یو پی اس خانگی؛ توان، باتری و نحوه انتخاب

برای انتخاب یو پی اس خانگی سه عدد را باید با هم ببینید: توان مصرفی بار، زمان پشتیبانی و نوع بار. اگر فقط ظرفیت ولت آمپر را ببینید و ضریب توان را نادیده بگیرید، دستگاه ۱٬۰۰۰ ولت آمپری می خرید که در عمل به ۶۵۰ وات نمی رسد. اگر باتری را بر اساس توان انتخاب کنید و مصرف را نشمارید، زمان پشتیبانی به چند دقیقه می رسد و در قطعی بعدی متوجه می شوید که دستگاه برای بار شما کوچک بوده است. در این راهنما همین سه عدد را قدم به قدم حل می کنیم؛ بعد یو پی اس را با سانورتر و سیستم خورشیدی مقایسه می کنیم تا بدانید کجا یو پی اس جواب می دهد و کجا پول دور ریختن است.

یو پی اس خانگی چه کاری می کند و چه کاری نمی کند

یو پی اس سه قطعه در یک جعبه است: باتری، اینورتر و شارژر. تا وقتی برق شهر هست، باتری را شارژ می کند و برق را با فیلتر به بار می دهد. وقتی برق می رود، خروجی را در چند میلی ثانیه از باتری می گیرد تا دستگاه خاموش نشود. همین تعریف، محدودیت اصلی را هم روشن می کند: یو پی اس برق تولید نمی کند، فقط برق ذخیره شده را جابه جا می کند.

در خانه، سه دسته بار را می شود به یو پی اس سپرد: بار حساس مثل روتر و مودم و کامپیوتر، بار روشنایی، و بار موتوری کوچک مثل پکیج شوفاژ و یخچال. کولر گازی، آبگرمکن برقی و ماشین لباسشویی روی یو پی اس جواب نمی دهند؛ نه فقط به خاطر توان، به خاطر انرژی. کولر گازی ۱۲٬۰۰۰ حدود ۱٬۲۰۰ وات می کشد و با یک باتری ۵ کیلووات ساعتی، کمتر از چهار ساعت دوام می آورد.

سه خانواده یو پی اس وجود دارد. آفلاین یا استندبای ارزان ترین است و بین دو تا ده میلی ثانیه قطعی می دهد. لاین اینتراکتیو یک تثبیت کننده ولتاژ هم دارد و برای خانه منطقی ترین انتخاب است. آنلاین دوبل همیشه برق را از اینورتر می دهد، گران تر و پرمصرف تر است و برای اتاق سرور ساخته شده، نه برای پذیرایی خانه.

یک نکته در خرید کمتر شنیده می شود: یو پی اس خانگی با باتری داخلی، در بار کامل بین ۵ تا ۱۵ دقیقه پشتیبانی می دهد. اگر می خواهید دو تا شش ساعت چراغ و روتر و یخچال داشته باشید، دستگاه باید ورودی باتری خارجی داشته باشد. همین یک قابلیت، مرز بین یک دستگاه پنج دقیقه ای و یک سیستم واقعی است. پیش از خرید، دفترچه را برای عبارت «باتری خارجی» یا «external battery» بگردید.

ولت آمپر یا وات؛ ضریب توان تصمیم را عوض می کند

روی جعبه یو پی اس عدد ولت آمپر نوشته می شود و روی پلاک یخچال عدد وات. این دو یکی نیستند. ولت آمپر توان ظاهری است و وات توان واقعی؛ تفاوتشان ضریب توان است: وات = ولت آمپر × ضریب توان. یو پی اس معمولاً ضریب توان خروجی بین ۰٫۶ تا ۰٫۸ دارد. یعنی دستگاه ۱٬۰۰۰ ولت آمپری در بهترین حالت ۸۰۰ وات و در حالت معمول ۶۰۰ تا ۷۰۰ وات بار واقعی می دهد.

اشتباه رایج این است که مصرف خانه با VA یو پی اس مقایسه شود. کسی که ۹۰۰ وات بار دارد و یو پی اس ۱٬۰۰۰ ولت آمپر با ضریب ۰٫۶ می خرد، دستگاهی گرفته که تازه به ۶۰۰ وات می رسد. نتیجه در قطعی برق معلوم می شود: یو پی اس اضافه بار می دهد و خاموش می شود. ضریب توان را از دیتاشیت بخوانید و توان واقعی را با بار خودتان بسنجید، نه عدد VA را.

محاسبه توان بار دو ستون می خواهد. ستون اول توان کارکرد هر وسیله، ستون دوم جریان راه اندازی. موتور یخچال و پمپ آب در لحظه شروع سه تا پنج برابر توان اسمی می کشند. یخچالی که ۱۵۰ وات کار می کند، در لحظه راه اندازی تا ۶۰۰ وات می رسد. اگر یو پی اس این پیک را پوشش ندهد، کمپرسور استارت نمی زند یا دستگاه به حالت خطا می رود.

جدول زیر توان کارکرد و ضریب راه اندازی بارهای متعارف یک آپارتمان ایرانی را نشان می دهد. اعداد تقریبی و بر پایه پلاک دستگاه های رایج اند؛ برای دستگاه خودتان همان پلاک را بخوانید.

روش جمع زدن ساده است. توان کارکرد بارهایی که هم زمان روشن می شوند را جمع کنید، بعد بزرگ ترین بار موتوری را با ضریب راه اندازی حساب کنید و عدد بزرگ تر را مبنا بگیرید. برای خانه ای که هم زمان روتر (۱۵ وات)، شش لامپ (۶۰ وات)، تلویزیون (۱۱۰ وات)، پکیج (۱۳۰ وات) و یخچال (۱۵۰ وات) کار می کند، جمع کارکرد ۴۶۵ وات است. با راه اندازی یخچال، پیک به حدود ۹۲۰ وات می رسد. پس یو پی اس باید حداقل ۹۲۰ وات واقعی بدهد، یعنی چیزی حدود ۱٬۳۰۰ تا ۱٬۵۰۰ ولت آمپر با ضریب توان ۰٫۷.

یک واقعیت تلخ در انتهای این محاسبه: بارهای موتوری هم زمان راه نمی افتند. اگر یخچال و پمپ و پکیج را با هم روشن کنید و برق همان لحظه برود، هر سه با هم استارت می زنند. برای همین در محاسبه، پیک دو بار موتوری بزرگ را با هم جمع کنید، نه یکی را. این حاشیه کوچک، تفاوت بین یو پی اسی است که سال ها کار می کند و یو پی اسی که هر ماه خطا می دهد.

محاسبه زمان پشتیبانی باتری با یک فرمول ساده

فرمول این است: زمان (ساعت) = (ولتاژ باتری × ظرفیت آمپرساعت × عمق دشارژ × راندمان) ÷ توان بار بر حسب وات. عمق دشارژ برای باتری ژل و سیلد اسید حدود ۵۰ درصد و برای لیتیوم ۸۰ تا ۹۰ درصد است. راندمان کل هم شامل تلفات اینورتر می شود: حدود ۰٫۸ برای یو پی اس معمولی و ۰٫۹ تا ۰٫۹۵ برای اینورتر سینوسی خالص باکیفیت.

یک مثال ژل: باتری ۱۲ ولت ۱۰۰ آمپرساعت، عمق دشارژ ۵۰ درصد، راندمان ۰٫۸، بار ۲۵۰ وات. حاصل ۱۲ × ۱۰۰ × ۰٫۵ × ۰٫۸ = ۴۸۰ وات ساعت است. تقسیم بر ۲۵۰، حدود ۱٫۹ ساعت. همان بار با باتری لیتیومی ۲۴ ولت ۱۰۰ آمپرساعت، عمق دشارژ ۹۰ درصد و راندمان ۰٫۹۵: ۲٬۰۵۲ وات ساعت، یعنی حدود ۸ ساعت. تفاوت چهار برابری از جنس باتری می آید، نه از یو پی اس.

دو اصلاح را در فرمول وارد کنید. اول، مصرف خود یو پی اس: دستگاه های خانگی در حالت باتری بین ۱۰ تا ۳۰ وات مصرف می کنند و این عدد از ظرفیت کم می شود. دوم، پیری: باتری ژل پس از دو تا سه سال به ۷۰ تا ۸۰ درصد ظرفیت اولیه می رسد. اگر زمان پشتیبانی برایتان عدد دقیق است، ۲۰ درصد حاشیه بگذارید.

برای بارهای ترکیبی، محاسبه را بر پایه انرژی هم می توان انجام داد. فرض کنید در قطعی برق می خواهید پنج ساعت روتر (۱۵ وات)، چهار لامپ (۴۰ وات)، تلویزیون (۱۰۰ وات) و یخچال با ضریب کارکرد ۴۰ درصد (۶۰ وات متوسط) داشته باشید. بار لحظه ای حدود ۲۱۵ وات و انرژی پنج ساعت حدود ۱٬۰۷۵ وات ساعت می شود. با حاشیه ۲۵ درصد، حدود ۱٬۳۵۰ وات ساعت باتری لازم دارید. یک باتری لیتیومی ۱۲ ولت ۱۰۰ آمپرساعت با عمق دشارژ ۸۵ درصد حدود ۱٬۰۲۰ وات ساعت می دهد و کمی کم است؛ دو باتری یا ظرفیت بالاتر بخواهید.

باتری ۵٫۱۲ کیلووات ساعتی گرووات مدل Hope 5.0L-B1 که در بازار ایران موجود است، طبق دیتاشیت ۵٫۰ کیلووات ساعت قابل استفاده و بیش از ۶٬۰۰۰ سایکل عمر دارد. با این باتری و بار ۵۰۰ وات، حدود ۹ ساعت پشتیبانی واقعی دارید. همین انرژی با باتری ژل به بیش از دو برابر ظرفیت اسمی و وزن چند برابر نیاز دارد. اگر بین ۵ و ۱۴ کیلووات ساعت مردد هستید، مقایسهباتری ۵ یا ۱۴٫۳ کیلووات گروواترا بخوانید.

سینوسی خالص؛ چه باری چه یو پی اسی می خواهد

خروجی یو پی اس دو نوع است: سینوسی خالص و سینوسی تقریبی (شبه سینوسی). بارهای مقاومتی مثل لامپ و اتو با هر دو کار می کنند. بارهایی که موتور یا برد الکترونیکی دارند، سینوسی خالص می خواهند. یخچال، پمپ آب، پکیج شوفاژ، کولر آبی، پرینتر لیزری و حتی بعضی درایورهای لامپ LED در دسته دوم اند.

با سینوسی تقریبی چه می شود؟ موتور گرم می شود، صدای زمزمه می دهد و راندمانش ۲۰ تا ۳۰ درصد کم می شود. برد پکیج ممکن است قفل کند و بعد از برگشت برق، خطا بدهد. آداپتور لپ تاپ و روتر معمولاً مقاوم ترند، اما عمرشان کم می شود. این خرابی ها یک باره نیستند؛ تدریجی اند و به همین دلیل کسی به یو پی اس نسبتشان نمی دهد.

یک عدد عملی: اگر بار شما هر موتور یا برد الکترونیکی دارد، سینوسی خالص بخرید. تفاوت قیمت بین دو نوع، در برابر هزینه تعمیر برد پکیج یا تعویض کمپرسور یخچال، عدد بزرگی نیست. برای بار حساسی مثل روتر و کامپیوتر هم سینوسی خالص استاندارد امن است.

زمان تعویض (transfer time) را هم چک کنید. یو پی اس لاین اینتراکتیو معمولاً بین ۴ تا ۱۰ میلی ثانیه تعویض می کند. کامپیوتر و روتر این را می پذیرند. بعضی پکیج ها و دستگاه های پزشکی به کمتر از ۵ میلی ثانیه نیاز دارند و آن جا باید سراغ آنلاین دوبل بروید. در دفترچه، عدد را بر حسب میلی ثانیه پیدا کنید؛ عبارت «زمان انتقال» یا «transfer time» کلید جست وجو است.

مقایسه یو پی اس خانگی، سانورتر با باتری و سیستم خورشیدی

سه راهکار برای قطعی برق وجود دارد و هر سه در بازار ایران فروش می روند. تفاوتشان در منبع شارژ، توان و مدت پشتیبانی است. یو پی اس از برق شهر شارژ می شود و توانش کم است. سانورتر با باتری هم از شهر شارژ می شود، اما توان چند کیلووات می دهد و می تواند چند ساعت خانه را نگه دارد. سیستم خورشیدی هیبرید علاوه بر این ها، از پنل هم شارژ می شود و در قطعی طولانی تمام نمی شود.

نکته ای که در جدول دیده نمی شود: یو پی اس و سانورتر هر دو در قطعی برق از یک منبع تغذیه می کنند و آن باتری است. اگر قطعی روزانه چهار ساعت باشد و باتری ۵ کیلووات ساعتی شما ۶ ساعت بار سبک بدهد، فردا هم دوباره شارژ می شود؛ مشکلی نیست. اما اگر قطعی ۱۲ ساعت باشد و شبکه فقط ۱۲ ساعت وصل باشد، شارژ کامل باتری در آن پنجره ممکن است جا نشود. در این حالت پنل خورشیدی تنها چیزی است که چرخه را می بندد.

برای دیدن تفاوت سانورتر و اینورتر آنگرید و هیبرید، مقالهسانورتر آنگرید، آفگرید و هیبریدمرجع خوبی است. اگر هنوز مطمئن نیستید کدام مسیر برای خانه شما درست است، مقالهبرق اضطراری خانگیتصمیم را بر اساس نوع ساختمان و طول قطعی می سازد.

یو پی اس مناسب برای آپارتمان، خانه با قطعی مکرر و ویلا

آپارتمان ۱۰۰ متری با قطعی دو ساعته: یو پی اس لاین اینتراکتیو ۱٬۰۰۰ تا ۱٬۵۰۰ ولت آمپر با خروجی سینوسی خالص کافی است، به شرط این که باتری بیرونی داشته باشد. با باتری ۱۲ ولت ۱۰۰ آمپرساعت لیتیومی، بار ۳۰۰ وات را حدود پنج ساعت نگه می دارد. این ترکیب برای روشنایی، روتر، تلویزیون و پکیج ساخته شده است، نه یخچال.

خانه با قطعی مکرر روزانه: یو پی اس راه حل نیست. وقتی قطعی هر روز چند ساعت تکرار می شود، هزینه هر ساعت پشتیبانی با یو پی اس بالا می رود و توان هم به یخچال نمی رسد. مسیر درست، سانورتر ۵ کیلوواتی با باتری است. مدلسانورتر ۵٬۰۰۰ وات گرووات مدل SPF 5000 ESبا MPPT ۱۰۰ آمپر و بازدهی حدود ۹۳ درصد، برای همین کار ساخته شده. در زمان نگارش (آبان ۱۴۰۶) قیمت آن حدود ۹۲ میلیون تومان است.

ویلا و خانه بدون شبکه مطمئن: یو پی اس حتی به عنوان راه حل موقت هم منطقی نیست. در ویلا باید از سیستم خورشیدی هیبرید شروع کنید، چون شبکه ای نیست که باتری را شارژ کند. اگر مصرف ویلا کم است، یک آرایه دو کیلوواتی با باتری ۵ کیلووات ساعت شروع معقولی است. جزئیات این مسیر در مقالهپنل خورشیدی برای ویلاآمده است.

اگر بودجه محدود است، توصیه صریح این است: اول روتر و روشنایی و پکیج را با یک یو پی اس کوچک سینوسی خالص پوشش دهید. بعد که بودجه رسید، سراغ سانورتر و باتری بروید. خرید یو پی اس ۳ کیلوولت آمپری گران برای روشنایی، پول اضافه دادن است؛ برعکس، خرید یو پی اس ارزان برای یخچال، پول دور ریختن است.

یک انتخاب میانی هم وجود دارد که کمتر دیده می شود: یو پی اس با باتری بیرونی لیتیومی و توان ۱٬۵۰۰ ولت آمپر. این ترکیب برای بار ۵۰۰ وات، حدود شش ساعت می دهد و هزینه اش از سانورتر کمتر است. عیبش این است که پنل خورشیدی به آن وصل نمی شود و در قطعی طولانی، همان محدودیت شارژ از شبکه را دارد. در دستهیو پی اسفروشگاه، مدل ها را بر اساس توان واقعی و امکان باتری خارجی فیلتر کنید.

اشتباهات رایج در انتخاب یو پی اس خانگی

1. مقایسه ولت آمپر با وات.یو پی اس ۱٬۰۰۰ ولت آمپر با ضریب ۰٫۶ فقط ۶۰۰ وات می دهد. راه حل: ضریب توان را از دیتاشیت بخوانید و بار را بر حسب وات جمع بزنید.
2. نادیده گرفتن جریان راه اندازی موتور.یخچال و پمپ در لحظه استارت سه تا پنج برابر می کشند. راه حل: پیک بزرگ ترین بار موتوری را در توان یو پی اس حساب کنید، نه توان کارکرد.
3. خرید یو پی اس شبه سینوسی برای یخچال و پکیج.موتور داغ می شود و برد پکیج خطا می دهد. راه حل: برای هر باری که موتور یا برد دارد، سینوسی خالص بخرید.
4. انتظار ساعت ها پشتیبانی از باتری داخلی.باتری داخلی در بار کامل ۵ تا ۱۵ دقیقه می دهد. راه حل: اگر زمان مهم است، مدلی با ورودی باتری خارجی انتخاب کنید.
5. گذاشتن یو پی اس در کابینت بسته یا کنار بخاری.باتری در دمای بالا عمرش نصف می شود. راه حل: محل خشک و تهویه دار با دمای زیر ۳۰ درجه و فاصله از منابع حرارت.
6. حذف کلید و فیوز بین باتری و یو پی اس.جریان خطای باتری لیتیومی کم نیست. راه حل: فیوز DC مناسب روی مثبت و کلید قطع، حتی در سیستم کوچک.

سوالات متداول

برای یو پی اس خانگی چند ولت آمپر کافی است؟

به بار شما بستگی دارد. برای روتر، شش لامپ، تلویزیون و پکیج، مجموع بار حدود ۳۰۰ وات است و یو پی اس ۵۰۰ تا ۷۰۰ ولت آمپر با ضریب توان ۰٫۷ کافی است. اگر یخچال هم اضافه شود، پیک راه اندازی به ۶۰۰ وات می رسد و حداقل ۱٬۰۰۰ تا ۱٬۵۰۰ ولت آمپر لازم دارید. همیشه عدد وات را مبنا بگیرید و VA را از تقسیم بر ضریب توان به دست آورید.

یو پی اس خانگی چند ساعت برق می دهد؟

با باتری داخلی، در بار کامل بین ۵ تا ۱۵ دقیقه. با باتری خارجی، به فرمول ظرفیت بستگی دارد. باتری ۱۲ ولت ۱۰۰ آمپرساعت ژل با عمق دشارژ ۵۰ درصد، حدود ۴۸۰ وات ساعت انرژی می دهد؛ برای بار ۲۵۰ وات یعنی کمتر از دو ساعت. همان ظرفیت با باتری لیتیومی و عمق دشارژ ۹۰ درصد، حدود چهار ساعت می دهد. مصرف خود دستگاه و پیری باتری را هم از این عدد کم کنید.

آیا یو پی اس خانگی برای یخچال مناسب است؟

فقط اگر توان پیک راه اندازی را پوشش دهد و خروجی سینوسی خالص داشته باشد. یخچال ۱۵۰ وات در لحظه استارت تا ۶۰۰ وات می کشد. یو پی اس باید حداقل این پیک را بدهد، وگرنه کمپرسور استارت نمی زند. نکته دوم زمان است: یخچال در قطعی طولانی انرژی زیادی می برد و باتری زود خالی می شود. برای قطعی چندساعته، سانورتر با باتری انتخاب بهتری است.

تفاوت یو پی اس لاین اینتراکتیو و آنلاین چیست؟

لاین اینتراکتیو تا وقتی برق شهر سالم است، همان برق را با تثبیت ولتاژ به بار می دهد و در قطعی، در چند میلی ثانیه به باتری سوییچ می کند. آنلاین دوبل همیشه برق را از اینورتر می دهد و صفر میلی ثانیه تعویض دارد، اما گران تر است و تلفات بیشتری دارد. برای خانه، لاین اینتراکتیو با AVR کافی است؛ آنلاین برای سرور و تجهیزات پزشکی معنا دارد.

یو پی اس برق مصرفی خانه را کم می کند؟

نه. یو پی اس کنتور را کم نمی کند و برق تولید نمی کند. در حالت عادی مقداری تلفات هم اضافه می کند، چون بخشی از انرژی در شارژ و دشارژ باتری هدر می رود. تنها کاری که می کند این است که در قطعی برق، برق ذخیره شده را به بار برساند و از خاموش شدن دستگاه ها جلوگیری کند. اگر هدف کاهش قبض است، باید سراغ پنل خورشیدی و اینورتر آنگرید رفت، نه یو پی اس.

باتری ژل بهتر است یا لیتیومی برای یو پی اس؟

لیتیومی گران تر است اما در طول عمر ارزان تر درمی آید. باتری ژل ارزان و در دسترس است، ولی عمق دشارژ مفیدش حدود ۵۰ درصد و عمرش دو تا سه سال است. باتری لیتیومی LiFePO4 عمق دشارژ ۸۰ تا ۹۰ درصد و بیش از ۶٬۰۰۰ سایکل دارد. برای بار سبک و قطعی کوتاه، ژل کافی است؛ برای استفاده روزانه و قطعی طولانی، لیتیومی منطقی تر است.

جمع بندی

انتخاب یو پی اس خانگی با سه عدد تمام می شود: بار واقعی بر حسب وات، ضریب توان دستگاه و ظرفیت باتری. اگر بار موتوری دارید، سینوسی خالص و توان پیک را جدی بگیرید؛ اگر فقط روشنایی و روتر است، دستگاه کوچک تر و ارزان تر هم برای شروع کافی است. برای قطعی کوتاه و بار سبک، یو پی اس لاین اینتراکتیو با باتری بیرونی انتخاب درستی است. برای قطعی روزانه چندساعته، سراغسانورتربا باتری بروید و اگر شبکه مطمئن نیست، پنل را هم اضافه کنید تا چرخه شارژ در روز بسته شود.

مقالات مرتبط: آپدیت BMS باتری گرووات؛ چه زمانی لازم است | باتری گرووات برای ویلا؛ ظرفیت و محاسبه بار

سایر محصولات و خدمات مجموعه: asuncctv.ir

راهنمای کامل این موضوع: باتری گرووات؛ خرید باتری لیتیومی Growatt با قیمت روز و گارانتی