Urządzenia bezprzerwowe pozwalają zminimalizować uzależnienie sprzętu domowego i komputerowego od obecności prądu elektrycznego w gniazdkach. Przy przerw w dostawie prądu przydadzą się jako rezerwowe zasilanie urządzeń elektrycznych. Ale przed przystąpieniem do obliczeń wymaganej pojemności baterii w UPS dla określonych potrzeb i przez określony czas, należy wybrać odpowiedni zasilacz bezprzerwowy według rodzaju.

Typowe typy zasilaczy awaryjnych

Najprostszym rodzajem „bezprzerwowego” zasilacza awaryjnego jest rezerwowy UPS, przeznaczony wyłącznie do sieci bezpieczeństwa. Przy nagłych skokach napięcia i prądu w sieci przełączają obciążenie na akumulator, którego ładowanie trwa kilka minut. Nadmiarowe zasilacze UPS posłużą jako odpowiednie rozwiązanie do przechowywania danych i bezpiecznego wyłączania komputera, nic więcej.

Specjalnie do routerów i laptopów produkowane są niskonapięciowe zasilacze UPS z wyjściami niskonapięciowymi na 9/12/15/18 V. Są one również aktywnie wprowadzane do systemów alarmowych, monitoringu i kontroli dostępu.

Sieci bezpieczeństwa w sieciach o niestabilnym napięciu zapewniają interaktywne „uninterruptibles”. Urządzenia te przeznaczone są do krótkotrwałego zasilania komputera i związanych z nim urządzeń peryferyjnych w obrębie jednego stanowiska pracy (10-30 minut). Równolegle wygładzają wahania napięcia w sieci (w granicach kilkudziesięciu woltów). Tych. drugą rolą interaktywnych zasilaczy UPS jest praca jako stabilizatory napięcia. Gdy napięcie przekroczy zakres roboczy, obciążenie automatycznie przełącza się na akumulator zasilacza awaryjnego.

Zasilacze interaktywne pełnią zarówno rolę rezerwy łączeniowej, jak i stabilizatora napięcia.

UPS-y inwerterowe (online) są uważane za najbardziej zaawansowane. Ich praca odbywa się w szerokim zakresie napięć z wyrównaniem napięcia bez skoków i osiadań przy przełączaniu na obciążenie bateryjne. UPS online o tej samej mocy można łączyć równolegle, mając za mało zewnętrznych akumulatorów. Zaawansowane modele inwerterów „bezprzerwowych” mogą być wykorzystywane do tworzenia kopii zapasowych całych budynków.

Dla autonomicznych systemów zasilania opartych na panelach fotowoltaicznych produkowane są hybrydowe zasilacze UPS ze sterownikiem MPPT i wyjściem czystej fali sinusoidalnej. Jednak są one również kompatybilne z tradycyjnymi sieciami elektrycznymi. Takie modele zasilaczy UPS gwarantują najdokładniejszą kontrolę parametrów pracy i dystrybucji generowanej energii. Modele „uninterruptible” z prawidłową sinusoidą służą do zasilania awaryjnego najbardziej czułej elektroniki.

Hybrydowy UPS ze sterownikiem MPPT doskonale nadaje się do zastosowania w autonomicznych systemach zasilania opartych na panelach fotowoltaicznych.

Mobilne stacje zasilania oferują najlepszą autonomię w swojej klasie. Zostały one szczegółowo opisane w osobnym artykule „Autonomiczne zasilanie: czym są przenośne stacje zasilania?”.

Stacje zasilania

Baterie

W zasilaczach awaryjnych stosowane są następujące rodzaje akumulatorów:

  • kwasowo-ołowiowe AGM - niezawodne akumulatory o stabilnej charakterystyce napięciowej, zaprojektowane na około 400-500 cykli ładowania / rozładowania;
  • multi -gel - ulepszona wersja akumulatorów AGM z bardziej lepkim elektrolitem; wytrzymuje 700-800 cykli ładowania/rozładowania;
  • żelowe GEL - akumulatory żelowe z gęstym elektrolitem w stanie galaretowatym mają długą żywotność, dużą pojemność, szeroki zakres temperatur pracy i doskonałą niezawodność, jednak takie akumulatory są droższe i nie tolerują głębokiego rozładowania; ich zasoby często przekraczają 1000 cykli ładowania / rozładowania;
  • litowo-żelazowo-fosforanowe LiFePo4 - najbardziej zaawansowany typ akumulatorów, charakteryzujący się dużą pojemnością energetyczną przy kompaktowych wymiarach, całkowitym brakiem „efektu pamięci”, niskim samorozładowaniem, odpornością na duże wahania temperatury; wytrzymać akumulatory LiFePo4 ponad 7000 cykli ładowania/rozładowania;
  • niklowo-kadmowy NiCd - rzadcy goście na pokładzie „nieprzerywalny”; pomimo wysokiej niezawodności, niskiego samorozładowania i dobrej żywotności (ok. 1500 cykli ładowania/rozładowania), takie akumulatory są wykonane z toksycznych substancji jako wypełniacza i mają notoryczny „efekt pamięci”; ich stosowanie jest celowe w trudnych warunkach środowiskowych z silnymi wahaniami temperatury.
Zasilacze awaryjne wykorzystują różne rodzaje akumulatorów – każdy ma swoje zalety i wady.

Zasilacze do „uninterruptibles” wytrzymują około 5 lat (w idealnych warunkach do 10 lat). Spadek deklarowanej żywotności wynika z częstego i długotrwałego podtrzymania zasilania urządzeń do czasu całkowitego rozładowania akumulatorów oraz wpływu na akumulator wahań temperatury i silnych przeciążeń.

Zasady obliczania wymaganej mocy przyłączeniowej

Obliczenie przybliżonej żywotności baterii podłączonego sprzętu z UPS nie jest takie trudne. Aby to zrobić, musisz znać całkowitą pojemność baterii na pokładzie „urządzenia awaryjnego”, ich napięcie i moc konsumentów. Uwzględniana jest również wydajność falownika UPS(z paszportu urządzenia lub średnia wartość 0,85).

Wszystkie te wskaźniki są dodawane do formuły o następującej postaci:

C (Ah) * V (V) * η / P (W) = T (godziny)

Aby lepiej zrozumieć istotę, rozważmy obliczenie szacowanego czasu pracy sprzętu podłączonego do UPS na prawdziwym przykładzie. Załóżmy, że istnieje „zasilacz awaryjny” z trzema akumulatorami 12 V o łącznej pojemności 27 Ah (trzy akumulatory po 9 Ah). UPS zasila domowy komputer PC, który zużywa około 200 Wh energii:

27 Ah * 12 V * 0,85 / 200 W = 1,377 godziny (1 godzina 23 minuty)

Najczęściej zasilacze UPS są używane w połączeniu z komputerami osobistymi i urządzeniami peryferyjnymi.

Możesz liczyć trochę inaczej. W szczególności istnieje wzór na określenie wymaganej pojemności akumulatorów na określony czas pracy urządzeń z zasilacza UPS. To wygląda tak:

T (godziny) * P (W) / η / V (V) = C (Ah)

Sprawdzamy to w praktyce przy tych samych warunkach z powyższego przykładu (praca sprzętu musi być zapewniona przez 1 godz. 23 minuty (1,377 godz.)):

1,377 godziny * 200 W / 0,85 / 12 V = 27 Ah

Sprawa nieco się komplikuje, jeśli sprzęt jest włączany okresowo (np . lodówka). Sprężarka do przechowywania żywności o mocy 200 W pracuje przez około 2 minuty w odstępach 10-minutowych. Jego średni pobór mocy wynosi 200W*2min. / 10 minut. = 40 W. Ten wskaźnik należy podstawić do obliczeń oczekiwanej żywotności baterii z UPS:

27 Ah * 12 V * 0,85 / 40 W = 6,885 godzin (6 godzin 53 min.)

„Zasilacz awaryjny” z trzema 12-woltowymi akumulatorami o pojemności 9 Ah każdy wystarczy, aby zapewnić pracę domowego komputera PC przez 1 godzinę i 23 minuty. lub do lodówki na prawie 7 godzin. Podobne obliczenia można wykonać dla innych urządzeń gospodarstwa domowego, znając poziom zużycia energii przez sprzęt i charakterystykę „bezprzerwowego”.

Dobrze dobrany UPS pomoże ustanowić autonomiczną pracę lodówki przez kilka godzin z rzędu.

Aby uprościć zadanie, kalkulatory są zaprojektowane do obliczania czasu pracy UPS z baterii. Można je znaleźć w Google i innych wyszukiwarkach.

Popularny inwerter UPS

Laptop i router zasilany przez Powerbank

W materiale „Jak zorganizować pracę zdalną podczas przerw w dostawie prądu” szczegółowo omówiliśmy możliwość zasilania routera i laptopa z baterii Powerbank. A jak długo w takim przypadku umowny router bezprzewodowy o parametrach pobieranego napięcia i prądu 9 V / 1 A utrzyma się na powierzchni? Zgadnijmy.

Aby obliczyć żywotność baterii routera, używamy następującego wzoru:

W (Wh) * η / (V (V) * I (A) = T (godziny)

Pojemność baterii banku mocy w W * h jest zwykle wskazana na tabliczce znamionowej, a dla wydajności przyjmujemy średnią wartość 0,8. Popularny model Xiaomi Mi Power Bank 3 20000 posiada baterię o pojemności 74 Wh. Na jego przykładzie wykonujemy obliczenia:

74 Wh * 0,8 / (9 V * 1 A) = 6,578 godzin (6 godzin 35 minut)

Aby nie zostać bez internetu podczas przerw w dostawie prądu, router można zasilać z baterii Powerbank.

Należy pamiętać, że do prawidłowego zasilenia routera z power banku mogą być potrzebne specjalne kable z wbudowanymi wzmacniaczami napięcia lub wyzwalaczami Quick Charge / Power Delivery. Urządzenia te są również dostępne jako osobne rozwiązania z portami USB. Szerzej opisaliśmy je we wspomnianym artykule „Jak zorganizować pracę zdalną podczas przerw w dostawie prądu”.

Powerbank do ładowania laptopa

_____

Pamiętaj, że nie ma sytuacji beznadziejnych. Możesz złagodzić skutki zwijających się i awaryjnych przerw w dostawie prądu, jeśli masz pomysłowość i trzeźwe kalkulacje doboru odpowiedniego sprzętu do zasilania awaryjnego sprzętu domowego i komputerowego.