Cómo calcular el número de baterías para sistemas SAI

Un sistema de alimentación ininterrumpida (SAI) es un componente fundamental de la protección eléctrica moderna, ya que proporciona energía de reserva a corto plazo para garantizar el funcionamiento continuo de los dispositivos esenciales durante los cortes de energía. El número de baterías necesarias para un sistema SAI está directamente relacionado con el tiempo de reserva que puede ofrecer. La capacidad y el número de baterías necesarias dependen de varios parámetros clave, como la potencia nominal del SAI, el tiempo de autonomía y el voltaje de la batería. Veamos cómo calcular el número de baterías necesarias para un sistema SAI.

1. Factores clave que afectan a la cantidad de baterías del SAI

A la hora de calcular el número de baterías necesarias para un SAI, los siguientes factores desempeñan un papel crucial:

1. Potencia de carga
   La potencia de carga del SAI determina la capacidad de batería necesaria. Los sistemas SAI suelen utilizar la potencia aparente (medida en VA) en lugar de la potencia real (W) para calcular las necesidades de batería.
2. Tensión de terminación (V_low)
   Se refiere al voltaje al que una batería ya no puede proporcionar energía utilizable. Para una batería de 2V, V_low suele fijarse en 1,7V; para una batería de 12V, es 10,2V.
3. Tensión de flotación (V_float)
   La tensión de flotación es la tensión utilizada para mantener la batería en modo de espera y garantizar su longevidad. Para baterías de 2V, V_float se fija en 2,3V, y para baterías de 12V, suele ser de 13,8V.
4. Factor de conversión de la capacidad de la batería (Kh)
   Este factor varía con la duración de la descarga. Una tasa de descarga de 10 horas tiene un Kh de 1, una tasa de 5 horas es de 0,9, una tasa de 3 horas es de 0,75 y una tasa de 1 hora es de 0,6.
5. Corriente de la batería (I)
   Se trata de la corriente necesaria para suministrar energía a la carga del SAI, lo que influye directamente en la capacidad y el número de baterías necesarias.
6. Tiempo de copia de seguridad (T)
   El tiempo de respaldo determina cuánto tiempo puede suministrar energía el SAI sin entrada de CA. Los tiempos de respaldo más largos requieren más baterías.
7. Tensión CC del SAI (V)
   Los sistemas SAI suelen funcionar con tensiones de CC que oscilan entre 24 V y 384 V. La configuración de batería necesaria depende de la tensión del sistema.

2. Método básico de cálculo de la cantidad de baterías del SAI

Utilizando los parámetros anteriores, se puede calcular el número de pilas necesarias mediante las siguientes fórmulas:

1. Número de pilas (N):
   Para un sistema de baterías de 12 V, el número de baterías necesarias se calcula como:
   N=V12VN = \frac{V}{12V}N=12VV
   Por ejemplo, un SAI con un sistema de 36 V necesitaría 3 baterías de 12 V cada una.
2. Corriente de la batería (I):
   La corriente requerida de la batería es:
   I=PtotalVI = \frac{P_{texto{total}}{V}I=VPtotal
   Para un SAI de 1000VA con 36V, la corriente sería:
   I=100036=28AI = \frac{1000}{36} = 28AI=361000=28A.
3. Capacidad real de la batería (C):
   La capacidad necesaria de la batería se calcula como:
   C=I×TKhC = \frac{I \veces T}{K_h}C=KhI×T
   Por ejemplo, con 28 A de corriente y 4 horas de tiempo de reserva a Kh = 0,9, la capacidad necesaria de la batería sería:
   C=28×40,9=124AHC = \frac{28 \times 4}{0,9} = 124AHC=0,928×4=124AH.

3. Ejemplo de configuración de la batería del SAI

Para un SAI de 1KVA que requiera 4 horas de autonomía con un sistema de 36V y baterías de 100AH, los cálculos serían los siguientes:

1. Número de pilas:
   N=36V12V=3N = \frac{36V}{12V} = 3N=12V36V=3
   Se necesitan tres baterías de 12 V.
2. Corriente de la batería:
   I=100036=28AI = \frac{1000}{36} = 28AI=361000=28A
3. Capacidad de la batería:
   C=28×40,9=124AHC = \frac{28 \times 4}{0,9} = 124AHC=0,928×4=124AH

Por lo tanto, el sistema SAI podría configurarse con 3 baterías de 100 AH o 6 baterías de 65 AH, en función del coste y las necesidades del usuario.

4. Conclusión

Calcular el número de baterías para un sistema SAI es una tarea compleja en la que intervienen varios parámetros, como la potencia del SAI, la tensión de la batería, el tiempo de reserva y la capacidad de la batería. Si se realizan cálculos minuciosos, se puede garantizar que el sistema SAI pueda proporcionar un respaldo de energía estable durante los cortes, cumpliendo eficazmente los requisitos del usuario.

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