Batterie UPS

[loganwolverine]

Come mai quando dimensiono delle batterie per un UPS faaccio affidamento alla sola potenza attiva nel calcolo del numero di batterie? è un errore che ho sempre commesso oppure è corretto?
Per esempio.. se mi servissero 10 kW (per 30 minuti) sapendo che la Vdc nominale di batteria dell'UPS è di 384 V e rendimento 91% calcolerei la corrente di scarica necessaria ovvero:

I=(Presa/rendimento)/Vdc= 28,61 A (DC)

Posso considerare 6 elementi per batteria per un totale di (384 V/12 V ) = 32 batterie.. quindi in totale 192 elementi. ( equivalente a 57 W/elemento).

Dal catalogo della FIAMM, per esempio, vedo che una cella della batteria 12 FLB 100 rende una potenza di 65,4 W per un tempo di 30 minuti. Quindi nella mia applicazione più che sufficiente.

Questo è il procedimento che ho sempre eseguito, la mia domanda è.. in assenza di rete l'UPS dovrà alimentare tale carico.. ipotizziamo un fattore di potenza del carico di 0,95, la potenza reattiva risultante sarà circa 3,3 kvar. Ecco quei 3,3 kvar nel conteggio della dimensione della batteria non l'ho presi in considerazione.. chi li fornisce dunque?

Grazie.

Auguri a tutto il forum

[loganwolverine]

Nessuno sa darmi qualche dritta? ho cercato nel web ma nulla..

Grazie

[ElectricalDesign]

Il dimensionamento delle batterie, come da te suggerito, va fatto prendendo in considerazione la potenza attiva. Il dimensionamento dell’UPS, di cui il fornitore può darti in dotazione le batterie, va fatto prendendo in considerazione potenza apparente e potenza attiva. La potenza reattiva di cui parli, infatti, viene determinata dallo sfasamento che l’inverter contenuto nell’UPS introduce tra tensione e corrente.

[admin]

un fattore di potenza del carico di 0,95, la potenza reattiva risultante sarà circa 3,3 kvar. Ecco quei 3,3 kvar nel conteggio della dimensione della batteria non l'ho presi in considerazione.. chi li fornisce dunque?

La potenza reattiva non rappresenta un consumo per la batteria. E' una potenza di scambio tra generatore ed utilizzatore in c.a. Le batterie saranno dimensionate per la potenza attiva che dovranno fornire per un determinato tempo.

[loganwolverine]

Da quanto ho capito:

All'istante iniziale tutto è spento: non c'è tensione ai capi dell'inverter e non circola corrente nel carico.

Poi si accende l'inverter e, nei primi istanti durante il transitorio, la batteria fornisce dell'energia che viene immagazzinata nel campo magnetico delle tre fasi.

Si tratta di una energia che la batteria realmente fornisce.

Quando si raggiunge la condizione di regime, inizia uno scambio di energia magnetica (e di potenza "reattiva") tra il campo magnetico di ogni fase e il circuito elettrico stesso. In ogni istante, il campo magnetico di una fase assorbe energia magnetica, quello di un'altra fase la cede, e così via.

L'inverter deve consentire lo scambio di potenza reattiva istantanea tra i campi magnetici delle tre fasi, cioè deve consentire la circolazione di una corrente più elevata di quella che vi sarebbe se il carico fosse solo resistivo.

L'inverter deve consentire il "palleggio" di energia magnetica tra le tre fasi, che in termini quantitativi ed elettrici si dice che deve far circolare la potenza reattiva Q; nel mio caso Q=3.3kvar.

un po' come quello che accade nei condensatori i quali forniscono potenza reattiva per poi riceverla .. è un vero e proprio palleggio di energia magnetica.

è corretto quanto detto??

Grazie

[admin]

Più o meno sì: non ho capito cosa intendi per palleggio tra le fasi. Lo scambio di energia reattiva è tra l'utilizzatore ed il generatore, scambio che avviene su tutte e tre le fasi

[loganwolverine]

Buongiorno,
intendevo che se guardassi la potenza istantanea reattiva nel momento che in una fase cresce nelle altre due decresce e così via..

[richiurci]

Se integri su intervalli di tempo lunghi solo la potenza attiva è assorbimento di energia, quella reattiva viene continuamente "palleggiata", cioè data e ripresa.

Se ragioni su un semplice C o L alimentati in c.a. non assorbono energia (se non quella dissipata nelle perdite interne, che deriva però dalla potenza attiva)

[esisnc]

L'inverter deve consentire lo scambio di potenza reattiva istantanea tra i campi magnetici delle tre fasi, cioè deve consentire la circolazione di una corrente più elevata di quella che vi sarebbe se il carico fosse solo resistivo.

L'inverter deve consentire il "palleggio" di energia magnetica tra le tre fasi, che in termini quantitativi ed elettrici si dice che deve far circolare la potenza reattiva Q; nel mio caso Q=3.3kvar.

E' proprio quello che succede. E questo avviene perché l'inverter (monofase con due gambe o trifase con tre gambe) è fatto con dispositivi a stato solido (IGBT, MOSFET, SCR, BJT) che hanno ciascuno in parallelo un diodo (intrinseco nel die o messo apposta) che permette la circolazione della corrente dal carico verso il bus DC che alimenta lato continua l'inverter ed al quale è collegata la batteria.
Se il carico assorbe potenza reattiva allora tensione e corrente fornite dall'inverter sono sfasate tra di loro e succede che, durante il periodo, per un certo tempo la corrente "ritorna" verso la batteria attraverso i diodi di ricircolo. Questo fenomeno consente il "palleggio" della potenza reattiva tra generatore (elettronico in questo caso) e carico. Questo palleggio viene pagato con un aumento della corrente fornita dall'inverter a parità di potenza attiva fornita.