Bật mí cách tính dung lượng ắc quy UPS và các yếu tố ảnh hưởng

Dung lượng ắc quy không chỉ ảnh hưởng đến thời gian mà bộ lưu điện có thể cung cấp điện dự phòng, mà còn quyết định khả năng chịu tải của hệ thống đối với các thiết bị kết nối. Khi dung lượng ắc quy lớn, UPS có thể duy trì nguồn điện ổn định trong thời gian dài hơn, cho phép người dùng có đủ thời gian để lưu trữ công việc, tắt thiết bị một cách an toàn hoặc chuyển sang nguồn điện dự phòng khác.

Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ khái niệm về dung lượng ắc quy UPS, tầm quan trọng của nó, các yếu tố ảnh hưởng và cách tính dung lượng ắc quy UPS để đảm bảo hệ thống bộ lưu trữ điện hoạt động ổn định và bền vững.

I. Khái niệm 

1. Ắc quy bộ lưu điện

Ắc quy là thành phần quan trọng nhất trong hệ thống UPS chịu trách nhiệm cung cấp năng lượng cho các thiết bị khi nguồn điện chính bị gián đoạn. Ắc quy trong hệ thống UPS thường là loại ắc quy chì-axit hoặc lithium-ion.

Khi nguồn điện chính bị gián đoạn, ắc quy trong hệ thống UPS sẽ ngay lập tức cung cấp điện cho các thiết bị kết nối. Bộ biến đổi (inverter) trong bộ lueu điện sẽ chuyển đổi dòng điện DC từ ắc quy thành dòng điện AC, đảm bảo rằng các thiết bị nhận được nguồn điện liên tục và ổn định.

>>> Xem thêm: Tất tần tật những tính năng UPS bạn không thể bỏ qua

2.  Khái niệm dung lượng ắc quy bộ lưu trữ điện

Dung lượng ắc quy là thước đo năng lượng mà ắc quy có thể lưu trữ và cung cấp, được biểu thị bằng đơn vị Ampe-hour (Ah).  Ví dụ, một ắc quy có dung lượng 100Ah có thể cung cấp dòng điện 10A trong 10 giờ, hoặc 20A trong 5 giờ. Dung lượng càng lớn, ắc quy càng có thể cung cấp năng lượng cho thiết bị trong thời gian dài hơn.

II. Tầm quan trọng của dung lượng ắc quy trong bộ lưu điện

1. Thời gian cung cấp điện dự phòng

Dung lượng ắc quy trong bộ lưu điện xác định thời gian mà bộ lưu điện có thể duy trì điện cho các thiết bị khi xảy ra sự cố mất điện. Một UPS với dung lượng ắc quy lớn có khả năng cung cấp nguồn điện ổn định trong khoảng thời gian dài hơn, cho phép người dùng có đủ thời gian để lưu trữ công việc, tắt thiết bị một cách an toàn, hoặc chuyển sang nguồn điện dự phòng khác. 

Điều này đặc biệt quan trọng trong các môi trường nhạy cảm như trung tâm dữ liệu, bệnh viện và các cơ sở sản xuất, nơi mà sự cố mất điện đột ngột có thể gây ra những thiệt hại và mất mát dữ liệu quan trọng.

>>> Xem thêm: Tìm hiểu thời gian chuyển mạch: Khái niệm và các yếu tố ảnh hưởng

2. Đảm bảo an toàn cho các thiết bị

Dung lượng ắc quy lớn giúp tăng cường khả năng bảo vệ của bộ lưu trữ điện. Trong trường hợp nguồn điện chính gặp sự cố, UPS phải đảm bảo rằng các thiết bị được bảo vệ khỏi các dao động điện áp và tắt đột ngột. 

Một dung lượng ắc quy lớn hơn sẽ giúp duy trì điện áp ổn định, giảm thiểu rủi ro cho các thiết bị điện tử nhạy cảm. Đồng thời, nó cũng cung cấp thời gian cho các biện pháp khắc phục sự cố, chẳng hạn như khởi động máy phát điện dự phòng hoặc chuyển sang nguồn điện thay thế.

>>> Xem thêm: Tự động cảm biến UPS: Cấu trúc, nguyên lý hoạt động và ứng dụng

3. Khả năng chịu tải

Dung lượng ắc quy liên quan mật thiết đến khả năng chịu tải của UPS. Các thiết bị điện tử hiện đại như máy chủ, máy tính và thiết bị mạng, yêu cầu nguồn điện liên tục và ổn định để hoạt động. Nếu dung lượng ắc quy không đủ lớn, UPS sẽ không thể cung cấp điện trong thời gian dài, dẫn đến gián đoạn hoạt động của các thiết bị này, từ đó gây ra gián đoạn dịch vụ, mất dữ liệu, và thậm chí hỏng hóc thiết bị. 

Ngoài ra, ắc quy với dung lượng lớn hơn có thể cung cấp điện cho nhiều thiết bị hơn hoặc cho phép các thiết bị tiêu thụ nhiều năng lượng hơn hoạt động ổn định hơn.

4. Tuổi thọ của hệ thống lưu trữ điện

Dung lượng ắc quy lớn còn giúp kéo dài tuổi thọ của bộ lưu điện. Khi ắc quy có dung lượng lớn, chúng ít phải hoạt động ở chế độ tải tối đa, giúp giảm áp lực và hao mòn, từ đó kéo dài tuổi thọ của ắc quy và UPS. Điều này cũng giúp tiết kiệm chi phí bảo trì và thay thế ắc quy thường xuyên, mang lại lợi ích kinh tế dài hạn cho bạn.

III. Dung lượng ắc quy bộ lưu trữ điện UPS phụ thuộc vào những yếu tố nào?

1. Tổng công suất tiêu thụ của thiết bị

Một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến dung lượng ắc quy là tổng công suất tải mà UPS phải cung cấp. Công suất tải được tính bằng tổng công suất của tất cả các thiết bị kết nối với UPS. Nếu tổng công suất tải lớn, dung lượng ắc quy cần thiết cũng sẽ lớn hơn để đảm bảo thời gian cung cấp điện dự phòng đủ dài. Ngược lại, nếu tổng công suất tải nhỏ, dung lượng ắc quy có thể nhỏ hơn.

>>> Xem thêm: Khám phá hệ số công suất nào tốt nhất cho bộ lưu trữ điện UPS?

2. Chất lượng ắc quy

Chất lượng của ắc quy cũng là một yếu tố quan trọng. Ắc quy chất lượng cao thường có hiệu suất tốt hơn, tuổi thọ dài hơn, và khả năng lưu trữ năng lượng tốt hơn so với các loại ắc quy chất lượng thấp. Việc lựa chọn ắc quy từ các nhà sản xuất uy tín có thể giúp tối ưu hóa hiệu suất của UPS và đảm bảo thời gian hoạt động dự phòng như mong đợi.

3. Hệ số hiệu suất

Hệ số hiệu suất ảnh hưởng trực tiếp đến dung lượng ắc quy cần thiết. Bộ lưu điện với hệ số hiệu suất cao sẽ tiêu thụ ít năng lượng hơn để cung cấp cùng một mức công suất, do đó cần dung lượng ắc quy ít hơn. Ngược lại, UPS với hệ số hiệu suất thấp sẽ cần dung lượng ắc quy lớn hơn để bù đắp cho tổn thất năng lượng.

4. Thời gian dự phòng

Thời gian mà bộ lưu điện cần phải duy trì cung cấp điện dự phòng cho các thiết bị cũng là yếu tố quan trọng. Nếu bạn yêu cầu một thời gian dự phòng dài hơn, dung lượng ắc quy phải lớn hơn để đảm bảo UPS có thể cung cấp điện liên tục trong suốt thời gian mất điện, do đó chúng cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng dung lượng ắc quy.

IV. Các bước tính dung lượng ắc quy bộ lưu điện

Bước đầu tiên trong việc tính toán dung lượng ắc quy là xác định tổng công suất tiêu thụ của các thiết bị cần bảo vệ. Điều này bao gồm việc kiểm tra thông số kỹ thuật của từng thiết bị để xác định công suất tiêu thụ (Watt). Giả sử bạn có ba thiết bị với công suất lần lượt là 400W, 300W và 200W. 

Tổng công suất tiêu thụ sẽ là 

• 400W + 300W + 200W = 900W

Tiếp theo, xác định thời gian dự phòng mà bạn muốn bộ lưu điện cung cấp. Thời gian này phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng. Ví dụ, bạn có thể cần UPS duy trì hoạt động trong 2 giờ với tổng công suất tiêu thụ là 900W, thời gian dự phòng mong muốn sẽ là 2 giờ.

Từ đó ta sẽ có bài toán UPS với tổng công suất tiêu thụ là 900W, thời gian dự phòng là 2 giờ, điện áp ắc quy là 24V và hệ số hiệu suất là 0.8. Dung lượng ắc quy sẽ được tính như sau:

• AH = (T x W)/(V x pf) = (2 x 900)/(24 x 0.8) = 93.75AH

Trong đó: 

• AH: dung lượng ắc quy

• T: thời gian dự phòng

• W: tổng công suất tiêu thụ

• V: điện áp ắc quy

• Pf: hệ số hiệu suất

Sau khi tính toán dung lượng ắc quy, bạn cần kiểm tra kỹ lại các thông số để đảm bảo tính chính xác. Điều này bao gồm việc xác nhận lại công suất tiêu thụ của các thiết bị, thời gian dự phòng, điện áp ắc quy và hệ số hiệu suất.

V. Cách kiểm tra dung lượng UPS 

1. Sử dụng đồng hồ đo điện áp

Để kiểm tra dung lượng ắc quy một cách đơn giản, bạn có thể sử dụng đồng hồ đo điện áp. Đầu tiên, bạn cần đo điện áp không tải của ắc quy, tức là điện áp của ắc quy khi không có thiết bị nào được kết nối. Một ắc quy còn hoạt động tốt sẽ có điện áp gần với giá trị danh định của nó (ví dụ: một ắc quy 12V sẽ có điện áp gần 12V khi không tải).

Tiếp theo, bạn cần kiểm tra điện áp của ắc quy khi nó đang cung cấp năng lượng cho một tải bằng cách kết nối ắc quy với một thiết bị tiêu thụ điện và đo điện áp khi đang tải. Nếu bạn thấy điện áp giảm nhanh chóng khi tải được kết nối, điều này có thể chỉ ra rằng dung lượng ắc quy đã giảm đáng kể hoặc ắc quy bị hỏng. Việc kiểm tra này giúp phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn, đảm bảo ắc quy vẫn có thể cung cấp năng lượng một cách hiệu quả và ổn định.

2. Kiểm tra dung lượng thực tế

Để kiểm tra dung lượng thực tế của ắc quy, bạn có thể sử dụng phương pháp kiểm tra bằng tải giả. Đầu tiên, bạn cần kết nối ắc quy UPS với một tải giả (ví dụ: một bóng đèn hoặc một điện trở có giá trị xác định) và đo thời gian mà ắc quy có thể duy trì tải này trước khi điện áp giảm xuống dưới mức an toàn.

Dựa trên thời gian duy trì tải, bạn có thể ước tính dung lượng thực tế của ắc quy. Ví dụ, nếu ắc quy duy trì tải giả trong 1 giờ với dòng điện là 5A, dung lượng thực tế của ắc quy sẽ là khoảng 5Ah.

Dung lượng ắc quy đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động liên tục và ổn định của hệ thống UPS. Việc hiểu rõ về dung lượng ắc quy và cách tính toán, kiểm tra dung lượng ắc quy giúp đảm bảo rằng hệ thống UPS có thể cung cấp đủ năng lượng cho các thiết bị khi mất điện. Hãy theo dõi thêm các bài viết khác của Điện Máy Bigmart để cập nhật thêm các thông tin bổ ích nhé!

>>> Xem thêm: 

• [Góc thắc mắc] Sự khác nhau giữa đơn vị công suất W và VA là gì?