نحوه عمکلرد باتری یو پی اس

انتخاب باتری مناسب یو پی اس و نحوه عملکرد  باتری به بیان ساده به این صورت می باشد . که بر فرض دو عدد فلز غیر هم نام (الکترود ) را در مایع اسید ( الکترولیت ) قرار می دهیم . در این حالت بین دو الکترود جریان برقرار می شود . لذا الکترود مثبت ، یونها را  به خود جذب کرده و با الکترون مثبت و یا همان اکسید سرب ( Pbo2 ) ترکیب می شود .

این امر باعث به وجود آمدن پتانسیل الکتریکی در دو سر قطب منفی و مثبت باتری می گردد . که در زمان شارژ در قطب مثبت ، سولفات سرب با آب ترکیب و اکسید سرب و یونهای هیدروژن تولید می کند .  هیدروژن تولید شده توسط الکترود مثبت به سولفات سرب ، وارد واکنش شده و یون HSOU  تولید می کند . لازم به ذکر است دقیقاً این واکنش در زمان دشارژ  به صورت برعکس انجام می گردد.

باتری مناسب یو پی اس

برای تامین انرژی برق ،سیستمهای یو پی اس یکی از حیاتی ترین دستگاههای زیر ساخت ها هستند . در زمان قطعی برق ، یو پی اس ها جایگزین مناسب برق شهر هستند . با توجه به این  توضیحات ، باتری قلب  یو پی اس بوده و دستگاه یو پی اس بدون باتری عملکرد بهینه ای ندارد .

برای تامین انرژی برق ،سیستمهای یو پی اس یکی از حیاتی ترین دستگاهها و زیر ساخت ها هستند . در زمان قطعی برق ، یو پی اس ها جایگزین مناسب برق شهر هستند . با توجه به این توضیحات ، باتری قلب یو پی اس بوده و دستگاه یو پی اس بدون باتری عملکرد بهینه ای ندارد .

حال میخواهیم بدانیم  با توجه به دستگاه نوع دستگاه یو پی اس و مقدار زمان لازم برای برق دهی ، چه مقدار آمپر ساعت  و چه تعداد باتری لازم داریم . با توجه به اینکه باتری های یو پی اس در محل ثابت نصب می شوند ، باید از باتری ساکن استفاده کرد . در باتری اتومبیل بر خلاف یو پی اس ، فعل و انفعالات شیمیایی باتری با حرکت اتومبیل انجام می گردد . به همین دلیل باتری های ساکن (مانند باتری یو پی اس ) نیاز به حرکت برای روند تولید الکتریسته را ندارند . فرایند باتری ساکن یو پی اس در  مقاله ساختار باتری توضیح داده شده است .

همان‌طور که در مقاله باتری یو پی اس چیست گفته شد مناسب ترین نوع باتری ساکن نسبت به قیمت و طول عمر و ظرفیت باتری ، باتری سیلد لید اسید (Sealed Lead Acid) می باشد . این نوع باتری ها در حال حاضر رایج ترین باتری برای دستگاه های یو پی اس می باشند . برای انتخاب باتری با کیفیت و مرغوب در ویژگی باتری مناسب برای یو پی اس به طور کامل توضیح داده شد است .

 محاسبه تعداد باتری یو پی اس

برای مشخص شدن تعداد باتری لازم برای یو پی اس ، اول مقدار ولتاژ مستقیم  یو پی اس را مشخص می نماییم .  برای  مثال در یک  یو پی اس ۳۰۰۰ ولت آمپر مقدار ولتاژ مستقیم ۴۸ ولت قید شده است که در پلاک فنی یا کاتالوگ یو پی اس قید شده است . با توجه به ۱۲ ولت بودن اتریهای سیلد لید اسید ، لذا باید ۴ عدد باتری ۱۲ولت را به صورت سری به هم متصل نمود . با این نوع  اتصال ، ولتاژ ۴۸ ولت  مستقیم بدست می آید .

برای آنکه بدانید چه تعداد باتری نیاز دارید کافی است ولتاژ مستقیم دستگاه یو پی اس را به عدد ۱۲ تقسیم نماییم . با این روش ساده میتوان تعداد باتریها را از طریق ولتاژ مستقیم دستگاه یو پی اس مشخص کرد . مقدار ولتاژ توسط کارخانه سازنده مشخص شده است . در که زمان نصب دقت گردد ، تعداد باتریها دقیقا با تعداد مقدار ولتاژ یو پی اس متناسب باشد .

در  صورتیکه  تعداد  باتریها بیشتر از ظرفیت مورد نیاز دستگاه یو پی اس باشد ،  ولتاژ DC  بالاتر از ولتاژ   کار یو پی اس  می شود . که در این حالت به دستگاه آسیب شدیدی وارد می گردد . همان طوری که  می دانیم باتریهای  یو پی اس سیلد لید اسید  (Sealed Lead Acid ) دارای ظرفیت های متفاوتی می باشند .  لذا برای تعیین مقدار برق دهی ( بک آپ تایم ) مورد نیاز باید از باتری مناسب استفاده گردد .

ظرفیت ذخیره باتری یو پی اس

UPS Battery storage capacity

همانطور که در ساختار باتری گفته شد تعداد سلول ها نشان دهنده ولتاژ باتری می باشد . البته ضخامت و ابعاد صفحات الکترونها در هر سلول ، ظرفیت باتری را مشخص می نماید . لذا ظرفیت باتریها با واحد « آمپر ساعت» ( AH ) مشخص می گردد . یعنی در دمای مشخص در زمان دشارژ از یک باطری در حالت شارژ کامل در یک ساعت چه آمپری می توان دریافت کرد . به عبارت دیگر حاصل ضرب شدت جریان بر حسب آمپر (A ) و زمان برحسب ساعت ( H ) معادل ظرفیت ذخیره باتری به واحد آمپر ساعت ( AH ) می باشد .

تمامی باتری ها طبق استاندارد ، دارای سیکل شارژ و دشارژ می باشد . می توان مطابق با سیکل شارژ باتری ، مقدار آمپر ساعت آن را  تست نمود . البته در زمان تست دمای محیط حدود ۲۶ درجه باشد . باید  دقت نمایید  که ولتاژ باتری ۱۲ولت به زیر ۱۰٫۵ ولت نرسد .

بطور مثال از یک باتری ( i7AH) می توان ۷ آمپر به مدت یک ساعت دریافت نمود .  البته مورد فوق به طور مثال بوده مقدار ولتاژ حداقل ، در هر باتری متفاوت می باشد . که این مقدار در جداول و مشخصات فنی توسط شرکتهای سازنده برای هر محصول قید می گردد .

محاسبه زمان برق دهی یو پی اس UPS Backup time

محاسبه باتری سیلد لید اسید :

به فرض اینکه نوع و توان یو پی اس UPS را مشخص کرده ایم . حال می خواهیم با توجه به مقدار زمان برق دهی  پس از قطع برق ، آمپر ساعت باتریها را انتخاب نماییم .  همانطور که در قسمت  تعداد باتری های یو پی اس ذکر کردیم ولتاژ باتریهای لازم برای هر دستگاه یوپی اس در لیبل مشخصات دستگاه وجود دارد .

البته بصورت ولتاژ مستقیم DC و همینطورآمپر ساعت باتریها یو پی اس (سیلد لید اسید ) نیز بر روی باتریها نوشته شده است و لذا با قراردادن آیتم های قید شده در فرمول ذیل می توان زمان حدودی برق دهی ، پس از قطع برق شهر را برآورد کرد .

محاسبه مقدار آمپر ساعت :

با این روش می توان به صورت تقریبی زمان برق دهی دستگاه یو پی اس را محاسبه کرد . با توجه به نوع آمپر ساعت باتریهای مختلف در بار کامل ( Full Load ) زمان برق دهی یو پی اس متفاوت خواهد بود .