Особливості розрахунку потужності джерела безперебійного живлення

Кращим рішенням для захисту приладів від раптових відключень електроенергії будуть джерела безперебійного живлення (ДБЖ). Вони швидко подають струм від акумуляторів, забезпечуючи автономну роботу обладнання. Їх можна використовувати самостійно чи разом з генераторами або сонячними батареями. Щоб всі пристрої завжди працювали в штатному режимі, вам необхідно правильно розрахувати потужність ДБЖ і визначити оптимальну місткість акумуляторної батареї. Розбираємося, як це зробити та як уникнути критичних помилок при виборі безперебійника. 

Метод розрахунку

Перш ніж перейти до формули, варто зазначити, що існує два показники потужності джерела безперебійного живлення:

• номінальна — стабільна віддача під час тривалої роботи;
• максимальна — здатність витримувати короткочасні перевантаження тривалістю в декілька секунд. 

Метод розрахунку в обох випадках буде однаковим:

1. Просумуйте енергоспоживання всіх приладів, які мають працювати в автономному режимі. 
2. Додайте резерв у 15–25%. Він компенсує непередбачувані стрибки потужності та зменшить навантаження на акумулятор, продовживши термін служби батареї. 
3. Порівняйте номінальну потужність ДБЖ зі стабільним споживанням приладів, а максимальну — з пусковим. Останнє — це різке зростання навантаження в момент запуску електродвигунів у вентиляторах, насосах, компресорах та іншому подібному обладнанні. Ви можете знайти його в технічних паспортах окремих пристроїв чи розрахувати самостійно, помноживши стабільне споживання на коефіцієнт пускової потужності. 
4. Переконайтесь у тому, що номінальна потужність перевищує стабільне споживання, а максимальна — пускове. Якщо характеристики безперебійника будуть незадовільними, прилад буде постійно перевантажуватися й навіть відключатися. 

Щоб спростити розрахунок потужності ДБЖ, ви можете скористатися калькулятором на сайті Electro100. Його ключова перевага — простота використання. Щоб знайти джерело безперебійного живлення, яке дозволить забезпечити автономну роботу обладнання, виберіть споживачів зі списку, за необхідності відкоригуйте їх потужність, вкажіть температурний режим експлуатації та тривалість автономної роботи. Якщо ви вже маєте джерело безперебійного живлення й хочете підібрати для нього акумулятори, додайте напругу батареї та коефіцієнт корисної дії інвертора. 

Натисніть «Розрахувати», щоб побачити оптимальні параметри потужності та місткості акумулятора. Поруч із ними ви побачите кнопки, які допоможуть автоматично встановити необхідні фільтри в каталозі. Це дозволить вам швидко купити необхідне обладнання.  

Яка потрібна потужність джерел безперебійного живлення для роботи в домі?

Все залежить від того, які саме прилади потребують підключення до джерела безперебійного живлення. При виборі ДБЖ ви можете орієнтуватися на наступні показники:

Зверніть увагу — наведені показники є орієнтовним прикладом. Щоб визначити реальну потужність навантаження, скористайтесь інструкціями виробників до кожного конкретного пристрою. 

Ще один нюанс — одиниці вимірювання навантаження. У системах автономного електропостачання частіше використовуються вольт-ампери (ВА), тоді як споживання вказується у ватах (Вт). Щоб перевести першу цифру в другу, треба помножити її на коефіцієнт потужності (cos φ). Зазвичай його значення конкретизують лише виробники промислового устаткування. Коли ж мова йде про побутову техніку, ви можете використовувати усереднене значення — 0,7. 

Наприклад, у нашому прикладі потужність з урахуванням резерву дорівнює 4038 Вт. Ми можемо перевести її у вольт-ампери, розділивши на 0,7: 4038/0,7=5769 ВА. 

Розрахунок потужності ДБЖ для котла

Особливість ДБЖ для котла опалення полягає в тому, що прилад має обслуговувати не лише електронний блок управління, а й циркуляційний насос. Останній побудований на основі доволі потужного електромотора, зазвичай асинхронного. У момент його запуску відбувається стрибок струму, який збільшує навантаження на батарею та просаджує напругу. 

Тому розрахунок потужності ДБЖ має орієнтуватися саме на максимальний рівень споживання в момент запуску. У цьому випадку він буде набагато важливішим за номінальне навантаження при тривалій роботі від акумулятора. 

Принципова схема розрахунку наведена вище. Наприклад, якщо при стабільній роботі котел споживає 300 Вт, а коефіцієнт пускової потужності дорівнює 4, то максимальна потужність ДБЖ не може бути меншою за 4*300=1200 Вт. Щоб гарантувати повну автономність обладнання, ви також можете додати до розрахункового показника резерв до 20%. У такому випадку це 1200*20=1440 Вт. 

Дуже важливо — окрім потужності вам треба вибирати джерело безперебійного живлення за формою сигналу змінного струму. Для циркуляційних насосів котлів та інших електромоторів потрібна ідеальна (правильна) синусоїда. 

Яка потрібна місткість акумулятора для безперебійника?

Розрахувати потужність ДБЖ — тільки половина завдання. Вам також необхідно знайти оптимальну ємність акумулятора, виходячи з часу роботи обладнання в автономному режимі. Для цього використовується наступна формула:

Місткість = час автономної роботи*споживана потужність*резерв/внутрішня напруга акумулятора. 

Час автономної роботи визначається тривалістю відключення електроживлення. Розрахунок споживаної потужності ми докладно розглянули в попередніх розділах. Оптимальне значення резерву — від 15 до 25%. Внутрішня напруга акумулятора зазвичай дорівнює 12 В, хоча зустрічаються й системи з іншими типами батарей. 

Наприклад, якщо ми хочемо, щоб комплекс приладів з нашого прикладу протримався 15 хвилин до запуску генератора, то місткість акумуляторів у ДБЖ для дому має дорівнювати:

Місткість = 0,25*4038*1,2/12=101 А*г. 

Такі батареї зможуть забезпечити роботу ДБЖ з додатковим запасом часу в пару хвилин — на той випадок, якщо ви забудете заздалегідь залити паливо в бак.