Bộ lưu điện UPS là thiết bị lưu trữ điện năng để phục vụ cho nguồn tải khi điện lời gặp vấn đề. Thời gian cung cấp nguồn điện dự phòng phụ thuộc vào cấu tạo của bộ lưu điện cũng như công suất của tải là bao nhiêu.
Cấu tạo bên ngoài của UPS:
– Vỏ của UPS thường được làm từ nhựa cao cấp có độ cứng cao để bảo vệ các vi mạch điện tử bên trong thiết bị.
– Hệ thống đèn LED, màn hình LCD hiển thị các thông số như dung lượng, thời gian hoạt động, công suất tiêu thụ,…
– Hệ thống các phím chức năng.
Cấu tạo bên trong của UPS:
Tuy rằng có nhiều cấu tạo phức tạp nhưng có hai phần chính thực hiện các nhiệm vụ quan trọng của một bộ lưu điện.
– Bộ ắc quy: Lưu trữ nguồn điện năng để cung cấp cho nguồn tải, tuy nhiên đây là nguồn điện một chiều.
– Bo mạch: Thực hiện nhiệm vụ chuyển đổi nguồn điện một chiều thành hai chiều để cung cấp cho nguồn tải. Bởi nguồn tải là các thiết bị sử dụng nguồn điện xoay chiều, do vậy nguồn điện một chiều của ắc quy không thể cung cấp trực tiếp được. Do đó sẽ được xử lý qua bộ Inverter của bo mạch.
Qua phần cấu tạo cơ bản như trên ta cũng nhận thấy ắc quy đóng một vai trò quan trọng cấu thành nên bộ lưu điện. Dung lượng của thiết bị phụ thuộc vào số lượng ắc quy, loại ắc quy và các xả nạp ắc quy đúng cách. Chúng ta cùng tìm hiểu chi tiết hơn trong từng mục dưới đây.
Các tính dung lượng ắc quy cho UPS
Đầu tiên ta cần xác định các yếu tố sau trước khi vào tính toán dung lượng ắc quy
– Mua UPS dùng cho mục đích gì? Công suất sử dụng là bao nhiêu?
– Quy đổi W sang V/A ta lấy V nhân A
– Xác định thời gian lưu của thiết bị, bạn cần thời gian là bao nhiêu cho mục đích sử dụng của mình.
Sau khi có những thông tin trên ta tiến hành tính toán theo công thức như sau:
Công thức chọn pin cho bộ ắc quy để đáp ứng thời gian lưu điện
AH = [T x W]/[V x pf]
Công thức tính thời gian sử dụng ắc quy [lưu trữ điện]
T=[AH x V x pf]/W
Công thức tính dung lượng ắc quy
AH= [T x W]/[V x pf]
Ý nghĩa các thông số như sau
T: Thời gian cần có điện của hệ thống để thực hiện mục đích của mình
W: Tổng lượng công suất tiêu thụ của hệ thống tải.
V: Hiệu điện thế bình ắc quy, thông thường người ta quy chuẩn 1 bình ắc quy chuẩn là 12V/200AH
Pf: Hệ số năng suất của bộ lưu điện, thay đổi từ 0,7 cho đến 1, tuy nhiên người ta thường nhân với 0,7.
Công suất ghi trên thiết bị thường là công suất tối đa mà thiết bị đó có thể hoạt động, nhưng trong thực tế các thiết bị sẽ không bao giờ hoạt động đến mức đó. Do vậy công suất tiêu thụ thực tế là công suất khi mà thiết bị hoạt động trong chế độ bình thường.
Công thức tính công suất thường
P = VA x Pf
Ví dụ cụ thể bằng câu hỏi của khách hàng: Anh A muốn tính toán dung lượng ắc quy để có thể lưu điện trong thời gian 6 giờ. Thiết bị tải và công suất từng thiết bị của anh A bao gồm:
1 máy tính bàn công suất 350W, 1 Laptop công suất 110W, 1 màn hình LCD công suất 35W, 1 Switch 40W.
Ta lần lượt thực hiện tính như sau
– Công suất thực tế của nguồn tải: 350+35+40+110=535W
– Chọn công suất kích điện gấp 1,5 lần thực tế: W=535*1,5=802,5W. Với khoảng công suất này ta thực hiện chọn loại kích điện 1000VA, 24V
– Dung lượng ắc quy
+ Công suất thực tế: AH=[6 x 535]/[24 x 0.7] = 191 AH. Điều này chứng tỏ bạn cần mua ít nhất hai bình ắc quy 200AH/12V để đảm bảo yêu cầu về năng suất.
+ Công suất đỉnh: AH=[6×1000]/[24*0,7]=357AH. Có nghĩa là bạn cần mua ít nhất 2 ắc quy 440AH/12V để thỏa mãn nhu cầu sử dụng.
Tìm hiểu về ắc quy thường dụng cho bộ lưu điện
Trên thị trường có hai loại ắc quy bao gồm ắc quy khô và ắc quy nước, bộ lưu điện UPS sử dụng loại ắc quy khô với nhiều ưu điểm nổi bật cũng như phù hợp với công nghệ của bộ lưu điện.
Ắc quy khô hay còn gọi là ắc quy kín khí, duy trì tuổi thọ ắc quy bằng phương pháp nạp và xả. Ưu điểm của loại ắc quy này khi sử dụng cho UPS như sau:
– Thời gian để ắc quy khô phục hồi dòng điện sau khi phát nhanh hơn loại ắc quy nước thông thường.
– Không có hiện tượng bốc mùi hay rò rỉ acid, tăng tính an toàn cho người sử dụng.
– Tuổi thọ của ắc quy khô cao gấp 1,5 lần các loại ắc quy thông thường.
Nhược điểm duy nhất của loại ắc quy này chính là giá thành đắt, tuy nhiên giá thành cao đi kèm với chất lượng sản phẩm. Mà UPS là thiết bị sử dụng các bộ bo mạch điện tử có thiết kế chi tiết và tinh vi, do đó cần một loại ắc quy thích hợp để sử dụng. Ắc quy khô hoàn toàn thỏa mãn và đáp ứng các yêu cầu này do vậy được chọn để làm nhiệm vụ lưu điện cho UPS.
Cách nạp xả ắc quy đúng cách để tăng tuổi thọ ắc quy cũng như của bộ lưu điện.
– Nạp đầy bình trong lần sạc đầu tiên và sử dụng cho đến hết.
– Các lần tiếp theo không nên để ắc quy cạn rồi mới sạc, sử dụng được 80% điện thì thực hiện sạc là hợp lý nhất.
– Bảo vệ ắc quy ở nhiệt độ 0-25 độ C, tức là cần đặt bộ lưu điện tại nơi có điều kiện thông thoáng.
– Thực hiện xả ắc quy định kỳ theo hướng dẫn của nhà sản xuất, trước khi xả ta tiến hành tắt nguồn điện lưới để đảm bảo an toàn. Tần suất xả khoảng 2 tháng / 1 lần là tốt nhất.
– Kiểm tra thường xuyên để kiểm tra độ chai của ắc quy nhờ đó có biện pháp khắc phục kịp thời.
Tính dung lượng ắc quy UPS cho ta biết được số lượng ắc quy cần dùng, nhờ đó chọn được loại UPS phù hợp cho các thiết bị tải của bạn. Ngoài ra nạp xả đúng các theo phương pháp của nhà sản xuất, hoặc nhờ nhân viên kỹ thuật thực hiện giúp tăng tuổi thọ của thiết bị.
Nếu còn thắc mắc về vấn đề tính dung lượng ắc quy UPS hay tư vấn lựa chọn loại UPS cho phù hợp thì hãy liên hệ với Thành Công Electric để được nhận tư vấn miễn phí và cụ thể nhất.
Bạn Có Thể Thích :
Khi chọn bộ chuyển điện và ắc quy sử dụng cho hệ thống điện năng lượng mặt trời [hoặc hệ thống lưu điện dự phòng], bạn cần phải cân nhắc kỹ 3 yếu tố sau đây:
- Dung lượng của ắc quy.
- Thời gian cần sử dụng.
- Tổng công suất của toàn bộ tải.
Các bước tính công suất bộ chuyển điện
Giải thích chi tiết các đơn vị đo lường điện mặt trời: Wp, kWp, kWh
Lưu trữ năng lượng sẽ là mấu chốt cho những hệ thống điện mặt trời bền vững!
Bước 1: Tính tổng công suất sử dụng.
Tính tổng công suất sử dụng thực tế, bạn có thể tham khảo bảng tham khảo công suất của một sô thiết bị thông dụng trong gia đình ở bảng 1.
Bước 2: Tính công suất bộ chuyển điện.
Tính công suất bộ chuyển điện, nếu thiêt bị sử dụng chỉ gồm toàn những thiêt bị điện tử có dòng khởi động nhỏ như màn hình LCD, máy tính, TV, đèn, quạt thì công suất của bộ chuyển điện nên lớn hơn 1,5 lần tổng công suất thực tế tính ở bước 1. Nếu thiết bị có dòng khởi động lớn như máy lạnh, tủ lạnh, máy in Laser, máy bơm thì công suất của Inverter tối thiểu phải gấp 2 lần tổng công suất, nếu số lượng thiết bị loại này nhiều có thể cần gấp 2,5 hoặc 3 lần tổng công suất.
Bước 3: Xác định thời gian sử dụng hệ thống.
Xác định thời gian sử dụng hệ thống, nên tính toán thời gian sử dụng thật hợp lý vì chi phí đầu tư cho 1kwh sử dụng điện 1 ngày cho hệ thống điện năng lượng mặt trời không nhỏ
Bước 4: Áp dụng công thức để tính.
Áp dụng công thức để tính toán bằng một trong các công thức sau:
- Tổng Công suất tiêu thụ trong hệ thống [W]
- Hiệu điện thế của mạch nạp bình ắc quy [V]
- Dung lượng của bình ắc quy [AH]
- Thời gian cần có điện của hệ thống [T]
- Hệ số năng suất của bộ kích điện [pf]: thường là 0,7 hoặc 0,8
Dùng công thức này để tính tổng dung lượng của ắc quy [AH] nếu xác định trước thời gian sử dụng hệ thống T, tổng công suất của Inverter W, điện thế của bộ nạp V, pf = 0.7 hoặc 0.8 tuỳ vào từng loại Inverter
AH = [T * W]/[V * pf]
Dùng công thức này để tính thời gian hoạt động T của hệ thống nếu biết tổng dung lượng của ắc quy AH, tổng công suất của Inverter W, điện thế của bộ nạp V, pf = 0.7 hoặc 0.8 tuỳ vào từng loại Inverter
T = [AH * V * pf]/W
Những thông tin trên giúp bạn tham khảo được Inverter hay Ắc quy bao nhiêu là phù hợp với hệ thống của mình. Trên thực tế, khi bạn đặt mua một hệ thống điện mặt trời, công ty chúng tôi đã chọn loại phù hợp nhất với công suất của hệ thống đó.
Bảng 1: tham khảo công suất 1 số thiết bị thông dụng trong gia đình và văn phòng
| Số TT | Lọai thiết bị | Công suất thông thường |
| 1 | Màn hình LCD 15” | 35W |
| 2 | Màn hình LCD 17” | 40W |
| 3 | Màn hình CRT 15” | 120W |
| 4 | Màn hình CRT 17” | 150W |
| 5 | Màn hình CRT 19” | 250W |
| 6 | Bộ CPU máy tính để bàn | 200W |
| 7 | Ti vi LCD 32” | 80W |
| 8 | Tivi thường [đèn hình] 19” | 200W |
| 9 | Máy in Laser | 300W |
| 10 | Máy tính xách tay | 160W |
| 11 | Quạt treo tường | 55-100 W |
| 12 | Đèn túyp 60cm – 120cm | 20-40 W |
| 13 | Đèn compact | 18 W |
| 14 | Máy điều hòa 2 HP | 1500W |
| 15 | Máy điều hòa 1,5 HP | 1200W |
| 16 | Máy điều hòa 1,0 HP | 750W |
| 17 | Tủ Lạnh | từ 100W – 200W |
| 18 | Thiết bị mạng modem | 10W |
Ví dụ tính công suất thực tế
Ví dụ cụ thể 1:
Lựa chọn bộ kích điện và ắc quy để chay 2 quạt cây, 2 bóng đèn neon 1m20, 1 bộ máy tính, 1 màn hình máy tính LCD 15″, 1 modem cho 1 văn phòng dùng khi mất điện mỗi tuần 1 ngày.
Bước 1: Công suất thực tế = [2*60] + [2*40] + 200 + 35 + 10 = 445W
Bước 2: W = 445*1.5 = 667.5W cần chọn công suất kích điện khoảng 700W, vì vậy nên chọn loại kích điện 1000VA, 24V là phù hợp
Bước 3: Theo nhu cầu, thời gian sử dụng trong 1ngày nhưng nên tính toán hợp lý để nhân viên văn phòng làm khoảng T = 6h cho ngày mất điện [nghỉ trưa dài hơn, chiều về sớm hơn 1 chút].
Bước 4: Dung lượng ắc quy tính theo công thức 1 là
- Theo công suất thực tế: AH = [6*445]/[24*0.7] = 158Ah. Vậy bạn cần mua ít nhất 2 ắc quy 150Ah/12V là đảm bảo yêu cầu.
- Theo công suất đỉnh: AH = [6*700]/[24*0.7] = 250Ah. Vậy bạn cần mua ít nhất 2 ắc quy 250Ah/12V là đảm bảo yêu cầu.
- Vậy lựa chọn mua ắc quy thế nào cho phù hợp? Nếu bạn sử dụng đúng công suất thực tế của thiết bị và chắc chắn dùng dưới 6h/ngày thì chỉ cần 2 ắc quy 150Ah, con nếu muốn dùng phát sinh thêm vài thiết bị nữa thì nên chọn 2 ắc quy loại 250Ah để đảm bảo không bị quá tải.
Ví dụ cụ thể 2:
Lựa chọn bộ chuyển điện và ắc quy để chạy 2 quạt cây, 1 bóng đèn neon 1m20, 1 TV LCD 32″ [4h mỗi ngày], 1 máy lạnh 1HP [chỉ dùng 2h cuối buổi sáng hoặc đầu buổi chiều khi trời nóng nhất].
Bước 1: Công suất thực tế = [2*60] + 40 + 80+ 750 = 990W
Bước 2: W = 990*2 = 1980W [cần chọn công suất bộ chuyển điện gấp 2 lần công suất thực tế] tức là khoảng 2000W, vì vậy nên chọn loại kích điện 2500VA, 48V là phù hợp
Bước 3: Theo nhu cầu, thời gian sử 4h cho các thiết bị khác, riêng máy lạnh chỉ sử dụng 2h nên có thể quy đổi như sau T = 2.5h
Bước 4: Dung lượng ắc quy tính theo công thức 1 là A
- Theo công suất thực tế: H = [2.5*990]/[48*0.7] = 73.6 Ah. Vậy bạn cần mua ít nhất 4 ắc quy 75Ah/12V là đảm bảo yêu cầu.
- Theo công suất đỉnh: H = [2.5*1980]/[48*0.7] = 144Ah. Vậy bạn cần mua ít nhất 4 ắc quy 150Ah/12V là đảm bảo yêu cầu.
- Vậy lựa chọn mua ắc quy thế nào cho phù hợp? Nếu bạn sử dụng đúng công suất thực tế của thiết bị và dùng thời gian hạn chế nhất là máy lạnh thì chỉ cần 4 ắc quy 75Ah, còn nếu muốn dùng phát sinh thêm vài thiết bị nữa hoặc máy lạnh dùng thoải mái hơn 2h/ngày thì nên chọn 4 ắc quy loại 150Ah để đảm bảo không bị quá tải.
Vũ Phong Solar là đơn vị có kinh nghiệm trên 11 năm thi công vận hành bảo dưỡng điện mặt trời áp mái cho dân dụng, công nghiệp, nhà máy và trang trại năng lượng mặt trời, với đội ngũ hơn 350 nhân sự tính đến hết 2019, có 9 chi nhánh trải dài Việt Nam, đã tham gia thi công hơn 500MWp và đang vận hành hơn 250MWp nhà máy điện mặt trời, đạt tiêu chuẩn ISO 9001:2015, ISO 14001:2015 và ISO 45001:2018 chứng nhận quốc tế bởi SGS, cam kết mang đến khách hàng các dự án điện mặt trời chất lượng cao, hiệu suất cao và tuổi thọ trên 30 năm.