3.000 W<\/td> 2 Stunden<\/td> 6.000 Wh<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\nDie Berechnungen sind einfach:<\/p>\n\n\n\n
1.000 W \u00d7 0,5 h = 500 Wh<\/strong><\/p>\n\n\n\n2.000 W \u00d7 1 h = 2.000 Wh<\/strong><\/p>\n\n\n\n3.000 W \u00d7 2 h = 6.000 Wh<\/strong><\/p>\n\n\n\nDiese Zahlen beschreiben die Energie, die das gesch\u00fctzte Ger\u00e4t erreichen muss. Sie entsprechen noch nicht der endg\u00fcltigen Nennkapazit\u00e4t der Batteriebank.<\/p>\n\n\n\n
Passen Sie die USV-Effizienz an<\/h3>\n\n\n\n Eine USV verbraucht etwas Energie, w\u00e4hrend sie Batterie-Gleichstrom in geregelten Wechselstrom umwandelt. Die Batterie muss also mehr Energie liefern, als das angeschlossene Ger\u00e4t letztendlich erh\u00e4lt.<\/p>\n\n\n\n
Schneider Electric definiert den Wirkungsgrad einer USV als das Verh\u00e4ltnis von Ausgangsleistung zu Eingangsleistung und weist darauf hin, dass der Wirkungsgrad je nach Betriebslast variiert.<\/p>\n\n\n\n
Zur Gr\u00f6\u00dfenbestimmung:<\/p>\n\n\n\n
Batterieenergie vor der Anpassung der nutzbaren Kapazit\u00e4t = Lastenergie \u00f7 Effizienz im Batteriemodus der USV<\/strong><\/p>\n\n\n\nWenden Sie nicht f\u00fcr jede USV einen allgemeinen Effizienzprozentsatz an.<\/p>\n\n\n\n
Verwenden Sie f\u00fcr den endg\u00fcltigen Entwurf die Effizienz im Batteriemodus, das Laufzeitdiagramm oder die Konfigurationsdaten, die f\u00fcr die jeweilige USV bereitgestellt wurden. Wenn der Hersteller Laufzeitdaten f\u00fcr die genaue USV- und externe Batteriekonfiguration bereitstellt, verwenden Sie diese, um die berechnete Anzahl der Server-Rack-Batterien zu \u00fcberpr\u00fcfen.<\/p>\n\n\n\n
Ber\u00fccksichtigen Sie die nutzbare Batteriekapazit\u00e4t<\/h3>\n\n\n\n Nominelle Batterieenergie und nutzbare Batterieenergie sollten nicht automatisch als identisch behandelt werden.<\/p>\n\n\n\n
Die nutzbare Menge kann von folgenden Faktoren abh\u00e4ngen:<\/p>\n\n\n\n
\nBMS-Entladegrenzen<\/li>\n\n\n\n Minimale DC-Eingangsspannung der USV<\/li>\n\n\n\n Zugelassene Entladungstiefe<\/li>\n\n\n\n Batterietemperatur<\/li>\n\n\n\n Entladestrom<\/li>\n\n\n\n Erforderliche Kapazit\u00e4tsreserve<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\nDie Berechnung kann daher wie folgt ausgedr\u00fcckt werden:<\/p>\n\n\n\n
Erforderliche Nennbatterieenergie = Lastenergie \u00f7 USV-Wirkungsgrad \u00f7 nutzbarer Batterieanteil<\/strong><\/p>\n\n\n\nVerwenden Sie die f\u00fcr die jeweilige Batterie und USV genehmigten Betriebsgrenzwerte, anstatt f\u00fcr jede Lithiumbatterieinstallation einen allgemeinen Prozentsatz anzuwenden.<\/p>\n\n\n\n
Ein Batteriehersteller sollte in der Lage sein, die elektrischen Grenzwerte und Entladungsinformationen bereitzustellen, die erforderlich sind, um zu bestimmen, wie eine Server-Rack-Batterie bei der vorgesehenen Stromst\u00e4rke und Sicherungsdauer funktioniert.<\/p>\n\n\n\n
Verwenden Sie die Batteriez\u00e4hlformel<\/h3>\n\n\n\n Sobald die erforderliche Nennenergie bekannt ist, teilen Sie sie durch die Nennenergie eines Server-Rack-Batteriemoduls:<\/p>\n\n\n\n
Anzahl der Batterien = erforderliche Nennenergie der Batterie \u00f7 Energie pro Batterie<\/strong><\/p>\n\n\n\nRunden Sie dann die Antwort auf das n\u00e4chste vollst\u00e4ndige Modul auf.<\/p>\n\n\n\n
Angenommen, der korrigierte Batteriebedarf betr\u00e4gt nach den entsprechenden technischen Anpassungen 7,0 kWh, w\u00e4hrend jede zugelassene Batterie 5,12 kWh Nennenergie liefert:<\/p>\n\n\n\n
7,0 kWh \u00f7 5,12 kWh = 1,37<\/strong><\/p>\n\n\n\nSie k\u00f6nnen nicht 1,37 Batteriemodule installieren, daher erfordert die Energieberechnung mindestens:<\/p>\n\n\n\n
2 Batteriemodule<\/strong><\/p>\n\n\n\nDamit sind nicht automatisch zwei Module die endg\u00fcltige Konfiguration. Spannung, Strom, BMS, Ladung, Kommunikation und USV-Kompatibilit\u00e4t m\u00fcssen noch \u00fcberpr\u00fcft werden.<\/p>\n\n\n\n
Beispiele f\u00fcr die Dimensionierung von Server-Rack-Batterien f\u00fcr g\u00e4ngige USV-Lasten<\/h2>\n\n\n\n Die folgenden Beispiele veranschaulichen die anf\u00e4ngliche Energieberechnung, bevor USV-Verluste, nutzbare Kapazit\u00e4tsgrenzen, Alterungsreserven oder projektspezifische Redundanz angewendet werden.<\/p>\n\n\n\n
Aus Gr\u00fcnden der Konsistenz verwenden sie a 51,2V 100Ah Batterie mit 5,12 kWh Nennenergie<\/strong> als Referenzmodul.<\/p>\n\n\n\n1 kW Last f\u00fcr 30 Minuten<\/h3>\n\n\n\n Eine 1-kW-Last, die 30 Minuten lang betrieben wird, erfordert:<\/p>\n\n\n\n
1 kW \u00d7 0,5 Stunden = 0,5 kWh<\/strong><\/p>\n\n\n\nDer theoretische Lastenergiebedarf betr\u00e4gt somit 0,5 kWh.<\/p>\n\n\n\n
Aus reiner Energiesicht enth\u00e4lt eine 5,12-kWh-Server-Rack-Batterie mehr nominell gespeicherte Energie als erforderlich.<\/p>\n\n\n\n
Der n\u00e4chste Schritt besteht nicht darin, einfach nur eine Batterie zu bestellen. Das vorgeschlagene Modul muss noch anhand des Spannungsbereichs der USV-Batterie, des zul\u00e4ssigen Entladestroms, der nutzbaren Energie und der erforderlichen Laufzeit unter der tats\u00e4chlichen Last \u00fcberpr\u00fcft werden.<\/p>\n\n\n\n
Dieses Beispiel verdeutlicht auch, warum die Batterieplanung mit Watt und Laufzeit beginnen sollte, anstatt mit der Sch\u00e4tzung der Modulanzahl.<\/p>\n\n\n\n
2 kW Last f\u00fcr eine Stunde<\/h3>\n\n\n\n F\u00fcr eine kritische Last von 2 kW, die eine Stunde lang online bleiben muss:<\/p>\n\n\n\n
2 kW \u00d7 1 Stunde = 2 kWh<\/strong><\/p>\n\n\n\nDer anf\u00e4ngliche Lastenergiebedarf betr\u00e4gt 2 kWh.<\/p>\n\n\n\n
Das reine Energieminimum bleibt ein 5,12-kWh-Modul. Nachdem USV-Verluste und geltende Batteriebetriebsgrenzen ber\u00fccksichtigt wurden, kann die erforderliche Kapazit\u00e4t mit der nutzbaren Leistung der ausgew\u00e4hlten Batteriekonfiguration verglichen werden.<\/p>\n\n\n\n
Das geht nicht<\/strong> bedeutet, dass f\u00fcr jede 2-kW-USV eine Server-Rack-Batterie erforderlich ist. Dies bedeutet, dass eine 2-kW-Last, die eine Stunde lang l\u00e4uft, 2 kWh an der Last ben\u00f6tigt, was den Ingenieuren einen klaren Ausgangspunkt f\u00fcr die Bewertung der tats\u00e4chlichen Kombination aus Batterie und USV gibt.<\/p>\n\n\n\n3 kW Last f\u00fcr zwei Stunden<\/h3>\n\n\n\n Eine 3-kW-Last, die zwei Stunden lang betrieben wird, erfordert:<\/p>\n\n\n\n
3 kW \u00d7 2 Stunden = 6 kWh<\/strong><\/p>\n\n\n\nEine 5,12-kWh-Batterie enth\u00e4lt nicht gen\u00fcgend Nennenergie, um einen Lastenergiebedarf von 6 kWh zu decken.<\/p>\n\n\n\n
Das theoretische Minimum betr\u00e4gt:<\/p>\n\n\n\n
6 kWh \u00f7 5,12 kWh = 1,17 Module<\/strong><\/p>\n\n\n\nAufrunden:<\/p>\n\n\n\n
Energiebezogene Mindestmenge: 2 Module<\/strong><\/p>\n\n\n\nDie korrigierte Projektmenge kann sich \u00e4ndern, nachdem Effizienz, nutzbare Energiegrenzen, Reserveanforderungen und Redundanz ber\u00fccksichtigt wurden.<\/p>\n\n\n\n
Bei diesem Lastniveau wird auch die Entladestromf\u00e4higkeit zu einem wichtigen Kriterium f\u00fcr die Dimensionierung der Server-Rack-Batterie.<\/p>\n\n\n\n
Beispiel f\u00fcr ein MANLY 51,2V 100Ah-Modul<\/h3>\n\n\n\n MANLY Battery bietet Rack-montierte LiFePO4-Konfigurationen mit 51,2 V und 100 Ah f\u00fcr station\u00e4re Backup-Anwendungen der 48-V-Klasse.<\/p>\n\n\n\n
Die nominale gespeicherte Energie ergibt sich direkt aus Spannung und Kapazit\u00e4t:<\/p>\n\n\n\n
51,2 V \u00d7 100 Ah = 5.120 Wh<\/strong><\/p>\n\n\n\noder:<\/p>\n\n\n\n
5,12 kWh<\/strong><\/p>\n\n\n\nDie rackorientierte Energiespeicherreihe von MANLY Battery umfasst eine MF48100-Konfiguration mit 51,2 V und 100 Ah, w\u00e4hrend die Rackmontagekonfiguration MLP48100 ebenfalls eine Nennenergiebasis mit 51,2 V, 100 Ah und 5,12 kWh nutzt.<\/p>\n\n\n\n
F\u00fcr Systemintegratoren bietet dies einen klaren Wert auf Modulebene f\u00fcr vorl\u00e4ufige Kapazit\u00e4tsberechnungen.<\/p>\n\n\n\n
Als Batteriehersteller kann MANLY Battery auch projektspezifische Batteriekonfigurationen unterst\u00fctzen. F\u00fcr die USV-Integration muss die ausgew\u00e4hlte Batteriekonfiguration jedoch mit dem DC-Betriebsbereich der USV, den Ladeparametern, den aktuellen Anforderungen, der BMS-Architektur, den Kommunikationsanforderungen und dem Systemschutzdesign \u00fcbereinstimmen.<\/p>\n\n\n\n
Wenn man beispielsweise 5,12 kWh als nominale Modulenergie verwendet:<\/p>\n\n\n\nUSV-Last<\/th> Laufzeit<\/th> Energie laden<\/th> Nur-Energie-Minimum<\/th><\/tr><\/thead> 1 kW<\/td> 30 Min<\/td> 0,5 kWh<\/td> 1 Modul<\/td><\/tr> 2 kW<\/td> 1 Stunde<\/td> 2,0 kWh<\/td> 1 Modul<\/td><\/tr> 3 kW<\/td> 2 Stunden<\/td> 6,0 kWh<\/td> 2 Module<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\nHierbei handelt es sich um vorl\u00e4ufige Energiez\u00e4hlungen \u2013 nicht um endg\u00fcltige USV-Konfigurationen.<\/p>\n\n\n\n
Warum sich die endg\u00fcltige Batteriezahl \u00e4ndern kann<\/h2>\n\n\n\n Die Arithmetik liefert eine Ausgangsmenge. Die installierte Server-Rack-Batteriebank erfordert m\u00f6glicherweise eine andere Anzahl von Modulen, wenn elektrische Grenzwerte, Umgebungsbedingungen, zuk\u00fcnftiges Lastwachstum und Ausfallsicherheitsanforderungen ber\u00fccksichtigt werden.<\/p>\n\n\n\n
USV-Effizienz und Gleichspannung<\/h3>\n\n\n\n Zuerst kommen zwei Kontrollen: Umwandlungseffizienz und Spannungskompatibilit\u00e4t<\/strong>.<\/p>\n\n\n\nUSV-Umwandlungsverluste erh\u00f6hen die aus der Batterie entnommene Energie im Verh\u00e4ltnis zu der an die gesch\u00fctzten Ger\u00e4te gelieferten Energie.<\/p>\n\n\n\n
Ebenso wichtig ist die Spannung. Eine USV arbeitet \u00fcber einen definierten externen Batteriespannungsbereich. Eine nominelle Beschreibung der \u201c48-V-Klasse\u201d allein stellt keine elektrische Kompatibilit\u00e4t zwischen einer USV und einer Batterie her.<\/p>\n\n\n\n
\u00dcberpr\u00fcfen:<\/p>\n\n\n\n
\nMaximale Batteriespannung<\/li>\n\n\n\n Nenngleichspannung<\/li>\n\n\n\n Mindestbetriebsspannung<\/li>\n\n\n\n Unterspannungsabschaltung der USV<\/li>\n\n\n\n Ladespannung<\/li>\n\n\n\n Zul\u00e4ssige Reihen- oder Parallelkonfiguration<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\nDas Betriebsspannungsfenster der Batterie muss w\u00e4hrend des gesamten Entladezyklus innerhalb des f\u00fcr die USV zugelassenen Bereichs bleiben.<\/p>\n\n\n\n
Alterung und Temperatur der Batterie<\/h3>\n\n\n\n Die Batteriekapazit\u00e4t ist kein fester Wert f\u00fcr die Lebensdauer.<\/p>\n\n\n\n
Die verf\u00fcgbare Laufzeit kann durch Betriebstemperatur, Batteriealter, Ladezustand, Entladerate und Wartungshistorie beeinflusst werden. Serverraumumgebungen identifizieren au\u00dferdem den Batteriezustand und die Betriebsumgebung als Faktoren, die die verf\u00fcgbare USV-Laufzeit beeinflussen.<\/p>\n\n\n\n
Anstatt einen beliebigen, universellen Alterungsprozentsatz anzuwenden, verwenden Sie die geltenden Leistungsdaten des Batterieherstellers und die vom Projekt geforderte Kapazit\u00e4tsreserve.<\/p>\n\n\n\n
Bei kritischen Infrastrukturen kann durch regelm\u00e4\u00dfige Laufzeit- oder Kapazit\u00e4tstests auch festgestellt werden, ob die Batteriebank des Server-Racks auch bei zunehmendem Alter des Systems weiterhin den vorgesehenen Backup-Anforderungen gerecht wird.<\/p>\n\n\n\n
BMS-Stromgrenzen<\/h3>\n\n\n\n Die Energiekapazit\u00e4t betr\u00e4gt nur die H\u00e4lfte der USV-Batteriegr\u00f6\u00dfe. Auch die Batterie muss ausreichend Leistung und Strom liefern.<\/p>\n\n\n\n
Eine n\u00fctzliche DC-Berechnung erster Ordnung ist:<\/p>\n\n\n\n
Batteriestrom \u2248 Lastleistung \u00f7 Batteriespannung<\/strong><\/p>\n\n\n\nBeispiel: Ignorieren von Umwandlungsverlusten bei der Erstberechnung:<\/p>\n\n\n\n
3.000 W \u00f7 51,2 V \u2248 58,6 A<\/strong><\/p>\n\n\n\nDer tats\u00e4chliche Batteriestrom \u00e4ndert sich je nach Batteriespannung und USV-Betriebsbedingungen.<\/p>\n\n\n\n
Die ausgew\u00e4hlte Server-Rack-Batterie muss innerhalb des zul\u00e4ssigen Dauerentladestroms der Zellen, des BMS, der Anschl\u00fcsse, der Schutzvorrichtungen und der Batterieverbindungen bleiben.<\/p>\n\n\n\n
Beispielsweise gibt die Spezifikation 51,2 V 100 Ah MLP48100A von MANLY Battery einen maximalen Dauerentladestrom von 100 A an.<\/p>\n\n\n\n
Aus diesem Grund sollten zwei Batterien mit derselben kWh-Leistung f\u00fcr eine bestimmte USV nicht automatisch als gleichwertig behandelt werden. Der erforderliche Entladestrom muss ebenfalls innerhalb des genehmigten Betriebsbereichs liegen.<\/p>\n\n\n\n
N+1 Kapazit\u00e4ts- und Lastwachstum<\/h3>\n\n\n\n Die Batteriedimensionierung muss m\u00f6glicherweise auch der Belastbarkeit und zuk\u00fcnftigen Erweiterungen Rechnung tragen.<\/p>\n\n\n\n
Wenn das Kontinuit\u00e4tsdesign der Anlage eine N+1-Redundanz erfordert, sollte die erforderliche Reserve ber\u00fccksichtigt werden, bevor die endg\u00fcltige Modulmenge genehmigt wird. Die genaue Architektur h\u00e4ngt davon ab, wie die Redundanz in der USV, den Batteriestr\u00e4ngen, den Strompfaden und der zugeh\u00f6rigen Infrastruktur implementiert wird.<\/p>\n\n\n\n
Auch die zuk\u00fcnftige Belastung ist wichtig.<\/p>\n\n\n\n
Zus\u00e4tzliche Server, Speicher, Netzwerkger\u00e4te oder Hardware mit h\u00f6herer Dichte k\u00f6nnen die gesch\u00fctzte Wattlast \u00fcber die Lebensdauer der Installation erh\u00f6hen. Schneider Electric empfiehlt, den Spielraum f\u00fcr die USV-Kapazit\u00e4t beizubehalten und bei der Systemdimensionierung zuk\u00fcnftiges Ger\u00e4tewachstum zu ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n\n\n\n
Ein realistischer Wachstumsplan ist sinnvoller als das Hinzuf\u00fcgen einer willk\u00fcrlichen Menge an Batteriekapazit\u00e4t ohne Ber\u00fccksichtigung der erwarteten Ger\u00e4te\u00e4nderungen.<\/p>\n\n\n\n
So validieren Sie die Batteriebank vor der Installation<\/h2>\n\n\n\n Eine Berechnung der Server-Rack-Batterie ist erst dann abgeschlossen, wenn die vorgeschlagene Bank elektrisch, mechanisch und betriebsbereit mit der USV zusammenarbeitet. Behandeln Sie die Validierung der Server-Rack-Batterie als Teil des Dimensionierungsprozesses und nicht als separaten nachtr\u00e4glichen Gedanken.<\/p>\n\n\n\n
\u00dcberpr\u00fcfen Sie die Spannungskompatibilit\u00e4t der USV<\/h3>\n\n\n\n Vergleichen Sie den gesamten Betriebsspannungsbereich der Batterie mit der Spezifikation der externen USV-Batterie.<\/p>\n\n\n\n
Best\u00e4tigen:<\/p>\n\n\n\n
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