3 000 W<\/td> 2 heures<\/td> 6 000 Wh<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\nLes calculs sont simples :<\/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 heures = 6 000 Wh<\/strong><\/p>\n\n\n\nCes chiffres d\u00e9crivent l'\u00e9nergie qui doit atteindre l'\u00e9quipement prot\u00e9g\u00e9. Il ne s\u2019agit pas encore de la capacit\u00e9 nominale finale du parc de batteries.<\/p>\n\n\n\n
Ajuster l'efficacit\u00e9 de l'UPS<\/h3>\n\n\n\n Un UPS consomme de l'\u00e9nergie lors de la conversion de l'alimentation CC de la batterie en alimentation CA r\u00e9gul\u00e9e. La batterie doit donc fournir plus d\u2019\u00e9nergie que l\u2019\u00e9quipement connect\u00e9 n\u2019en re\u00e7oit finalement.<\/p>\n\n\n\n
Schneider Electric d\u00e9finit l'efficacit\u00e9 de l'onduleur comme le rapport entre la puissance de sortie et la puissance d'entr\u00e9e et note que l'efficacit\u00e9 varie en fonction de la charge de fonctionnement.<\/p>\n\n\n\n
\u00c0 des fins de dimensionnement :<\/p>\n\n\n\n
\u00c9nergie de la batterie avant ajustement de la capacit\u00e9 utilisable = \u00e9nergie de charge \u00f7 efficacit\u00e9 du mode batterie de l'onduleur<\/strong><\/p>\n\n\n\nN'appliquez pas un pourcentage d'efficacit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rique \u00e0 chaque UPS.<\/p>\n\n\n\n
Pour la conception finale, utilisez l'efficacit\u00e9 du mode batterie, le tableau d'autonomie ou les donn\u00e9es de configuration fournies pour l'onduleur sp\u00e9cifique. Si le fabricant fournit des donn\u00e9es d'ex\u00e9cution pour la configuration exacte de l'onduleur et de la batterie externe, utilisez-les pour v\u00e9rifier la quantit\u00e9 calcul\u00e9e de batterie du rack de serveur.<\/p>\n\n\n\n
Tenir compte de la capacit\u00e9 utilisable de la batterie<\/h3>\n\n\n\n L\u2019\u00e9nergie nominale de la batterie et l\u2019\u00e9nergie utilisable de la batterie ne doivent pas automatiquement \u00eatre trait\u00e9es comme identiques.<\/p>\n\n\n\n
La quantit\u00e9 utilisable peut d\u00e9pendre de facteurs tels que :<\/p>\n\n\n\n
\nLimites de d\u00e9charge du BMS<\/li>\n\n\n\n Tension d'entr\u00e9e CC minimale de l'onduleur<\/li>\n\n\n\n Profondeur de d\u00e9charge approuv\u00e9e<\/li>\n\n\n\n Temp\u00e9rature de la batterie<\/li>\n\n\n\n Courant de d\u00e9charge<\/li>\n\n\n\n R\u00e9serve de capacit\u00e9 requise<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\nLe calcul peut donc s\u2019exprimer comme suit :<\/p>\n\n\n\n
\u00c9nergie nominale de la batterie requise = \u00e9nergie de charge \u00f7 efficacit\u00e9 de l'onduleur \u00f7 fraction de batterie utilisable<\/strong><\/p>\n\n\n\nUtilisez les limites de fonctionnement approuv\u00e9es pour la batterie et l'onduleur sp\u00e9cifiques plut\u00f4t que d'appliquer un pourcentage g\u00e9n\u00e9rique \u00e0 chaque installation de batterie au lithium.<\/p>\n\n\n\n
Un fabricant de batteries doit \u00eatre en mesure de fournir les limites \u00e9lectriques et les informations de d\u00e9charge n\u00e9cessaires pour d\u00e9terminer le fonctionnement d'une batterie de rack de serveur au courant et \u00e0 la dur\u00e9e de sauvegarde pr\u00e9vus.<\/p>\n\n\n\n
Utilisez la formule de comptage de batterie<\/h3>\n\n\n\n Une fois que l'\u00e9nergie nominale requise est connue, divisez-la par l'\u00e9nergie nominale d'un module de batterie du rack de serveur :<\/p>\n\n\n\n
Nombre de batteries = \u00e9nergie nominale requise de la batterie \u00f7 \u00e9nergie par batterie<\/strong><\/p>\n\n\n\nArrondissez ensuite la r\u00e9ponse au module complet suivant.<\/p>\n\n\n\n
Par exemple, supposons que les besoins corrig\u00e9s en mati\u00e8re de batterie apr\u00e8s les ajustements techniques pertinents soient de 7,0 kWh, alors que chaque batterie approuv\u00e9e fournit 5,12 kWh d'\u00e9nergie nominale :<\/p>\n\n\n\n
7,0 kWh \u00f7 5,12 kWh = 1,37<\/strong><\/p>\n\n\n\nVous ne pouvez pas installer 1,37 modules de batterie, le calcul de l'\u00e9nergie n\u00e9cessite donc au moins :<\/p>\n\n\n\n
2 modules de batterie<\/strong><\/p>\n\n\n\nCela ne fait pas automatiquement de deux modules la configuration finale. La tension, le courant, le BMS, la charge, la communication et la compatibilit\u00e9 UPS doivent encore \u00eatre v\u00e9rifi\u00e9s.<\/p>\n\n\n\n
Exemples de dimensionnement de batterie de rack de serveur pour les charges UPS courantes<\/h2>\n\n\n\n Les exemples ci-dessous illustrent le calcul initial de l'\u00e9nergie avant l'application des pertes de l'onduleur, des limites de capacit\u00e9 utilisable, de la r\u00e9serve vieillissante ou de la redondance sp\u00e9cifique au projet.<\/p>\n\n\n\n
Par souci de coh\u00e9rence, ils utilisent un Batterie 51,2 V 100 Ah avec 5,12 kWh d'\u00e9nergie nominale<\/strong> comme module de r\u00e9f\u00e9rence.<\/p>\n\n\n\nCharge de 1 kW pendant 30 minutes<\/h3>\n\n\n\n Une charge de 1 kW fonctionnant pendant 30 minutes n\u00e9cessite :<\/p>\n\n\n\n
1 kW \u00d7 0,5 heure = 0,5 kWh<\/strong><\/p>\n\n\n\nLe besoin th\u00e9orique en \u00e9nergie de charge est donc de 0,5 kWh.<\/p>\n\n\n\n
D'un point de vue \u00e9nerg\u00e9tique uniquement, une batterie de rack de serveur de 5,12 kWh contient plus d'\u00e9nergie nominale stock\u00e9e que cette exigence.<\/p>\n\n\n\n
La prochaine \u00e9tape ne consiste pas simplement \u00e0 commander une batterie. Le module propos\u00e9 doit toujours \u00eatre v\u00e9rifi\u00e9 par rapport \u00e0 la plage de tension de la batterie de l'onduleur, au courant de d\u00e9charge autoris\u00e9, \u00e0 l'\u00e9nergie utilisable et \u00e0 la dur\u00e9e de fonctionnement requise sous la charge r\u00e9elle.<\/p>\n\n\n\n
Cet exemple illustre \u00e9galement pourquoi la planification de la batterie doit commencer par les watts et l'autonomie au lieu de deviner la quantit\u00e9 de modules.<\/p>\n\n\n\n
Charge de 2 kW pendant une heure<\/h3>\n\n\n\n Pour une charge critique de 2 kW qui doit rester en ligne pendant une heure :<\/p>\n\n\n\n
2 kW \u00d7 1 heure = 2 kWh<\/strong><\/p>\n\n\n\nLe besoin initial en \u00e9nergie de charge est de 2 kWh.<\/p>\n\n\n\n
Le minimum \u00e9nerg\u00e9tique uniquement reste un module de 5,12 kWh. Une fois les pertes de l'onduleur et les limites de fonctionnement applicables de la batterie int\u00e9gr\u00e9es, la capacit\u00e9 requise peut ensuite \u00eatre v\u00e9rifi\u00e9e par rapport \u00e0 la sortie utilisable de la configuration de batterie s\u00e9lectionn\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n
Cela fait pas<\/strong> Cela signifie que chaque UPS de 2 kW n\u00e9cessite une batterie de rack de serveur. Cela signifie qu'une charge de 2 kW fonctionnant pendant une heure n\u00e9cessite 2 kWh au niveau de la charge, ce qui donne aux ing\u00e9nieurs un point de d\u00e9part clair pour \u00e9valuer la combinaison r\u00e9elle batterie-onduleur.<\/p>\n\n\n\nCharge de 3 kW pendant deux heures<\/h3>\n\n\n\n Une charge de 3 kW fonctionnant pendant deux heures n\u00e9cessite :<\/p>\n\n\n\n
3 kW \u00d7 2 heures = 6 kWh<\/strong><\/p>\n\n\n\nUne batterie de 5,12 kWh ne contient pas suffisamment d'\u00e9nergie nominale pour r\u00e9pondre aux besoins en \u00e9nergie de charge de 6 kWh.<\/p>\n\n\n\n
Le minimum th\u00e9orique est :<\/p>\n\n\n\n
6 kWh \u00f7 5,12 kWh = 1,17 modules<\/strong><\/p>\n\n\n\nRassembler:<\/p>\n\n\n\n
Quantit\u00e9 minimale bas\u00e9e sur l'\u00e9nergie : 2 modules<\/strong><\/p>\n\n\n\nLa quantit\u00e9 corrig\u00e9e du projet peut changer apr\u00e8s l'int\u00e9gration de l'efficacit\u00e9, des limites d'\u00e9nergie utilisable, des exigences de r\u00e9serve et de la redondance.<\/p>\n\n\n\n
\u00c0 ce niveau de charge, la capacit\u00e9 de courant de d\u00e9charge devient \u00e9galement un crit\u00e8re important de dimensionnement de la batterie du rack de serveur.<\/p>\n\n\n\n
Exemple de module MANLY 51,2 V 100 Ah<\/h3>\n\n\n\n MANLY Battery propose des configurations LiFePO4 mont\u00e9es en rack 51,2 V 100 Ah pour les applications de sauvegarde stationnaires de classe 48 V.<\/p>\n\n\n\n
L\u2019\u00e9nergie nominale stock\u00e9e d\u00e9coule directement de la tension et de la capacit\u00e9 :<\/p>\n\n\n\n
51,2 V \u00d7 100 Ah = 5 120 Wh<\/strong><\/p>\n\n\n\nou:<\/p>\n\n\n\n
5,12 kWh<\/strong><\/p>\n\n\n\nLa gamme de stockage d'\u00e9nergie orient\u00e9e rack de MANLY Battery comprend une configuration MF48100 de 51,2 V 100 Ah, tandis que sa configuration mont\u00e9e en rack MLP48100 utilise \u00e9galement une puissance nominale de 51,2 V, 100 Ah et une base d'\u00e9nergie nominale de 5,12 kWh.<\/p>\n\n\n\n
Pour les int\u00e9grateurs de syst\u00e8mes, cela fournit une valeur claire au niveau du module pour les calculs pr\u00e9liminaires de capacit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n
En tant que fabricant de batteries, MANLY Battery peut \u00e9galement prendre en charge la configuration de batterie sp\u00e9cifique au projet. Toutefois, pour l'int\u00e9gration de l'onduleur, la configuration de la batterie s\u00e9lectionn\u00e9e doit correspondre \u00e0 la plage de fonctionnement CC de l'onduleur, aux param\u00e8tres de charge, aux exigences de courant, \u00e0 l'architecture BMS, aux exigences de communication et \u00e0 la conception de la protection du syst\u00e8me.<\/p>\n\n\n\n
Par exemple, en utilisant 5,12 kWh comme \u00e9nergie nominale du module :<\/p>\n\n\n\nChargement UPS<\/th> Dur\u00e9e d'ex\u00e9cution<\/th> \u00c9nergie de charge<\/th> Minimum d'\u00e9nergie uniquement<\/th><\/tr><\/thead> 1 kW<\/td> 30 minutes<\/td> 0,5 kWh<\/td> 1 module<\/td><\/tr> 2 kW<\/td> 1 heure<\/td> 2,0 kWh<\/td> 1 module<\/td><\/tr> 3 kW<\/td> 2 heures<\/td> 6,0 kWh<\/td> 2 modules<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\nIl s'agit de d\u00e9comptes d'\u00e9nergie pr\u00e9liminaires et non de configurations finales de l'onduleur.<\/p>\n\n\n\n
Pourquoi le nombre final de batterie peut changer<\/h2>\n\n\n\n L'arithm\u00e9tique fournit une quantit\u00e9 de d\u00e9part. Le parc de batteries de rack de serveur install\u00e9 peut n\u00e9cessiter un nombre diff\u00e9rent de modules une fois que les limites \u00e9lectriques, les conditions environnementales, la croissance future de la charge et les exigences de r\u00e9silience sont incluses.<\/p>\n\n\n\n
Efficacit\u00e9 UPS et tension CC<\/h3>\n\n\n\n Deux contr\u00f4les viennent en premier : efficacit\u00e9 de conversion et compatibilit\u00e9 de tension<\/strong>.<\/p>\n\n\n\nLes pertes de conversion UPS augmentent l\u2019\u00e9nergie tir\u00e9e de la batterie par rapport \u00e0 l\u2019\u00e9nergie fournie \u00e0 l\u2019\u00e9quipement prot\u00e9g\u00e9.<\/p>\n\n\n\n
La tension est tout aussi importante. Un UPS fonctionne sur une plage de tension de batterie externe d\u00e9finie. Une description nominale de \u201c classe 48 V \u201d \u00e0 elle seule n'\u00e9tablit pas la compatibilit\u00e9 \u00e9lectrique entre un onduleur et une batterie.<\/p>\n\n\n\n
V\u00e9rifier:<\/p>\n\n\n\n
\nTension maximale de la batterie<\/li>\n\n\n\n Tension CC nominale<\/li>\n\n\n\n Tension de fonctionnement minimale<\/li>\n\n\n\n Coupure basse tension UPS<\/li>\n\n\n\n Tension de charge<\/li>\n\n\n\n Configuration s\u00e9rie ou parall\u00e8le autoris\u00e9e<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\nLa fen\u00eatre de tension de fonctionnement de la batterie doit rester dans la plage approuv\u00e9e pour l'onduleur tout au long du cycle de d\u00e9charge.<\/p>\n\n\n\n
Vieillissement et temp\u00e9rature de la batterie<\/h3>\n\n\n\n La capacit\u00e9 de la batterie n\u2019est pas une valeur fixe \u00e0 vie.<\/p>\n\n\n\n
L'autonomie disponible peut \u00eatre influenc\u00e9e par la temp\u00e9rature de fonctionnement, l'\u00e2ge de la batterie, l'\u00e9tat de charge, le taux de d\u00e9charge et l'historique d'entretien. Les environnements de salle de serveurs identifient \u00e9galement l'\u00e9tat de la batterie et l'environnement d'exploitation comme facteurs qui influencent la dur\u00e9e de fonctionnement disponible de l'onduleur.<\/p>\n\n\n\n
Au lieu d\u2019appliquer un pourcentage de vieillissement universel arbitraire, utilisez les donn\u00e9es de performances applicables du fabricant de la batterie et la r\u00e9serve de capacit\u00e9 requise par le projet.<\/p>\n\n\n\n
Pour les infrastructures critiques, des tests p\u00e9riodiques d'ex\u00e9cution ou de capacit\u00e9 peuvent \u00e9galement d\u00e9terminer si le parc de batteries du rack de serveur continue de r\u00e9pondre aux exigences de sauvegarde pr\u00e9vues \u00e0 mesure que le syst\u00e8me vieillit.<\/p>\n\n\n\n
Limites de courant du BMS<\/h3>\n\n\n\n La capacit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique ne repr\u00e9sente que la moiti\u00e9 de la taille de la batterie UPS. La batterie doit \u00e9galement fournir suffisamment de puissance et de courant.<\/p>\n\n\n\n
Un calcul DC de premier ordre utile est :<\/p>\n\n\n\n
Courant de la batterie \u2248 Puissance de charge \u00f7 Tension de la batterie<\/strong><\/p>\n\n\n\nPar exemple, en ignorant les pertes de conversion pour le calcul initial :<\/p>\n\n\n\n
3 000 W \u00f7 51,2 V \u2248 58,6 A<\/strong><\/p>\n\n\n\nLe courant r\u00e9el de la batterie changera en fonction de la tension de la batterie et des conditions de fonctionnement de l'onduleur.<\/p>\n\n\n\n
La batterie du rack de serveur s\u00e9lectionn\u00e9e doit rester dans le courant de d\u00e9charge continu approuv\u00e9 des cellules, du BMS, des connecteurs, des dispositifs de protection et des interconnexions de la batterie.<\/p>\n\n\n\n
Par exemple, la sp\u00e9cification 51,2 V 100 Ah MLP48100A de MANLY Battery identifie un courant de d\u00e9charge continu maximum de 100 A.<\/p>\n\n\n\n
C'est pourquoi deux batteries ayant la m\u00eame puissance en kWh ne doivent pas automatiquement \u00eatre consid\u00e9r\u00e9es comme \u00e9quivalentes pour un onduleur donn\u00e9. Le courant de d\u00e9charge requis doit \u00e9galement se situer dans l\u2019enveloppe de fonctionnement approuv\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n
Capacit\u00e9 N+1 et croissance de la charge<\/h3>\n\n\n\n Le dimensionnement de la batterie devra peut-\u00eatre \u00e9galement tenir compte de la r\u00e9silience et de l\u2019expansion future.<\/p>\n\n\n\n
Si la conception de continuit\u00e9 de l\u2019installation pr\u00e9voit une redondance N+1, la r\u00e9serve requise doit \u00eatre int\u00e9gr\u00e9e avant que la quantit\u00e9 finale de modules ne soit approuv\u00e9e. L'architecture exacte d\u00e9pend de la mani\u00e8re dont la redondance est mise en \u0153uvre sur l'onduleur, les cha\u00eenes de batteries, les chemins d'alimentation et l'infrastructure associ\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n
La charge future compte \u00e9galement.<\/p>\n\n\n\n
Des serveurs suppl\u00e9mentaires, du stockage, des \u00e9quipements r\u00e9seau ou du mat\u00e9riel \u00e0 plus haute densit\u00e9 peuvent augmenter la charge en watts prot\u00e9g\u00e9e pendant la dur\u00e9e de vie de l'installation. Schneider Electric recommande de conserver la marge de capacit\u00e9 de l'onduleur et de prendre en compte la croissance future des \u00e9quipements lors du dimensionnement du syst\u00e8me.<\/p>\n\n\n\n
Un plan de croissance r\u00e9aliste est plus utile que l\u2019ajout arbitraire d\u2019une capacit\u00e9 de batterie sans r\u00e9f\u00e9rence aux changements d\u2019\u00e9quipement attendus.<\/p>\n\n\n\n
Comment valider le groupe de batteries avant l'installation<\/h2>\n\n\n\n Un calcul de batterie de rack de serveur n'est termin\u00e9 qu'une fois que la banque propos\u00e9e fonctionne \u00e9lectriquement, m\u00e9caniquement et op\u00e9rationnellement avec l'onduleur. Consid\u00e9rez la validation de la batterie du rack de serveur comme faisant partie du processus de dimensionnement, et non comme une r\u00e9flexion distincte apr\u00e8s coup.<\/p>\n\n\n\n
V\u00e9rifier la compatibilit\u00e9 de la tension UPS<\/h3>\n\n\n\n Comparez la plage de tension de fonctionnement compl\u00e8te de la batterie avec les sp\u00e9cifications de la batterie externe de l'onduleur.<\/p>\n\n\n\n
Confirmer:<\/p>\n\n\n\n
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