3.000 W<\/td> 2 ore<\/td> 6.000Wh<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\nI calcoli sono semplici:<\/p>\n\n\n\n
1.000 W \u00d7 0,5 h = 500 Wh<\/strong><\/p>\n\n\n\n2.000 W \u00d7 1 ora = 2.000 Wh<\/strong><\/p>\n\n\n\n3.000 W \u00d7 2 ore = 6.000 Wh<\/strong><\/p>\n\n\n\nQuesti numeri descrivono l'energia che deve raggiungere l'apparecchiatura protetta. Non rappresentano ancora la capacit\u00e0 nominale finale del banco di batterie.<\/p>\n\n\n\n
Regolare per l'efficienza dell'UPS<\/h3>\n\n\n\n Un UPS consuma una certa energia durante la conversione dell'alimentazione CC della batteria in alimentazione CA regolata. La batteria deve quindi fornire pi\u00f9 energia di quanta ne riceve l'apparecchiatura collegata.<\/p>\n\n\n\n
Schneider Electric definisce l'efficienza dell'UPS come il rapporto tra la potenza in uscita e la potenza in ingresso e rileva che l'efficienza varia in base al carico operativo.<\/p>\n\n\n\n
Ai fini del dimensionamento:<\/p>\n\n\n\n
Energia della batteria prima della regolazione della capacit\u00e0 utilizzabile = energia del carico \u00f7 efficienza della modalit\u00e0 batteria dell'UPS<\/strong><\/p>\n\n\n\nNon applicare una percentuale di efficienza generica a ogni UPS.<\/p>\n\n\n\n
Per il progetto finale, utilizzare l'efficienza della modalit\u00e0 batteria, il grafico dell'autonomia o i dati di configurazione forniti per l'UPS specifico. Se il produttore fornisce dati di autonomia per l'esatta configurazione dell'UPS e della batteria esterna, utilizzarli per verificare la quantit\u00e0 calcolata di batterie per server rack.<\/p>\n\n\n\n
Tenere conto della capacit\u00e0 utilizzabile della batteria<\/h3>\n\n\n\n L'energia nominale della batteria e l'energia utilizzabile della batteria non devono essere automaticamente trattate come identiche.<\/p>\n\n\n\n
La quantit\u00e0 utilizzabile pu\u00f2 dipendere da fattori quali:<\/p>\n\n\n\n
\nLimiti di scarico del BMS<\/li>\n\n\n\n Tensione di ingresso CC minima dell'UPS<\/li>\n\n\n\n Profondit\u00e0 di scarico approvata<\/li>\n\n\n\n Temperatura della batteria<\/li>\n\n\n\n Corrente di scarica<\/li>\n\n\n\n Riserva di capacit\u00e0 richiesta<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\nIl calcolo pu\u00f2 quindi essere espresso come:<\/p>\n\n\n\n
Energia nominale della batteria richiesta = energia del carico \u00f7 efficienza dell'UPS \u00f7 frazione di batteria utilizzabile<\/strong><\/p>\n\n\n\nUtilizzare i limiti operativi approvati per la batteria e l'UPS specifici anzich\u00e9 applicare una percentuale generica a ogni installazione di batterie al litio.<\/p>\n\n\n\n
Un produttore di batterie dovrebbe essere in grado di fornire i limiti elettrici e le informazioni sullo scarico necessarie per determinare le prestazioni di una batteria per server rack con la corrente e la durata di backup previste.<\/p>\n\n\n\n
Utilizzare la formula per il conteggio delle batterie<\/h3>\n\n\n\n Una volta nota l'energia nominale richiesta, dividerla per l'energia nominale di un modulo batteria per server rack:<\/p>\n\n\n\n
Numero di batterie = energia nominale della batteria richiesta \u00f7 energia per batteria<\/strong><\/p>\n\n\n\nQuindi arrotondare la risposta al modulo completo successivo.<\/p>\n\n\n\n
Ad esempio, supponiamo che il requisito corretto della batteria dopo le relative modifiche tecniche sia 7,0 kWh, mentre ciascuna batteria approvata fornisce 5,12 kWh di energia nominale:<\/p>\n\n\n\n
7,0 kWh \u00f7 5,12 kWh = 1,37<\/strong><\/p>\n\n\n\nNon \u00e8 possibile installare moduli batteria da 1,37, quindi il calcolo dell'energia richiede almeno:<\/p>\n\n\n\n
2 moduli batteria<\/strong><\/p>\n\n\n\nCi\u00f2 non rende automaticamente due moduli la configurazione finale. \u00c8 ancora necessario verificare la compatibilit\u00e0 di tensione, corrente, BMS, ricarica, comunicazione e UPS.<\/p>\n\n\n\n
Esempi di dimensionamento delle batterie dei rack per server per i carichi UPS comuni<\/h2>\n\n\n\n Gli esempi seguenti illustrano il calcolo energetico iniziale prima dell'applicazione delle perdite dell'UPS, dei limiti di capacit\u00e0 utilizzabile, della riserva di invecchiamento o della ridondanza specifica del progetto.<\/p>\n\n\n\n
Per coerenza, usano a Batteria da 51,2 V 100 Ah con 5,12 kWh di energia nominale<\/strong> come modulo di riferimento.<\/p>\n\n\n\nCarico 1 kW per 30 minuti<\/h3>\n\n\n\n Un carico da 1 kW in funzione per 30 minuti richiede:<\/p>\n\n\n\n
1 kW \u00d7 0,5 ore = 0,5 kWh<\/strong><\/p>\n\n\n\nIl fabbisogno teorico di energia del carico \u00e8 quindi di 0,5 kWh.<\/p>\n\n\n\n
Dal punto di vista della sola energia, una batteria per server rack da 5,12 kWh contiene pi\u00f9 energia immagazzinata nominale rispetto a questo requisito.<\/p>\n\n\n\n
Il passo successivo non \u00e8 semplicemente ordinare una batteria. Il modulo proposto deve essere comunque controllato rispetto all'intervallo di tensione della batteria dell'UPS, alla corrente di scarica consentita, all'energia utilizzabile e all'autonomia richiesta sotto il carico effettivo.<\/p>\n\n\n\n
Questo esempio illustra anche perch\u00e9 la pianificazione della batteria dovrebbe iniziare con i watt e l'autonomia invece di indovinare la quantit\u00e0 di moduli.<\/p>\n\n\n\n
Carico di 2 kW per un'ora<\/h3>\n\n\n\n Per un carico critico da 2 kW che deve rimanere online per un'ora:<\/p>\n\n\n\n
2 kW \u00d7 1 ora = 2 kWh<\/strong><\/p>\n\n\n\nIl fabbisogno energetico di carico iniziale \u00e8 di 2 kWh.<\/p>\n\n\n\n
Il minimo energetico rimane un modulo da 5,12 kWh. Dopo aver incorporato le perdite dell'UPS e i limiti operativi applicabili della batteria, \u00e8 possibile verificare la capacit\u00e0 richiesta rispetto all'uscita utilizzabile della configurazione della batteria selezionata.<\/p>\n\n\n\n
Questo s\u00ec non<\/strong> significa che ogni UPS da 2 kW richiede una batteria per server rack. Ci\u00f2 significa che un carico da 2 kW in funzione per un\u2019ora richiede 2 kWh al carico, offrendo agli ingegneri un chiaro punto di partenza per valutare l\u2019effettiva combinazione batteria-UPS.<\/p>\n\n\n\nCarico di 3 kW per due ore<\/h3>\n\n\n\n Un carico da 3 kW in funzione per due ore richiede:<\/p>\n\n\n\n
3 kW \u00d7 2 ore = 6 kWh<\/strong><\/p>\n\n\n\nUna batteria da 5,12 kWh non contiene energia nominale sufficiente per soddisfare un fabbisogno energetico di carico di 6 kWh.<\/p>\n\n\n\n
Il minimo teorico \u00e8:<\/p>\n\n\n\n
6 kWh \u00f7 5,12 kWh = 1,17 moduli<\/strong><\/p>\n\n\n\nArrotondare:<\/p>\n\n\n\n
Quantit\u00e0 minima energetica: 2 moduli<\/strong><\/p>\n\n\n\nLa quantit\u00e0 corretta del progetto pu\u00f2 cambiare dopo aver incorporato efficienza, limiti di energia utilizzabile, requisiti di riserva e ridondanza.<\/p>\n\n\n\n
A questo livello di carico, anche la capacit\u00e0 di corrente di scarica diventa un importante criterio di dimensionamento della batteria del server rack.<\/p>\n\n\n\n
Esempio di modulo MANLY 51,2 V 100 Ah<\/h3>\n\n\n\n La batteria MANLY offre configurazioni LiFePO4 montate su rack da 51,2 V 100 Ah per applicazioni di backup stazionarie di classe 48 V.<\/p>\n\n\n\n
L'energia nominale immagazzinata deriva direttamente dalla tensione e dalla capacit\u00e0:<\/p>\n\n\n\n
51,2 V \u00d7 100 Ah = 5.120 Wh<\/strong><\/p>\n\n\n\nO:<\/p>\n\n\n\n
5,12 kWh<\/strong><\/p>\n\n\n\nLa gamma di accumulo di energia orientata a rack di MANLY Battery include una configurazione MF48100 da 51,2 V 100 Ah, mentre la configurazione montata su rack MLP48100 utilizza anche una potenza nominale di 51,2 V, 100 Ah e una base di energia nominale di 5,12 kWh.<\/p>\n\n\n\n
Per gli integratori di sistemi, ci\u00f2 fornisce un chiaro valore a livello di modulo per i calcoli preliminari della capacit\u00e0.<\/p>\n\n\n\n
In qualit\u00e0 di produttore di batterie, MANLY Battery pu\u00f2 anche supportare la configurazione della batteria specifica per il progetto. Per l'integrazione dell'UPS, tuttavia, la configurazione della batteria selezionata deve corrispondere all'intervallo operativo DC dell'UPS, ai parametri di ricarica, ai requisiti di corrente, all'architettura BMS, ai requisiti di comunicazione e alla progettazione della protezione del sistema.<\/p>\n\n\n\n
Ad esempio, utilizzando 5,12 kWh come energia nominale del modulo:<\/p>\n\n\n\nCarico dell'UPS<\/th> Durata<\/th> Carica energia<\/th> Minimo solo energetico<\/th><\/tr><\/thead> 1 kW<\/td> 30 minuti<\/td> 0,5 kWh<\/td> 1 modulo<\/td><\/tr> 2kW<\/td> 1 ora<\/td> 2,0 kWh<\/td> 1 modulo<\/td><\/tr> 3kW<\/td> 2 ore<\/td> 6,0 kWh<\/td> 2 moduli<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\nSi tratta di conteggi energetici preliminari, non di configurazioni UPS finali.<\/p>\n\n\n\n
Perch\u00e9 il conteggio finale della batteria pu\u00f2 cambiare<\/h2>\n\n\n\n L'aritmetica fornisce una quantit\u00e0 iniziale. Il banco di batterie per server rack installato potrebbe richiedere un numero diverso di moduli una volta inclusi i limiti elettrici, le condizioni ambientali, la futura crescita del carico e i requisiti di resilienza.<\/p>\n\n\n\n
Efficienza dell'UPS e tensione CC<\/h3>\n\n\n\n Innanzitutto vengono effettuati due controlli: efficienza di conversione e compatibilit\u00e0 di tensione<\/strong>.<\/p>\n\n\n\nLe perdite di conversione dell'UPS aumentano l'energia prelevata dalla batteria rispetto all'energia fornita all'apparecchiatura protetta.<\/p>\n\n\n\n
La tensione \u00e8 altrettanto importante. Un UPS funziona su un intervallo di tensione della batteria esterna definito. Una descrizione nominale di \u201cclasse 48 V\u201d da sola non stabilisce la compatibilit\u00e0 elettrica tra un UPS e una batteria.<\/p>\n\n\n\n
Controllo:<\/p>\n\n\n\n
\nVoltaggio massimo della batteria<\/li>\n\n\n\n Tensione CC nominale<\/li>\n\n\n\n Tensione operativa minima<\/li>\n\n\n\n Interruzione di bassa tensione dell'UPS<\/li>\n\n\n\n Tensione di carica<\/li>\n\n\n\n Configurazione in serie o parallelo consentita<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\nLa finestra di tensione operativa della batteria deve rimanere entro l'intervallo approvato per l'UPS durante tutto il ciclo di scarica.<\/p>\n\n\n\n
Invecchiamento e temperatura della batteria<\/h3>\n\n\n\n La capacit\u00e0 della batteria non \u00e8 un valore di durata fisso.<\/p>\n\n\n\n
L'autonomia disponibile pu\u00f2 essere influenzata dalla temperatura operativa, dall'et\u00e0 della batteria, dallo stato di carica, dalla velocit\u00e0 di scarica e dallo storico della manutenzione. Server Room Environments identifica inoltre le condizioni della batteria e l'ambiente operativo come fattori che influenzano l'autonomia dell'UPS disponibile.<\/p>\n\n\n\n
Invece di applicare una percentuale di invecchiamento universale arbitraria, utilizzare i dati prestazionali applicabili del produttore della batteria e la riserva di capacit\u00e0 richiesta dal progetto.<\/p>\n\n\n\n
Per le infrastrutture critiche, i test periodici sull'autonomia o sulla capacit\u00e0 possono anche stabilire se il banco di batterie per server rack continua a soddisfare i requisiti di backup previsti con l'invecchiamento del sistema.<\/p>\n\n\n\n
Limiti di corrente BMS<\/h3>\n\n\n\n La capacit\u00e0 energetica \u00e8 solo la met\u00e0 del dimensionamento della batteria dell\u2019UPS. La batteria deve anche fornire energia e corrente sufficienti.<\/p>\n\n\n\n
Un utile calcolo DC del primo ordine \u00e8:<\/p>\n\n\n\n
Corrente della batteria \u2248 Potenza del carico \u00f7 Tensione della batteria<\/strong><\/p>\n\n\n\nAd esempio, ignorando le perdite di conversione per il calcolo iniziale:<\/p>\n\n\n\n
3.000 W \u00f7 51,2 V \u2248 58,6 A<\/strong><\/p>\n\n\n\nLa corrente effettiva della batteria cambier\u00e0 in base alla tensione della batteria e alle condizioni operative dell'UPS.<\/p>\n\n\n\n
La batteria del server rack selezionata deve rimanere entro la corrente di scarica continua approvata di celle, BMS, connettori, dispositivi di protezione e interconnessioni della batteria.<\/p>\n\n\n\n
Ad esempio, la specifica MLP48100A da 51,2 V 100 Ah della batteria MANLY identifica una corrente di scarica continua massima di 100 A.<\/p>\n\n\n\n
Questo \u00e8 il motivo per cui due batterie con la stessa potenza kWh non dovrebbero essere automaticamente trattate come equivalenti per un dato UPS. Anche la corrente di scarica richiesta deve rientrare nel campo operativo approvato.<\/p>\n\n\n\n
Capacit\u00e0 N+1 e crescita del carico<\/h3>\n\n\n\n Potrebbe anche essere necessario dimensionare la batteria per tener conto della resilienza e dell\u2019espansione futura.<\/p>\n\n\n\n
Se il progetto di continuit\u00e0 dell\u2019impianto richiede una ridondanza N+1, la riserva richiesta dovrebbe essere incorporata prima che venga approvata la quantit\u00e0 finale del modulo. L'architettura esatta dipende da come viene implementata la ridondanza nell'UPS, nelle stringhe di batterie, nei percorsi di alimentazione e nell'infrastruttura associata.<\/p>\n\n\n\n
Anche il carico futuro conta.<\/p>\n\n\n\n
Server aggiuntivi, dispositivi di archiviazione, apparecchiature di rete o hardware a densit\u00e0 pi\u00f9 elevata possono aumentare il carico in watt protetto per tutta la durata dell'installazione. Schneider Electric consiglia di mantenere un margine di capacit\u00e0 dell'UPS e di considerare la crescita futura delle apparecchiature durante il dimensionamento del sistema.<\/p>\n\n\n\n
Un piano di crescita realistico \u00e8 pi\u00f9 utile che aggiungere una quantit\u00e0 arbitraria di capacit\u00e0 della batteria senza riferimento ai cambiamenti previsti delle apparecchiature.<\/p>\n\n\n\n
Come convalidare il banco batterie prima dell'installazione<\/h2>\n\n\n\n Il calcolo della batteria del server rack viene completato solo dopo che la banca proposta funziona dal punto di vista elettrico, meccanico e operativo con l'UPS. Considera la convalida della batteria del server rack come parte del processo di dimensionamento, non come un ripensamento separato.<\/p>\n\n\n\n
Verificare la compatibilit\u00e0 della tensione dell'UPS<\/h3>\n\n\n\n Confrontare l'intervallo di tensione operativa completo della batteria con le specifiche della batteria esterna dell'UPS.<\/p>\n\n\n\n
Confermare:<\/p>\n\n\n\n
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