يبدأ اختيار UPS عادةً بسؤال واحد: «كم دقيقة يصمد؟» والجواب الصحيح ليس رقماً دعائياً؛ بل نتيجة سلسلة قصيرة من الحسابات تمتد من قائمة الأحمال إلى سعة البطارية وكفاءة الجهاز. هنا نستعرض هذه السلسلة خطوة بخطوة، ونحلّ مثالاً كاملاً على UPS أونلاين (Online) 1000 فولت-أمبير / 800 واط من كيهان إنرجي. مواصفات الجهاز واردة في صفحة UPS صناعي.

هل تريدون الحساب الآن؟ حاسبة UPS ينفّذ السلسلة نفسها على قائمة أحمالكم ويعطي السعة اللازمة بالكيلوفولت-أمبير وسعة البطارية بالأمبير-ساعة.

ما الذي تحسبه هذه الصفحة

يجيب هذا الحساب عن ثلاثة أسئلة ولا يدّعي أكثر من ذلك:

  • السعة اللازمة: في أي من السقفين، الواط أم الفولت·أمبير، يقع حملكم؟
  • مدة الدعم: مع بنك بطاريات محدد، كم يعمل الجهاز على البطارية؟
  • زمن الاستعادة: بعد كل انقطاع، كم تستغرق البطارية لتصبح جاهزة مجدداً؟

طريقة العمل هي نمط حاسبة الطاقة الشمسية: كل رقم تراه إما مأخوذ من المواصفات الرسمية للمنتج أو محسوب من تلك المواصفات نفسها، وحيثما وجب أن يأتي الرقم من ورقة بيانات المعدّة الفعلية، فإننا لا نخمّنه.

الخطوة الأولى: قائمة الأحمال والفرق بين الواط والفولت-أمبير

أولاً اكتب قائمة الأجهزة التي يجب دعمها، وخذ قدرة كل منها من لوحة بياناته. مجموع هذه القدرات هو «الحمل الفعلي» لديك.

لماذا يُعلَن رقمان لـ UPS

أُعلن لهذا الجهاز رقمان: 1000 فولت·أمبير و800 واط. النسبة بينهما هي معامل قدرة الخرج: 800 مقسومة على 1000 تساوي 0.8. أي أنه يجب أن يبقى الشرطان متحققين في آن واحد؛ فالحمل ذو معامل القدرة المنخفض قد يبلغ سقف الفولت أمبير قبل بلوغ سقف الواط.

احسب حمل بدء التشغيل على حدة

يسحب المحرك والضاغط والمضخة في لحظة الإقلاع تياراً أكبر بكثير من حالة التشغيل المستمر؛ وهذا التيار لا يظهر في قائمة الأحمال المستمرة لكن على UPS أن يتحمله. خذوا قيمته فقط من ورقة بيانات ذلك الحمل نفسه.

الخطوة الثانية: معادلة زمن الدعم

تُستخلص مدة الدعم من سلسلة من أربع مراحل:

  1. الطاقة الخام للبطارية = الجهد الاسمي للبطارية × السعة بالأمبير ساعة؛ والنتيجة بالواط ساعة.
  2. الطاقة القابلة للاستخلاص = الطاقة الخام × عمق التفريغ المسموح. يحدد هذا الرقم مصنّع البطارية وهو ليس متساوياً بين الرصاص الحمضي والليثيوم؛ ودليل الاختيار وارد في صفحة بطارية صناعية.
  3. الطاقة المسلَّمة إلى الحمل = الطاقة القابلة للسحب × كفاءة الجهاز على البطارية، المُعلنة لهذا المنتج بما يصل إلى 85 بالمئة.
  4. مدة الدعم = الطاقة المسلَّمة ÷ قدرة الحمل بالواط.

تنبيه: سعة الأمبير-ساعة المدوّنة على الملصق مقيسة عند معدل تفريغ ودرجة حرارة مرجعيين محددين، وتنخفض مع ارتفاع التيار أو انخفاض درجة الحرارة. لذا فإن ناتج هذه المعادلة هو السقف، لا ضمان؛ ورقم القبول يجب الحصول عليه باختبار تفريغ فعلي.

الخطوة الثالثة: مثال محلول على UPS بقدرة 1 kVA

نأخذ بنك بطاريات 12 فولت و100 أمبير·ساعة — وهو السقف الذي أُعلنت مواصفات الشاحن الداخلي لهذا المنتج حتى حدوده — والحمل في أسوأ حالاته، أي الحمل الاسمي الكامل 800 واط:

  1. الطاقة الخام: 12 فولت × 100 أمبير·ساعة = 1200 واط·ساعة
  2. الطاقة المسلَّمة بأقصى كفاءة على البطارية (حتى 85 بالمئة): 1200 × 0.85 = 1020 واط·ساعة
  3. مدة الدعم: 1020 ÷ 800 = 1.275 ساعة، أي نحو 76.5 دقيقة

لكن ما الذي لا يعنيه هذا الرقم. أولاً، إن نسبة 85 بالمئة سقف الكفاءة المعلن، لا قيمة مضمونة عند كل نقطة تشغيل؛ فعند الأحمال الخفيفة أو الظروف الحرارية غير المواتية تنخفض الكفاءة الفعلية. ثانياً، افتُرض في هذا الحساب أن البطارية تُفرَّغ حتى النهاية، في حين لا ينبغي تفريغ أي بطارية سليمة حتى النهاية. والرقم الموثوق يُستخلص من ضرب هذه الـ 76.5 دقيقة في عمق التفريغ المسموح للبطارية؛ وبالتالي فالجدول التالي سقف نظري، لا حد أدنى للتصميم.

جزء من الحمل الاسمي قدرة الحمل (واط) السقف النظري لمدة الدعم مع بنك 12 فولت 100 أمبير·ساعة
الحمل الكامل 800 1.275 ساعة (نحو ساعة و16 دقيقة)
نصف الحمل 400 2.55 ساعة (نحو ساعتين و33 دقيقة)
ربع الحمل 200 5.1 ساعات (نحو 5 ساعات و6 دقائق)

حُسبت الأرقام الثلاثة في هذا الجدول بالكفاءة القصوى نفسها 85% ودون تطبيق عمق التفريغ؛ أي إنها حدود عليا نظرية، ورقم التصميم أقل منها.

النقطة العملية هي خطّية العلاقة: تقليص الحمل إلى النصف يضاعف سقف الزمن. فإن كان هدفكم بلوغ زمن دعم محدد، فغالباً ما يكون إزالة الأحمال غير الضرورية من خرج UPS أرخص من تكبير بنك البطاريات.

الخطوة الرابعة: زمن عودة البطارية إلى الشحن

الركن المنسي في اختيار UPS هو زمن إعادة الشحن؛ فعندما تكون الانقطاعات متتالية، يصبح الحاسم هو مقدار امتلاء البطارية حتى الانقطاع التالي. يعطي الشاحن الداخلي 15 أمبير للرصاص الحمضية المغلقة و20 أمبير لليثيوم فوسفات الحديد، حتى 100 أمبير·ساعة.

نوع البطارية تيار الشحن الحد الأدنى لزمن الشحن لسعة 100 أمبير-ساعة
رصاص حمضية مغلقة (SLA) 12 فولت 15 أمبير نحو 6 ساعات و40 دقيقة
ليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) 12.8 فولت 20 أمبير نحو 5 ساعات

هذه الأرقام ناتجة عن قسمة السعة على التيار، وهي الحد الأدنى لزمن الشحن؛ والشحن الفعلي أطول لأن التيار ينخفض في المرحلة النهائية. وللبنك الأكبر أو الشحن الأسرع، الشاحن الخارجي هو المسار الصحيح: شاحن بطاريات ولبنك الليثيوم شواحن تبديلية (Switching) لبطاريات الليثيوم.

الحدود الفعلية لهذا المنتج

نكتب صراحة أين يلبي هذا الجهاز الاحتياج وأين لا يلبيه، كي لا يضيع وقتكم.

حيث يُلبّي الاحتياج

  • حمل فعلي أحادي الطور حتى 800 واط بخرج 220 فولت وتردد 50 هرتز
  • الأحمال الحساسة التي تتطلب موجة جيبية نقية وزمن انتقال 0 ميلي ثانية (الانتقال إلى مسار التجاوز 4 ميلي ثانية)
  • الشبكات غير المستقرة بتذبذب جهد الدخل في نطاق 170 إلى 265 فولت
  • بيئة بدرجة حرارة من ‎−10 إلى +50 درجة مئوية، وحيث تكون الضوضاء الأقل من 50 ديسيبل مهمة
  • بنك بطاريات رصاص حمضية مغلقة أو ليثيوم فوسفات الحديد، بتيار شحن داخلي محدد حتى 100 أمبير·ساعة

حيث يجب اللجوء إلى حل آخر

  • حمل مستمر يزيد على 800 واط أو تغذية ثلاثية الطور
  • بنك أكبر من 100 أمبير·ساعة؛ مواصفات الشاحن الداخلي معلنة حتى هذا السقف، وشحن البنك الأكبر يجب دراسته على حدة
  • الحاجة إلى الكهرباء لساعات طويلة من اليوم؛ هنا المسألة هي إنتاج الطاقة لا الدعم اللحظي، والمسار الصحيح هو عاكس (إنفرتر) شمسي أو محطة طاقة شمسية.
  • الأحمال المحركية ذات تيار بدء التشغيل العالي التي يجب دراستها على حدة

ما الذي نحتاجه لتقديم عرض سعر دقيق

كلما كانت هذه القائمة أكثر اكتمالاً، كان ردّنا أدق ودون مراسلات ذهاباً وإياباً:

  1. قائمة الأحمال مع قدرة كل منها بالواط ومعامل القدرة، إن كان متاحاً
  2. وجود حمل محرّك أو ضاغط وتيار إقلاعه
  3. مدة الدعم المستهدفة بالدقائق
  4. نمط انقطاع الكهرباء: مدة كل انقطاع والفاصل الزمني بين الانقطاعات
  5. نوع البطارية المطلوب: رصاص حمضية مغلقة أو ليثيوم فوسفات الحديد
  6. درجة حرارة موقع التركيب وقيود المساحة لبنك البطاريات
  7. جهد الدخل في الموقع وهبوطه في ساعات الذروة

أرسلوا هذه القائمة من صفحة اتصل بنا. وإذا كان شراؤكم يشمل البطارية والشاحن والمعدات الملحقة أيضاً، فإن توريد المعدات هو المسار الأفضل.

الأسئلة الشائعة

كيف يُحسب زمن دعم UPS بالضبط؟

حوّلوا سعة البطارية إلى واط-ساعة (الجهد × الأمبير-ساعة)، ثم اضربوها في عمق التفريغ المسموح ثم في كفاءة الجهاز على البطارية، واقسموا الناتج على قدرة الحمل. الكفاءة المعلنة لهذا المنتج على البطارية تصل إلى 85%؛ وهذا الرقم حدّ أقصى، فاعتبروا النتيجة حدّاً أقصى أيضاً.

لماذا يكون الزمن الفعلي عادةً أقل من الرقم المحسوب؟

ثلاثة أسباب: سعة البطارية عند تيار التفريغ العالي أقل من رقم الملصق، ودرجة الحرارة المنخفضة تقلل السعة، والبطارية تفقد سعتها مع تقدم عمرها. أضيفوا إلى ذلك الكفاءة الأقل من السقف في نقاط التشغيل المختلفة. فاعتبروا رقم الحساب سقفاً واتركوا هامشاً.

هل تتضاعف مدة الدعم إذا ضاعفتُ سعة البطارية بالأمبير·ساعة؟

في الأحمال الخفيفة تقريباً نعم، مع ملاحظتين: تيار الشحن الداخلي (15 أمبير للرصاص الحمضية المغلقة و20 أمبير لليثيوم فوسفات الحديد) معلن حتى 100 أمبير·ساعة، وللبنك الأكبر يجب دراسة حل شحن منفصل؛ كما أن زمن إعادة الشحن يتضاعف أيضاً.

رصاص حمضية أم ليثيوم فوسفات الحديد؟

كلاهما مدعوم؛ الرصاص الحمضي المغلق 12 فولت بشحن 15 أمبير، وليثيوم فوسفات الحديد 12.8 فولت بشحن 20 أمبير. والفرق الحاسم يكمن في عمق التفريغ المسموح والعمر الدوري والوزن والسلوك الحراري، وهو ما يجب قراءته من ورقة البيانات.

ما أساس تصنيف الأداء؟

يُجرى تصنيف UPS على أساس المعيار IEC 62040-3 وشرحه في صفحة UPS صناعي مذكور. يصنّف هذا المعيار سلوك الخرج ولا يغني عن اختبار تفريغ فعلي على حملك.

كيف هو الدعم البرمجي والضمان؟

برمجية التحكم في هذا الـ UPS داخلية، وتصميمها وكتابتها من عمل الشركة نفسها. الضمان وشروط الدعم وفق ما تعلنه الشركة؛ وللاطلاع على الشروط المحدّثة، يُرجى الاتصال بنا اتصل بنا.