Determinación de la autonomía que tendra un UPS en un corte de energía

 

Autonomía de un UPS.

Definición

La autonomía es el tiempo transcurrido desde el corte de suministro eléctrico hasta que la energía almacenada en la batería no es suficiente para mantener en funcionamiento la carga conectada al UPS.

Estimación

Este tiempo puede ser estimado teniendo en cuenta los siguientes factores capacidad de entregar corriente por unidad de tiempo de la batería, expresado en Amper hora [Ah] y su rendimiento. Otros factores que intervienen son la potencia de carga que está conectada al UPS (ej: una PC) y el rendimiento o eficiencia del bloque inversor para convertir la corriente continua de la batería en alterna.

Para un análisis debemos considerar la situación que se muestra el diagrama en bloques:

A continuación una fórmula que nos permite hacer un cálculo aproximado de la autonomía.

 

Potencia de Batería = Tensión de batería o Modulo [V] X Capacidad de corriente [Ah].

Por ejemplo: si tengo una batería de 12 V 7 Ah, entonces la potencia es 12 X 7 = 84 W/h.

El rendimiento de la batería depende de la calidad, un valor típico es de 0,6 puede ser utilizado para la estimación.

El rendimiento del inversor depende de la técnica que se utilice para hacer la conversión y de los componentes que se utilizan en la construcción del UPS en un valor que oscila entre 0,8 y 0,9 para los equipos podemos utilizar 0,8.

La Potencia de carga depende por ejemplo de la cantidad de PC que se pueden proteger con un UPS, para este cálculo se utiliza el valor en vatios (W).

Entonces: Si conectamos una PC que consume 160 (CPU + monitor 17”)

Autonomía =	84 W/h X 0,6 X 0,8	=  0,252 Hs
	160 W

Si a este resultado lo multiplico por 60 obtengo la autonomía en minutos, para este caso el resultado es 15,12 minutos.

Otra forma de obtener la potencia de la batería es a través de la hoja de datos que entregas sus fabricantes donde presenta tablas tiempo/potencia. 

 De esta fórmula se puede hacer las siguientes consideraciones.

 

 Una manera de aumentar la capacidad Ah se logra agregando baterías en paralelo.

Siguiendo con la batería 12V 7Ah:

 

Observe que la tensión se mantiene igual y lo que cambia es la capacidad en Ah, por lo que se puede decir que poner baterías en paralelo es sumar Ah. 

 Si consideramos una UPS utiliza 2 baterías 12 V / 7 Ah pero conectadas en serie.

 

Observe que la conexión en serie suma las tensiones de las baterías pero la corriente se mantiene. En la otra imagen se ha agregado un modulo serie conectado en paralelo al anterior observe que la tensión se mantiene en 24 V pero la corriente se duplico.

En el ejemplo que sigue se puede observar cómo se forma un banco de 36 V.

 

Resumiendo, agregamos mas baterías para aumentar la potencia del módulo de batería para contar con mayor cantidad de energía almacenada.

 

 

 

En la conexión paralelo y serie siempre debe realizarse con baterías de igual características eléctricas y químicas.

A medida que transcurre el tiempo de uso la batería va perdiendo la capacidad de retener carga por lo que la autonomía ira disminuyendo.