2. تيار البطارية (I):
   التيار المطلوب من البطارية هو:
   I=PtotalVI = \frac{P_{P_{{{نص{{{تجمالي}}}{V}I=VPtotal
   بالنسبة لوحدة إمداد بالطاقة غير متقطعة بقوة 1000 فولت أمبير وبجهد 36 فولت، فإن التيار سيكون
   I=100036=28AI = \frac{1000}{36} = 28AI=361000=28A.
3. سعة البطارية الفعلية (C):
   يتم حساب سعة البطارية المطلوبة على النحو التالي:
   C=I×TKhC = \frac{I \times T}{K_h}C=KhI×T
   على سبيل المثال، مع 28 أمبير من التيار و 4 ساعات من وقت النسخ الاحتياطي عند خ = 0.9، ستكون سعة البطارية المطلوبة:
   C=28×40.9×40.9=124AHC = \frac{28 \times 4}{0.9} = 124AHC=0.928×4=124AH.

3. مثال على تكوين بطارية UPS

بالنسبة لوحدة إمداد بالطاقة غير المنقطعة بقدرة 1 كيلو فولت أمبير تتطلب 4 ساعات من الوقت الاحتياطي مع نظام 36 فولت وبطاريات 100 أمبير، ستكون الحسابات على النحو التالي:

1. عدد البطاريات:
   N=36V12V12V=3N = \frac{36V}{12V} = 3N=12V36V36V=3
   يلزم وجود ثلاث بطاريات 12 فولت.
2. تيار البطارية:
   I=1000136=28AI = \frac{1000}{36} = 28AI=361000=28A
3. سعة البطارية:
   C=28×40.9×40.9=124AHC = \frac{28 \times 4}{0.9} = 124AHC=0.928×4=124AH

ولذلك، يمكن تكوين نظام UPS مع 3 بطاريات بقوة 100 أمبير أو 6 بطاريات بقوة 65 أمبير، حسب التكلفة واحتياجات المستخدم.

4. خاتمة

يعد حساب عدد البطاريات لنظام يو بي إس مهمة معقدة تتضمن العديد من المعلمات، بما في ذلك طاقة يو بي إس، وجهد البطارية، ووقت النسخ الاحتياطي، وسعة البطارية. من خلال إجراء حسابات دقيقة، يمكن للمرء أن يضمن قدرة نظام UPS على توفير طاقة احتياطية مستقرة أثناء انقطاع التيار الكهربائي، مما يلبي متطلبات المستخدم بفعالية.