تحجيم العاكس والبطاريات للمنزل (إنارة ومراوح وراوتر وتلفاز)
حين ينقطع التيار الكهربائي ساعات متواصلة، يشغّل كثير من المنازل بعض الدوائر الأساسية من عاكس وبنك بطاريات: الإنارة والمراوح وراوتر الإنترنت والتلفاز وشواحن الهواتف. والسؤالان الأساسيان هما: ما قدرة العاكس اللازمة؟ وكم ستدوم البطاريات؟
الحاسبة أدناه مضبوطة مسبقًا لحمل أساسي 600 W بمعامل قدرة 0.8، وبطاريتي رصاص حمضي 12 V بسعة 200 Ah على التوالي (24 V)، وعمق تفريغ قابل للاستخدام 50 %، وكفاءة عاكس 90 %، وزمن احتياط مطلوب 4 ساعات. ضع مجموع أحمالك بدلًا من ذلك؛ وتحتاج المحركات مثل الثلاجات والمضخات إلى هامش إضافي لتيار الإقلاع.
آخر مراجعة
للتقدير والتعلّم فقط، ولا يغني عن مهندس مرخّص أو عن الأكواد المعمول بها (IEC 60364 وNEC/NFPA 70 وBS 7671 واللوائح المحلية) أو عن بيانات الصانع. اقرأ إخلاء المسؤولية.
النتيجة
تحجيم UPS والعاكس — Engineerly. تقدير لأغراض تعليمية فقط؛ تحقّق منه وفق الأكواد المعمول بها وبيانات الصانع.
- القدرة المطلوبة لجهاز UPS (مع الهامش)
- 937.5VA
- زمن التشغيل الاحتياطي
- 216min
لا يكفي بنك البطاريات للزمن المطلوب البالغ 240 دقيقة؛ ويلزم نحو 222.2 Ah عند 24 V.
- القدرة الفعلية للحمل
- 600W
- القدرة الظاهرية للحمل
- 750VA
- القدرة المطلوبة لجهاز UPS (مع الهامش)
- 750W
- أقرب قدرة شائعة في الكتالوجات
- 1,000 VA
- بنك البطاريات
- 24 V, 200 Ah (4.8 kWh)
- تيار البطارية عند قضبان التيار المستمر
- 27.78A
- معدل التفريغ (C)
- 0.139C
- زمن التشغيل الاحتياطي
- 3.6h
- السعة اللازمة لـ 240 دقيقة
- 222.22 Ah@ 24 V
- عدد السلاسل المتوازية اللازمة من بطاريات 200 Ah
- 2
خطوات الحل بأرقامك
- 1. القدرة الظاهرية للحملS = P / PFS = 600 W / 0.8= 750 VA
- 2. قدرة UPS المطلوبة مع الهامش (VA)S_UPS = S × (1 + m)S_UPS = 750 VA × (1 + 25 / 100)= 937.5 VA
- 3. قدرة UPS المطلوبة مع الهامش (W)P_UPS = P × (1 + m)P_UPS = 600 W × (1 + 25 / 100)= 750 W
- 4. جهد البنك (التوالي يجمع الجهود)V = V_unit × N_sV = 12 V × 2= 24 V
- 5. سعة البنك (التوازي يجمع الأمبير ساعة)C = Ah_unit × N_pC = 200 Ah × 1= 200 Ah
- 6. تيار البطاريةI = P_load / (V × η)I = 600 W / (24 V × 0.9)= 27.778 A
- 7. زمن التشغيل (بالسعة المثالية)t = C × V × DoD × η / Pt = 200 Ah × 24 V × 0.5 × 0.9 / 600 W= 3.6 h
- 8. سعة البنك اللازمة للزمن المطلوبC = P × t / (V × DoD × η)C = 600 W × 4 h / (24 V × 0.5 × 0.9)= 222.22 Ah
- 9. عدد السلاسل المتوازية اللازمةN_p = ⌈C / Ah_unit⌉N_p = ⌈222.222 / 200⌉= 2
الافتراضات
- هامش تصميم قدره 25 % على الحمل، وهو ممارسة شائعة لاستيعاب نمو الأحمال والتقادم وليس شرطًا في مواصفة.
- حمل بقدرة ثابتة طوال مدة التفريغ، ويؤخذ جهد البطاريات مساويًا للجهد الاسمي للبنك.
- عمق التفريغ المسموح 50 % من السعة المقننة.
- كفاءة العاكس 90 %، ثابتة على مدى الحمل.
- جميع بطاريات البنك متماثلة وسليمة ومشحونة بالكامل عند بدء انقطاع التيار.
تحقّق قبل الاعتماد على النتيجة
- منحنى أو جدول زمن التشغيل الذي تصدره الشركة المصنّعة لجهاز UPS (الزمن مقابل الحمل لطراز البطارية الفعلي) مقدَّم على هذا التقدير. كما ينخفض زمن التشغيل مع تقادم البطاريات وفي درجات الحرارة المنخفضة.
- لجهاز UPS حدّ بالفولت أمبير وآخر بالواط، ويجب التحقق من أن الحمل ضمن القيمتين كلتيهما في نشرة البيانات.
- تسحب طابعات الليزر والسخانات والمحركات والضواغط تيارات إقلاع أو اندفاع عالية، ولا ينصح كثير من مصنّعي أجهزة UPS بتوصيلها.
- تنخفض سعة بطاريات الرصاص الحمضية عند معدلات التفريغ العالية، وهي الحالة المعتادة في أجهزة UPS. ولنتيجة أقرب إلى الواقع يُفعَّل خيار بويكرت، أو يُستخدم جدول التفريغ بقدرة ثابتة من الشركة المصنّعة للبطارية.
- للتقدير والتعليم فقط، ولا يغني عن مهندس مرخّص أو عن الكود المعمول به (IEC 60364 أو NEC/NFPA 70 أو BS 7671 أو اللوائح المحلية) أو عن بيانات الصانع.
ملاحظات حول هذه الحالة
- زمن التشغيل هنا محسوب على أساس الطاقة. تنخفض سعة بطاريات الرصاص عند معدلات التفريغ العالية، لذا فعّل خيار بويكرت للحصول على تقدير أكثر تحفظًا.
- إعادة الشحن لا تقل أهمية عن التفريغ: يجب أن يعيد الشاحن أو الشبكة ملء البنك بين الانقطاعات، وإلا بدأ كل يوم بشحن أقل.
- قارن قدرة الذروة للعاكس بأكبر محرك سيقلعه.
افتح صفحة الحاسبة الكاملة مع المعادلة والمثال المحلول والمراجع
حاسبات ذات صلة
- زمن تشغيل البطاريةقدّر زمن تشغيل بنك البطاريات من السعة بالأمبير-ساعة والجهد وعمق التفريغ وكفاءة العاكس، مع تصحيح بويكرت اختياري وأداة لترتيب البطاريات على التوالي والتوازي.
- تصميم منظومة شمسيةصمّم منظومة طاقة شمسية مستقلة: قدرة المصفوفة kWp وعدد الألواح من الطاقة اليومية وساعات الذروة الشمسية، وسعة البطاريات لأيام الاستقلالية، وتيار منظّم الشحن.
- kVA ↔ kW ↔ kVArحوّل بين القدرة الظاهرية kVA والفعلية kW وغير الفعّالة kVAr باستخدام معامل القدرة، وحُلّ مثلث القدرة من أي قيمتين، واحصل على تيار الخط المقابل.
تضمين هذه الحاسبة في موقعك
الصق هذه الشيفرة في صفحتك لعرض الحاسبة داخل إطار. يجب أن يبقى رابط النسبة ظاهرًا. الصفحة المضمّنة خالية من الإعلانات ولا تخزّن أي بيانات.
كيف جرى التحقق من هذه المعادلات: المنهجية والاختبار.