حاسبة حجم UPS وبنك البطاريات وزمن التشغيل في إكسل

كثيرون يشترون UPS بحسب kVA فقط ثم يكتشفون أن البطاريات تنفد بعد خمس دقائق بدل ثلاثين. حجم الـUPS يحدد القدرة، أما زمن التشغيل فتحدده البطاريات: عددها وسعتها ونوعها وعمق تفريغها، ومعدل التفريغ نفسه يقلل السعة المتاحة.

يبدأ الشيت من أحمالك الفعلية بالواط ومعامل القدرة، ويضيف هامش نمو، فيختار UPS قياسيًا. ثم يحسب الطاقة اللازمة من البطاريات بحسب زمن النسخ الاحتياطي وكفاءة العاكس وعمق التفريغ وعامل التقادم وعامل السعة عند هذا المعدل، ويعطيك عدد البطاريات على التوالي والتوازي وزمن التشغيل المتوقع عند 25% و50% و75% و100% من الحمل.

لمن هذا الشيت؟

• مديرو تقنية المعلومات وغرف الخوادم
• المنشآت التي تحمي كاميرات المراقبة والشبكات وأجهزة نقاط البيع
• المقاولون والموردون عند إعداد عروض UPS
• من يقارن بين بطاريات الرصاص والليثيوم من حيث العدد والوزن

ماذا يحتوي الشيت؟

• جدول حتى 14 حملًا بالواط ومعامل القدرة
• إعدادات: زمن النسخ، هامش النمو، معامل قدرة UPS، كفاءة العاكس، نوع البطارية، جهد البنك وسعة البطارية
• جدول أنواع البطاريات وعمق التفريغ، وجدول معامل السعة مقابل الزمن، وقائمة أحجام UPS
• نتائج: UPS الموصى به، الطاقة اللازمة، عدد البطاريات والمجموعات، الطاقة المركّبة والوزن
• تيار الشحن وزمن إعادة الشحن
• جدول زمن التشغيل عند أحمال مختلفة ومخطط وورقة دليل

طريقة الاستخدام

1. اكتب الأحمال المحمية بعددها وواطها ومعامل قدرتها.
2. اضبط زمن النسخ الاحتياطي ونوع البطارية وجهد البنك وسعة البطارية الواحدة.
3. اقرأ حجم UPS وعدد البطاريات والمجموعات.
4. راجع زمن التشغيل عند الأحمال الجزئية واضبط الأعداد حتى تصل لهدفك.

المعادلات المستخدمة

• حمل التصميم (W) = مجموع الأحمال × (1 + هامش النمو)
• UPS (kVA) = الأكبر من VA ÷ 1000 ومن W ÷ معامل قدرة UPS ÷ 1000
• الطاقة (Wh) = W ÷ كفاءة العاكس × ساعات النسخ ÷ عمق التفريغ ÷ معامل السعة × عامل التقادم
• السعة المطلوبة (Ah) = Wh ÷ جهد البنك
• بطاريات التوالي = جهد البنك ÷ جهد البطارية
• المجموعات = ROUNDUP(Ah المطلوبة ÷ Ah البطارية)

مثال محسوب من الشيت نفسه

مكتب صغير: خادمان 800 واط وأربعة مفاتيح شبكة 150 وNVR 200 وست محطات عمل 250 وست شاشات 40 واط، بمجموع 4,140 واط (4,512 VA).

• بهامش نمو 25% يصبح حمل التصميم 5,175 واط و5,640 VA، فيُطلب 5.75 kVA ويُختار UPS بحجم 6 kVA.
• لنسخ احتياطي 30 دقيقة ببطاريات رصاص مغلقة (عمق تفريغ 70%، معامل سعة 0.70، تقادم 1.25) تلزم طاقة 7,098 Wh أي 73.9 Ah عند 96 فولت.
• ببطاريات 12 فولت و55 Ah نحتاج 8 بطاريات في كل مجموعة ومجموعتين: 16 بطارية (10.56 kWh) بوزن 272 كجم تقريبًا، وزمن تشغيل نحو 45 دقيقة عند الحمل الكامل و89 دقيقة عند نصفه.

لماذا لا يكفي kVA وحده؟

الـUPS الذي يحمل 6 kVA بلا بطاريات كافية يعمل لحظات فقط. الطاقة المخزنة بالواط ساعة هي التي تحدد زمن التشغيل، وهي مرتبطة بالبطاريات لا بالـUPS.

ولهذا يحسب الشيت الطاقة أولًا ثم يوزعها على جهد البنك ليخرج عدد البطاريات الصحيح.

أثر معدل التفريغ

كلما كان الحمل أكبر بالنسبة للبطارية انخفضت السعة الفعلية عمّا هو مكتوب عليها (تأثير بيوكرت). لذلك ترى بطاريات 100 Ah تعطي أقل من 100 Ah عند تفريغ لمدة 15 دقيقة.

يحتوي الشيت جدولًا لمعامل السعة مقابل الزمن لكل نوع بطارية بقيم تقريبية قابلة للتعديل؛ استبدلها بجداول التفريغ لدى مصنّعك.

رصاص أم ليثيوم؟

الليثيوم يتحمل عمق تفريغ أكبر وتفريغًا أسرع ويزن أقل ويدوم دورات أكثر، لكنه أغلى مبدئيًا. غيّر نوع البطارية في الشيت لتقارن العدد والوزن بنفسك.

التقادم والحرارة

البطارية تُستبدل حين تنخفض سعتها إلى 80% من الجديدة، لذلك نضرب في عامل 1.25. وإن كانت غرفة البطاريات حارة فارفعه، لأن كل 10 °م فوق 25 تقلل العمر تقريبًا إلى النصف.

نصائح للاستفادة الأفضل

• اجعل بنك البطاريات يلائم جهد الـUPS الذي ستشتريه.
• اترك مساحة نمو بدل الوصول إلى 100% من القدرة.
• اختبر البطاريات دوريًا واستبدلها قبل أن تنخفض سعتها.
• ضع البطاريات في غرفة مبردة قدر الإمكان.

أسئلة شائعة

هل أستطيع زيادة زمن النسخ بزيادة البطاريات؟

نعم، حتى حدود تيار الشاحن وقدرة الـUPS؛ زد الزمن في الشيت لترى العدد الجديد.

هل يصلح للـUPS الصناعي؟

نعم لأي حجم ما دمت تعرف جهد البنك.

ما معنى عامل التقادم؟

هامش يضمن بقاء الزمن المطلوب عندما تفقد البطاريات 20% من سعتها.

هل الأزمنة دقيقة؟

تقريبية، والمرجع النهائي جداول التفريغ لدى المصنّع.

حمّل الشيت

اضغط زر التحميل في أعلى الصفحة لتحصل على ملف إكسل جاهز، فيه دليل استخدام كامل، وخلايا الإدخال باللون الأصفر، والمعادلات محمية من المسح بالخطأ. والشيت متوفر أيضًا بالنسخة الإنجليزية من زر تبديل اللغة.

الأرقام تقديرية؛ راجع جداول مصنّع الـUPS والبطاريات.