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“Precisamos de um nobreak de 6 kVA para funcionar por 20 minutos” é um ponto de partida, não uma especificação de bateria. O mesmo nobreak pode fornecer um rack de rede de 1,5 kW ou um grupo de instrumentos de 4 kW. Essas cargas extrairão quantidades muito diferentes de sua bateria.

A classificação kVA informa a capacidade de saída do nobreak. O tempo de execução depende da energia que permanece conectada durante a falha, da configuração da bateria e de como as baterias selecionadas se comportam nessa taxa de descarga. Um rótulo marcado como 100 Ah também não resolve a questão.

O caminho de dimensionamento:

• Meça o kW protegido e anote quando a carga muda.
• Converta essa carga em uma demanda de descarga da bateria usando os dados do modo de bateria do nobreak.
• Verifique os minutos necessários na tabela de descarga exata da bateria e na configuração aprovada do nobreak; verifique o sistema instalado sob carga.

O primeiro cálculo aponta para os dados da bateria que valem a pena verificar.

Comece com o equipamento que deve continuar funcionando após a falha da energia da rede. Meça ou obtenha sua potência operacional em kW e anote se a carga muda durante a falha. Uma sala de servidores pode desativar equipamentos não essenciais após vários minutos. Uma linha de produção pode ter um motor que liga enquanto a alimentação está na bateria. Um único número de estado estacionário perderá ambas as situações.

Registre também kVA ou fator de potência e qualquer corrente de partida ou pico. O tempo de execução é principalmente um problema de energia e taxa de descarga; o próprio nobreak ainda deve suportar o kW contínuo, kVA e picos de curta duração da carga. Se essas classificações não se encaixarem, uma bateria maior não resolverá a seleção do nobreak. Nosso guia de dimensionamento de nobreaks industriais e médicos cobre essa primeira verificação com mais detalhes.

Para uma carga variável, forneça ao fornecedor uma breve programação de carga: por exemplo, a energia necessária durante os primeiros cinco minutos, o que pode ser desligado e o que permanece para o restante da falha. Um único valor de tempo de execução citado em uma carga constante pode não representar essa sequência.

Escolha o tempo alvo do trabalho que o nobreak deve concluir: manter o equipamento funcionando para um desligamento ordenado, preencher uma transferência para gerador ou suportar a operação contínua até que outra fonte esteja disponível. Essas são promessas diferentes. O tempo médio de falha de um local é um pano de fundo útil, mas não pode substituir o tempo de operação necessário para a carga protegida.

“20 minutos” deve significar 20 minutos na carga protegida, até o ponto em que a energia é restaurada ou o equipamento foi desligado com segurança. Se um gerador estiver envolvido, conte toda a transferência: partida, atingindo tensão e frequência utilizáveis, transferência da fonte e o nobreak aceitando essa entrada. O tempo de partida do motor sozinho não é o tempo de bateria necessário.

Decida se o alvo se aplica apenas a uma bateria nova e totalmente carregada a uma temperatura ambiente especificada ou se ainda deve ser atendido mais tarde na vida útil da bateria. Esses são requisitos de projeto diferentes. Se falhas repetidas forem possíveis, verifique quanta carga o sistema pode recuperar entre os eventos em vez de assumir que cada evento começa com uma bateria cheia. Nosso guia de carregamento de baterias de nobreak explica por que a capacidade do carregador e a janela de recarga disponível importam.

O cálculo inicial mais simples é:

Potência da bateria (kW) ≈ carga CA protegida (kW) ÷ eficiência CC para CA em modo de bateria

Use a eficiência ou os dados de corrente de descarga da bateria para o modelo de nobreak real e o nível de carga. Inclua cargas CC auxiliares se o fabricante ainda não as incluiu. Para um projeto final, use a ferramenta de tempo de execução do fabricante ou os dados de corrente de descarga: a eficiência do nobreak e a tensão da bateria podem mudar à medida que a bateria descarrega.

Aqui está uma ilustração trabalhada usando suposições hipotéticas:

• Carga protegida medida: 3,0 kW
• Tempo de execução necessário: 20 minutos
• Eficiência assumida do nobreak em modo de bateria: 90%
• Configuração de bateria assumida: uma string em série de dezesseis blocos VRLA de 12 V, seis células por bloco

A potência estimada do lado da bateria é 3,0 ÷ 0,90 = 3,33 kW. Dividido por 16 blocos, isso é cerca de 208 W por bloco, ou 34,7 W por célula em 96 células. Essa é a demanda de descarga a ser verificada na tabela da bateria.

Comparação hipotética — não é uma especificação ou garantia de tempo de execução da TAFENG. A carga faz uma diferença visível mesmo com a mesma eficiência assumida do nobreak e string de bateria:

Esses números definem a demanda da bateria. A tabela de descarga, então, diz se uma determinada bateria pode atender a essa demanda por 20 minutos.

Agora abra a tabela de descarga de potência constante do modelo de bateria proposto. Encontre o valor de 20 minutos na temperatura e tensão final de descarga permitidas pelo nobreak. A bateria deve fornecer pelo menos a potência necessária por célula após a aplicação das allowances de envelhecimento e temperatura do projeto. Se o fabricante fornecer watts por bloco de 12 V em vez disso, compare com 208 W por bloco. Não misture uma tabela por célula com um cálculo por bloco.

A eficiência assumida de 90% e a string de dezesseis blocos tornam a aritmética visível; elas devem ser substituídas pelos dados reais do nobreak. Em particular, nunca infira uma contagem de bateria aprovada meramente dividindo uma tensão CC nominal por 12.

Multiplicar a tensão nominal da bateria por Ah fornece uma figura de energia nominal. Isso não diz quanta energia o banco pode entregar em 20 minutos antes que o nobreak atinja sua tensão de corte. Uma classificação Ah é medida sob uma taxa de teste e temperatura declaradas; uma descarga curta do nobreak pode ser muito mais exigente.

A fiação em série e em paralelo também importa. Em uma string em série, as tensões dos blocos se somam enquanto a classificação Ah permanece a de um bloco. Uma segunda string aprovada em paralelo aumenta a capacidade disponível, mas os fabricantes do nobreak e da bateria devem permitir o arranjo e especificar sua proteção. Não multiplique o Ah pelo número de blocos em uma única string em série.

Portanto, os fabricantes de baterias publicam dados de descarga por tempo, tensão final e temperatura. Um projeto de 20 minutos deve usar uma classificação de 20 minutos ou um método de dimensionamento aprovado pelo fabricante, não uma classificação Ah de dez ou vinte horas esticada para uma promessa de 20 minutos. Verifique o modelo exato da bateria: duas baterias com a mesma marcação Ah podem ter desempenho diferente em alta taxa.

Antes de orçar, verifique o banco de baterias em relação à tensão CC aprovada do nobreak, configurações do carregador e contagem de string permitida. Uma bateria que parece correta no papel ainda pode ser a configuração errada para o nobreak. Em seguida, verifique os dispositivos de proteção, o tamanho do cabo e a distância até o gabinete. O guia de distância do gabinete da bateria explica por que a corrente CC e a queda de tensão do cabo importam, especialmente perto do final da descarga.

Para um nobreak online que precisa de tempo de execução estendido, este modelo de nobreak online com bateria externa é uma opção para discutir com a TAFENG. A configuração da bateria deve ser aprovada para o modelo de nobreak, carga e local específicos. Adicionar armazenamento não aumenta a classificação de saída do nobreak e não torna o tempo de execução ilimitado.

Antes de finalizar, teste o sistema instalado com a carga protegida pretendida e um procedimento de teste acordado. Registre a carga inicial da bateria, a temperatura ambiente, o perfil da carga e o ponto em que o nobreak para de fornecê-la. As curvas do fabricante são a base para a seleção; um teste de comissionamento verifica a instalação que você realmente construiu.

Para um sistema de backup de bateria de nobreak online, envie ao fornecedor os detalhes que decidirão o tamanho da bateria:

• kW e kVA operacionais medidos, mais quaisquer mudanças de carga durante a falha
• Carga de pico ou de partida e quanto tempo ela dura
• Minutos necessários e o evento que encerra o trabalho da bateria
• Modelo ou química de bateria proposta, se já escolhido
• A temperatura ambiente real no gabinete da bateria, não apenas o ponto de ajuste de conforto, e o modelo do nobreak

Com esses detalhes, um fornecedor pode iniciar um cálculo defensável. Sem eles, “6 kVA, 100 Ah, 20 minutos” não dá ao fornecedor o suficiente para orçar.