1. Условия задачи
Пусть нам нужно рассчитать емкость аккумуляторной батареи
источника бесперебойного питания ( UPS, ИБП). UPS должен проработать от батареи при нагрузке
W ватт в течение H часов. Нам известно, что напряжение батареи ИБП равно Vb вольт, напряжение
аккумуляторов, из которых мы будем составлять батарею, равно Va вольт, а КПД инвертора ИБП равен К
2. Расчет емкости аккумулятора
Определим ток [А] разряда аккумуляторов:
I = W / Vb / K
Если H > 10, то можно сразу рассчитать нужную емкость аккумулятора
[А*час]:
E = I * H
Но при малых временах разряда, аккумулятор отдает только часть емкости.
Поэтому при H = 6, рассчитанную емкость аккумулятора E нужно увеличить на 20%, при H = 4 - на 30 %, при
H = 2 - на 40%, а при требуемом времени 30 минут - удвоить рассчитанную емкость аккумулятора E. Для проверки
расчета нужно посмотреть разрядную кривую выбранного типа аккумулятора для данного тока разряда, и проверить
свой расчет по ней.
3. Пример расчета емкости
Определить емкость аккумуляторной батареи UPS (ИБП), нагрузкой которого является отопительный котел.
Электрическая мощность котла W = 200 Вт;
напряжение батареи UPS Vb = 24 В;
требуемое время работы UPS от батареи H = 6 часов;
КПД инвертора ИБП неизвестен.
Принимаем КПД инвертора равным 80% и рассчитываем ток разряда:
I = 200 Вт / 24 В / 0.8 = 10.4 А
А теперь емкость аккумулятора:
E = 10.4 А * 6 час = 62.4 А*час
Поскольку требуемое время работы равно 6 часам, нужно увеличить
рассчитанную емкость на 20%. Получим 75 А*час.
|
Выбираем аккумулятор. При такой емкости, есть смысл
выбирать из аккумуляторов с номинальным напряжением 12 В. У фирмы CSB есть аккумулятор GPL 12750
(номинальное напряжение 12 В, номинальная емкость 75 А*час, ресурс 10 лет).
Посмотрим
разрядную характеристику аккумулятора: при разряде в течение 6 часов  (опускаю интерполяцию)
до напряжения 1.7 В на элемент, этот аккумулятор отдает ток 12.1 А, что превышает рассчитанный нами ток
10.4 А. Поэтому, выбираем окончательно аккумулятор GPL 12750. Для составления батареи напряжением 24 В,
нам понадобятся два таких аккумулятора, соединенных последовательно.
4. Уточнение расчета емкости аккумулятора (дополнительная проверка)
Обратим внимание на то, что во время разряда аккумулятора, напряжение
на нем уменьшается. Поэтому ток, отдаваемый аккумулятором увеличивается. Учесть это можно, использовав
в расчете характеристику аккумулятора при разряде постоянной мощностью.
Вычислим количество аккумуляторов батареи для рассмотренного выше примера:
N = Vb / Va = 24 / 12 = 2
На каждый аккумулятор батареи приходится мощность:
Wa = W / N / K = 200 / 2 / 0.8 = 125 Вт
Найдем в таблице характеристику
разряда аккумулятора постоянной мощностью.
При разряде до напряжения 1.7 В/элемент аккумулятор  GPL 12750 будет разряжаться на мощность 125 Вт
в течение 7 часов (интерполяцию опять опускаю). Таким образом, уточненная проверка показала,
что нам подходит аккумулятор GPL 12750 и даже есть некоторый запас.
|