Hoe u de UPS-runtime kunt berekenen: formule, voorbeelden en batterijgrootte 

Hoe lang zorgt een UPS ervoor dat de apparatuur blijft werken tijdens een stroomstoring? Het antwoord hangt van meer af dan het VA-nummer dat op het voorpaneel is afgedrukt. De looptijd van de UPS wordt bepaald door de werkelijke aangesloten belasting, batterij-energie, efficiëntie van de omvormer, bruikbare ontladingscapaciteit, batterijconditie en bedrijfstemperatuur.

Snel antwoord: Een praktische planningsinschatting is:

Gebruiksduur (uren) ≈ Spanning accubank × ampère-uur × parallelle strings × efficiëntie × factor bruikbare capaciteit ÷ aangesloten belasting in watt

Deze formule is handig voor vroege dimensionering, maar biedt geen gegarandeerde looptijd. Het gedrag van de loodzuurontlading is niet-lineair, en echte systemen hebben ook limieten voor de omvormeruitschakeling, veroudering van de batterij, kabelverliezen en temperatuureffecten. Bij de definitieve selectie moeten de runtimegegevens van de UPS-fabrikant en een toepassingsspecifieke batterijberekening worden gebruikt.

De vijf ingangen die u nodig heeft

Verzamel deze waarden voordat u de back-uptijd van de UPS-batterij berekent:

1. Aangesloten vermogen in watt: het werkelijke stroomverbruik van alle apparatuur die tijdens een storing aan blijft staan.
2. UPS-watt- en VA-waarden: de belasting moet onder beide grenzen blijven.
3. DC-spanning accubank: de gecombineerde spanning van in serie geschakelde batterijen.
4. Accucapaciteit in ampère-uren: de Ah-waarde van één reeksreeks; parallelle snaren verhogen de totale Ah.
5. Efficiëntie- en reductiefactoren: rekening houdend met omvormerverliezen, bruikbare ontladingsdiepte, batterijleeftijd en temperatuur.

Als een van deze waarden ontbreekt, kan het resultaat misleidend zijn.

VA, watt en wattuur zijn niet hetzelfde

Veel fouten bij het dimensioneren van UPS beginnen met het behandelen van VA, watt en wattuur als onderling uitwisselbaar.

De basisrelatie tussen watt en VA is:

Watt = VA × arbeidsfactor

Daarom:

Vereiste VA = Belasting Watt ÷ Vermogensfactor

Voorbeeld: als apparatuur 1.800 W verbruikt en de toepasselijke arbeidsfactor 0,9 is:

1.800 W ÷ 0,9 = 2.000 VA

De UPS moet minimaal 1.800 W en 2.000 VA ondersteunen. Vervolgens moet een planningsmarge en een toekomstige groeivergoeding worden toegevoegd voordat het definitieve model wordt gekozen.

Stapsgewijze UPS Runtime-formule

Stap 1: Bereken de nominale batterij-energie

Voor één batterijreeks:

Nominale batterij-energie (Wh) = DC-busspanning × batterij Ah

Als identieke strings parallel worden aangesloten:

Nominale batterij-energie (Wh) = DC-busspanning × Ah × aantal parallelle strings

In een seriereeks worden de accuspanningen verhoogd, maar de Ah-waarde niet. Bij parallelle strings wordt de Ah-capaciteit vergroot, terwijl de stringspanning gelijk blijft.

Stap 2: Efficiëntie toepassen

De omvormer en interne UPS-componenten verbruiken energie. Bij een planningsberekening kan een efficiëntiefactor van bijvoorbeeld 0,85 tot 0,95 worden toegepast, afhankelijk van het systeem en de belasting.

Energie na conversieverliezen = Nominaal Wh × UPS-efficiëntie

Gebruik de daadwerkelijke gegevens van de fabrikant, indien beschikbaar.

Stap 3: Pas bruikbare capaciteits- en conditiefactoren toe

Een batterij mag niet worden behandeld alsof 100% van de nominale energie altijd de belasting zal bereiken. Factoren toepassen voor:

• minimaal toegestane ontlaadspanning;
• batterijchemie en ontladingssnelheid;
• leeftijd en gezondheidstoestand;
• omgevingstemperatuur;
• ontwerpreserve;
• kabel- en verbindingsverliezen.

Voor de voorlopige planning kunnen deze worden gecombineerd tot een bruikbaar-capaciteitsfactor. De juiste waarde moet afkomstig zijn van de batterij- en UPS-ontwerpvereisten.

Stap 4: Verdeel de bruikbare energie door de belasting

Gebruiksduur (uren) = Bruikbare batterij-energie (Wh) ÷ Belasting (W)

Vermenigvuldig met 60 voor minuten:

Runtime (minuten) = Runtime (uren) × 60

Uitgewerkt voorbeeld 1: klein serverrack

Stel:

• aansluitvermogen: 800 W;
• accubank: 48 V, 100 Ah;
• één batterijreeks;
• planningsefficiëntie: 90%;
• bruikbare capaciteitsfactor: 70%.

Nominale energie:

48 V × 100 Ah = 4.800 Wh

Geschatte bruikbare energie:

4.800 Wh × 0,90 × 0,70 = 3.024 Wh

Planningslooptijd:

3.024 Wh ÷ 800 W = 3,78 uur, of ongeveer 227 minuten

Dit is een vereenvoudigde energieschatting. De werkelijke looptijd kan korter zijn omdat de loodzuurcapaciteit verandert met de ontladingssnelheid, de leeftijd van de batterij en de uitschakelspanning. Er is een runtimecurve van de fabrikant vereist voordat 227 minuten aan een eindgebruiker worden beloofd.

Uitgewerkt voorbeeld 2: driefasige bedrijfsbelasting

Stel:

• kritische belasting: 10.000 W;
• DC-accubank: 384 V, 100 Ah;
• één batterijreeks;
• planningsefficiëntie: 92%;
• bruikbare capaciteitsfactor: 70%.

Nominale energie:

384 V × 100 Ah = 38.400 Wh

Geschatte bruikbare energie:

38.400 Wh × 0,92 × 0,70 = 24.729,6 Wh

Planningslooptijd:

24.729,6 Wh ÷ 10.000 W = 2,47 uur, of ongeveer 148 minuten

Dit voorbeeld laat zien hoe de formule werkt, geen universeel ontwerp. Batterijhoeveelheid, DC-spanning en laadcapaciteit moeten overeenkomen met de geselecteerde UPS. Hoogspanningsaccusystemen vereisen professionele techniek, beschermingsmiddelen en veilige installatieprocedures.

Waarom de werkelijke UPS-runtime doorgaans lager is dan de ideale berekening

Een ideale berekening deelt het nominale aantal watturen door het aantal wattbelastingen. De werkelijke back-uptijd van de batterij wordt beïnvloed door aanvullende omstandigheden.

Ontladingssnelheid van de batterij

Loodzuuraccu's leveren bij hoge ontladingssnelheden minder bruikbare capaciteit dan een eenvoudige Ah-berekening doet vermoeden. Dit gedrag is een van de redenen waarom de runtime niet op een perfect lineaire manier verandert met de belasting.

Batterij leeftijd

De capaciteit van de batterij neemt na verloop van tijd af. Een systeem dat alleen is ontworpen voor de prestaties van nieuwe batterijen, voldoet mogelijk niet aan de vereiste looptijd tegen het einde van het vervangingsinterval.

Temperatuur

Lage temperaturen kunnen de beschikbare capaciteit verminderen. Hoge temperaturen kunnen de output tijdelijk verhogen, maar de veroudering van de batterij versnellen. De batterijruimte moet binnen het aanbevolen bedrijfsbereik blijven.

UPS-afsluiting en -reservering

De omvormer stopt met ontladen voordat de theoretische batterij-energie nul bereikt. Dit beschermt de accu en behoudt de controle over het systeem.

Wijzigingen laden

Servers, koelventilatoren, motoren en industriële apparatuur verbruiken niet altijd constant stroom. Aanloopstromen en belastingspieken moeten in het ontwerp worden meegenomen.

Hoeveel UPS-ruimte moet u toevoegen?

Na het berekenen van de aangesloten belasting voegt u de capaciteit toe voor de operationele marge en de verwachte groei. Een veelgebruikt uitgangspunt is ongeveer 20-25% boven de huidige belasting, maar de juiste marge is afhankelijk van de toepassing.

Vermijd beide uitersten:

• Te weinig hoofdruimte: verhoogt het risico op overbelasting, vermindert de uitbreidingscapaciteit en kan de looptijd verkorten.
• Overmatig overdimensioneren: verhoogt de aanschafkosten en kan de UPS ver onder zijn efficiënte ontwerpbereik laten werken.

Bij modulaire installaties kan de capaciteit stapsgewijs worden uitgebreid. USYTU's YT-UM rack-modulaire UPS 10–200 kVA ondersteunt modulaire configuraties voor groeiende kritische belastingen.

UPS-runtimeplanning per applicatie

Runtime moet gebaseerd zijn op de operationele doelstelling. “Zo lang mogelijk” is geen volledige technische vereiste.

Batterijen selecteren voor UPS Runtime

De batterijkeuze moet overeenkomen met het UPS-laadsysteem, de gelijkspanning, de ontlaadstroom en de installatieomgeving.

USYTU biedt een productcategorie batterij met meerdere 12 V-opslagbatterijcapaciteiten. Kopers die systemen met verlengde looptijd evalueren, kunnen de 12V 100Ah accu en 12V 200Ah accu als referentieproducten.

Kies niet alleen een accu op Ah. Bevestig:

• batterijchemie en beoogd stand-bygebruik;
• nominale en laadspanning;
• ontladingsgegevens met constant vermogen of constante stroom;
• terminal- en kabelstroomcapaciteit;
• serie- en parallelle configuratie;
• verwachte levensduur van de cyclus en levensduur van de vlotter;
• bedrijfstemperatuur;
• rek- of kastruimte;
• ventilatie- en veiligheidseisen;
• monitoring- en onderhoudsmethode;
• compatibiliteit met de UPS-oplader.

Het combineren van batterijen van verschillende leeftijden, capaciteiten of omstandigheden in één string kan de betrouwbaarheid verminderen.

Een praktische workflow voor het dimensioneren van UPS

1. Stel de lijst met kritieke belastingen samen

Registreer elk apparaat, het gemeten watt, VA of arbeidsfactor, opstartgedrag en prioriteit. Verwijder apparatuur die geen back-upbatterij nodig heeft.

2. Bereken Watt en VA

Voeg het werkelijke vermogen in watt en het schijnbare vermogen in VA toe. De geselecteerde UPS moet aan beide classificaties voldoen.

3. Ontwerpmarge toevoegen

Inclusief redelijke operationele speelruimte en bekende toekomstige uitbreidingen.

4. Stel het runtimedoel in

Specificeer de looptijd bij de verwachte belasting, niet bij een willekeurig percentage dat in een brochure staat afgedrukt.

5. Kies de UPS-topologie

Voor gevoelige, bedrijfskritische toepassingen of toepassingen met een slecht netwerk kan een online UPS-systeem kan een continue stroomconditionering met dubbele conversie en een nuloverdrachttijd naar de batterij bieden.

6. Grootte van het batterijsysteem

Bereken een voorlopige energiebehoefte en verifieer deze vervolgens met behulp van de geselecteerde UPS- en batterijontladingsgegevens.

7. Plan installatie en onderhoud

Inclusief bypass-voorzieningen, stroomonderbrekers, kabels, batterijrekken, ventilatie, monitoring, periodieke tests en batterijvervanging.

Offerteaanvraagwerkblad voor een Runtimeofferte van UPS

Geef de volgende informatie op om een accuraat voorstel te verkrijgen:

Veelgestelde vragen

Kan de UPS-runtime alleen op basis van VA worden berekend?

Nee. VA beschrijft de schijnbare vermogenscapaciteit, niet de opgeslagen energie. Runtimeberekeningen vereisen de werkelijke belasting in watt en informatie over het batterijsysteem.

Verdubbelt een verdubbeling van de batterij-Ah de looptijd?

Onder identieke omstandigheden kan een verdubbeling van de bruikbare batterij-energie de looptijd ongeveer verdubbelen. In de praktijk moeten de ontladingssnelheid, de oplaadlimieten van de UPS, de batterijconfiguratie en systeemverliezen worden gecontroleerd.

Gaat een grotere UPS automatisch langer mee?

Nee. Een groter vermogen betekent dat de UPS een grotere belasting kan ondersteunen. De looptijd is voornamelijk afhankelijk van de batterij-energie en de aangesloten belasting. Twee UPS-systemen met hetzelfde kVA-vermogen kunnen zeer verschillende looptijden hebben.

Hoe lang kan een batterij van 100 Ah een UPS laten werken?

Het kan niet op basis van Ah alleen worden bepaald. Batterijspanning, aantal batterijen, belastingswatt, UPS-efficiëntie, ontladingssnelheid en uitschakelspanning zijn ook vereist.

Waarom verschilt de looptijd van de fabrikant van mijn formule?

Gegevens van de fabrikant kunnen rekening houden met de werkelijke ontladingscurven van de accu, het gedrag van de omvormer en de uitschakellimieten. Een eenvoudige formule is slechts een planningsraming.

Moet de runtime na installatie worden getest?

Bij de inbedrijfstelling moeten de UPS, alarmen, bypass, batterijsysteem en monitoring worden geverifieerd. Elke gecontroleerde looptijdtest moet de instructies van de fabrikant volgen, omdat een volledige ontlading de kritische belasting tijdelijk kan verlaten zonder voldoende batterijreserve.

Kortom

Om de looptijd van de UPS te schatten, converteert u de batterijbank naar bruikbare wattuur en deelt u deze door de werkelijke aangesloten belasting. Beschouw het resultaat vervolgens als een planningswaarde en niet als een garantie. De uiteindelijke looptijd moet worden geverifieerd aan de hand van de geselecteerde UPS, ontladingsgegevens van de batterij, systeemuitschakelingslimieten en locatieomstandigheden.

Voor een berekening op maat verzendt u de kritische belasting in watt en VA, de vereiste looptijd, het in-/uitgangsvermogen, het redundantiedoel en de installatieomgeving. Neem contact op met USYTU voor ondersteuning bij UPS en batterijdimensionering.