Cómo calcular el UPS y la batería para el sistema CCTV

Richard Wang 21/may/2022

1. Escenario típico de una cámara CCTV

Los clientes a menudo preguntan a Edgeware: ¿Cómo calcular el ups y la batería del sistema CCTV? Con respecto a esta pregunta común, este artículo responderá a esta pregunta por usted. Por supuesto, si hay errores o lugares poco claros, corríjame.

La imagen de arriba es nuestro escenario común de cámara CCTV. Lo que encuentres puede ser ligeramente diferente de este escenario, no importa, solo necesitas ajustarlo según el tuyo. Para realizar la tarea de calcular ups y batería, es importante seleccionar primero el dispositivo activo y el dispositivo pasivo en todo el sistema.

El dispositivo activo se entiende simplemente como un dispositivo que necesita consumo de energía. Por ejemplo cámara, interruptor POE. Tenga en cuenta que el sistema de energía en sí tiene cierta pérdida de energía.

Dispositivo pasivo lo entendemos como un dispositivo que no consume energía. Como panel de fibra.

Cuando hayamos identificado todos los dispositivos activos, primero enumere una tabla de la siguiente manera:

Tabla 1: potencia máxima del dispositivo activo

	Cantidad, piezas)	Potencia nominal máxima de la unidad (W)	Potencia nominal total máxima (W)
Bullet Cámara	1	?	?
PTZ Cámara	1	?	?
Interruptor POE	1	?	?
UPS Autoconsumo	1	?	?
Potencia nominal total

2.Paso 1 Descubra la potencia máxima del dispositivo activo

2.1 Potencia máxima de la cámara

Los diferentes dispositivos activos tienen diferentes potencias máximas, que se pueden consultar en los catálogos de los diferentes dispositivos.

Este es el parámetro de potencia de una cámara típica. Podemos ver que esta cámara necesita un máximo de 50W cuando usa Hi-POE y 10W cuando usa calentador.

A través de los catálogos de diferentes dispositivos podemos encontrar los parámetros de esta potencia máxima.

2.2 Potencia nominal máxima del interruptor POE

Para los conmutadores POE, las identificaciones de parámetros de diferentes fabricantes son diferentes. A lo que debemos prestar atención es a que el consumo máximo de energía del conmutador POE en estado de espera y funcionamiento no incluye la parte que proporciona POE. Debido a que el POE mismo alimenta la cámara, el consumo de energía que consumen se calculó en el capítulo anterior.

Sin embargo, cabe señalar que los diferentes fabricantes tienen diferentes formas de escribir la potencia máxima del conmutador POE. La imagen de arriba es una situación típica en la que el consumo de energía en espera y en funcionamiento del conmutador PoE no está claramente marcado. Pero basándonos en sus identidades, podemos especular:

En espera <5 W, carga completa <120 W

120W significa que el sistema POE+ puede proporcionar un máximo de 120W. Para un interruptor de este nivel, básicamente estimamos el consumo máximo de energía de aproximadamente 8 W en modo de espera y en funcionamiento. Por supuesto esto es en el caso de que este número no esté claramente marcado en el catálogo. Pero cuando los fabricantes de conmutadores POE están claramente marcados, es mejor utilizar sus datos tanto como sea posible.

2.3 Energía de autoconsumo del sistema de energía

Tenga en cuenta que el UPS no puede ser 100 % eficiente en el funcionamiento real. Especialmente cuando el UPS tiene conversión AC-DC, DC-AC, hay una pérdida de eficiencia. La mayor parte de la energía perdida se convierte en calor. Esta parte es la energía consumida por el propio UPS. Este parámetro de diferentes UPS es bastante diferente; los fabricantes confiables de UPS proporcionarán los parámetros correspondientes. Suponiendo que el parámetro de eficiencia proporcionado por un fabricante de UPS es del 98%, entonces hay una pérdida de energía del 2%. Suponiendo que la potencia nominal máxima del UPS es 500 W, simplemente podemos considerar:

Energía de autoconsumo del sistema de energía = Potencia nominal máxima del UPS *(Eficiencia de 1 UPS)

Si la potencia nominal máxima del UPS es 500 W, la eficiencia del UPS = 98 %

Potencia de autoconsumo del sistema de energía = 500W*(1-98%) =10W

Tenga en cuenta que este cálculo no es completamente científico, pero nuestra tarea es aclarar cómo calcular los UPS y la batería para el sistema CCTV. Entonces hicimos mucha simplificación.

2.4 Llene la potencia máxima del dispositivo activo

Según los métodos anteriores, podemos obtener la potencia máxima de la cámara, el conmutador POE u otros dispositivos activos. Aquí se supone que la potencia máxima de cada dispositivo en nuestro escenario es la siguiente:

Cámara tipo bala de potencia máxima = 15.4 W

Cámara PTZ de potencia máxima = 30W

Conmutador PoE (consumo de energía propio) = 8 W

Autoconsumo del SAI=10W

Entonces podemos obtener nuestra tabla:

Tabla 2: Potencia máxima del dispositivo activo (lleno)

	Cantidad, piezas)	Potencia nominal máxima de la unidad (W)	Potencia nominal total máxima (W)
Bullet Cámara	1	15.4W	15.4W
PTZ Cámara	1	30W	30W
Interruptor POE	1	8W	8W
UPS Autoconsumo	1	10W	10W
Potencia nominal total			63.4W

Luego, según el cálculo, finalmente obtuvimos que el consumo máximo de energía de todo el sistema es 63.4W. Estos datos son cruciales para que entendamos hCómo calcular ups y batería para el sistema CCTV

3.Paso 2 Elija el UPS que se adapte a su escenario

3.1 Capacidad del SAI

Según el cálculo del capítulo anterior, hemos aprendido que el consumo máximo de energía del sistema es 63.4W. Debido a que los sistemas CCTV funcionarán en exteriores durante muchos años, la confiabilidad y estabilidad del sistema son importantes. Entonces, la capacidad del UPS de nuestro sistema debería ser ligeramente mayor que el consumo máximo de energía del sistema. Este valor empírico varía según el caso. Edgeware recomienda que nuestros clientes consideren un 30 % de capacidad adicional y no permitan que el UPS funcione en horas pico con demasiada frecuencia. Por otro lado, también debes considerar la capacidad de UPS que hay disponible en el mercado para tomar una decisión integral.

Luego, de acuerdo con nuestra carga máxima del sistema de 63.4 W, recomendamos utilizar un UPS de 100 W.

100W-63.4W=36.6W

Disponemos de una capacidad redundante de 36.6W. Primero, podemos garantizar la confiabilidad del sistema. En segundo lugar, si hay alguna expansión en el futuro, todavía tenemos espacio.

3.1 No ignore la corriente de carga de la batería del UPS

No ignore la corriente de carga del UPS, especialmente cuando su sistema CCTV está construido en algunas áreas donde la energía eléctrica es inestable, la corriente de carga es apropiadamente mayor y la batería se puede cargar completamente lo más rápido posible. De este modo, todo está preparado para que el sistema funcione durante un tiempo prolongado cuando se produzca la siguiente interrupción del suministro eléctrico. Imagínese, si la corriente de carga de su sistema UPS es demasiado baja, entonces su batería puede estar casi agotada después de un largo período sin suministro eléctrico, pero su sistema tarda demasiado en cargar completamente la batería. La próxima vez que se desconecte la energía de la red pública se producirá antes de que la batería esté completamente cargada. Esto afecta en gran medida la disponibilidad del sistema.

En cuanto a la corriente de carga, la describiremos en el capítulo de cálculo de la capacidad de la batería.

Hasta ahora hemos resuelto la parte del UPS del cálculo de UPS y batería para el sistema CCTV.

4. Paso 3 Cálculo de la capacidad de la batería

4.1 Principio de capacidad de la batería: Wh, kWh y Ah

Ahora, pasemos al último paso del cálculo de la batería y los ups para el sistema CCTV: cálculo de la capacidad de la batería. En primer lugar, debemos saber que el valor para indicar la energía eléctrica es Wh (vatios hora) y kWh (kilovatios hora). kWh es una unidad común que pagas por tu factura de electricidad en casa.

1000Wh=1kWh

Pero a menudo vemos Ah en la etiqueta de capacidad de la batería, lo cual resulta un poco confuso. Ah significa amperios hora. Significa cuántos amperios es capaz de entregar la batería en una hora. Entonces 20AH significa 1 hora a 20A o 10 horas a 2A.

Tenga en cuenta que el voltaje se introduce cuando calculamos la carga de la batería. Por ejemplo, hay una batería de 12V100Ah y su potencia se calcula de la siguiente manera:

Voltaje de la batería*Amperios hora de la batería =12 V*100 Ah = 1200 Wh = 1.2 kWh

Entonces supongamos que tenemos una batería de 48V100AH, su potencia se calcula de la siguiente manera:

Voltaje de la batería*Amperios hora de la batería =48V*100Ah=4800Wh=4.8kWh

Puede encontrar que la misma batería tiene 100 AH, el voltaje es diferente y la potencia es diferente. Cuando utiliza diferentes sistemas UPS, de acuerdo con las diferentes configuraciones de voltaje de las baterías requeridas por el UPS, los voltajes de los paquetes de baterías que configura son diferentes, pero la fórmula general para calcular la potencia está de acuerdo con:

Voltaje de la batería*Amperios hora de la batería= Cantidad de electricidad de la batería

Al configurar el paquete de baterías, preste atención a la configuración según el voltaje de la batería requerido por el fabricante.

4.2 Cálculo de la configuración de la batería

Finalmente, lo siguiente es comprender cómo calcular los UPS y la batería para el sistema CCTV. El último paso para comprender Cuando configuramos la batería, primero debemos aclarar el tiempo de autonomía del sistema que esperamos. El tiempo de autonomía del sistema en el escenario del sistema CCTV se refiere a cuántas horas puede funcionar el sistema con la batería cuando la red eléctrica está apagada. Este valor debe establecerse de acuerdo con la situación real del escenario. Configurarlo demasiado grande puede suponer demasiado CAPEX para la batería. Si la configuración es demasiado pequeña, puede afectar la disponibilidad del sistema.

En áreas generales, se establecerá entre 1 y 4 horas. Se requieren consideraciones especiales para áreas especiales. En nuestro caso, fijemos por ejemplo 2 horas:

(1) Primero calcule la potencia requerida por la batería.

Según Table2-Active Device Max Power (Filled), hemos concluido que la potencia máxima del sistema es 63.4W. Si necesitamos mantener un funcionamiento de 63.4W durante 2 horas, la potencia que necesitamos es la siguiente:

Potencia máxima del sistema (vatios) * tiempo (hora) = 63.4 W * 2 horas = 126.8 Wh = 0.1268 kWh

Tenga en cuenta que en muchos casos no es necesario calcular según la potencia máxima, se puede calcular según el 60-70 %, porque ningún dispositivo funcionará siempre a la potencia máxima. Este artículo utiliza la potencia máxima del sistema para calcular y explicar.

(2) Calcule los amperios hora que deben configurarse con las baterías

Como mencionamos en la Sección 3.1, los amperios hora están relacionados con el voltaje. Necesitamos aclarar el voltaje del UPS. Suponiendo que el voltaje de nuestra batería UPS es de 12 V, podemos calcular los amperios hora de la batería de la siguiente manera:

Cantidad de electricidad necesaria/Voltaje de la batería del UPS = 126.8 Wh/12 V = 10.57 Ah

(3) Preste especial atención a reservar un 20% más de capacidad de la batería que la capacidad requerida para evitar una descarga profunda.

Hemos calculado que se requiere una batería de 12V10.57AH, pero este no es el valor final. Generalmente, para evitar una descarga profunda de la batería y prolongar al máximo la vida útil de la misma configuraremos un 20% más de capacidad.

Amperios hora necesarios*1.2=10.57 Ah*1.2=12.684 Ah

Hasta ahora hemos concluido que necesitamos una batería de 12V 12.684Ah.

4.3 Tiempo de carga de la batería

Aquí hemos calculado que el SAI necesita 100W y la batería necesita 12V 12.684AH. Pero todavía es necesario volver a verificar cuál es la corriente de carga del UPS. Si la corriente de carga es demasiado pequeña, la batería tardará demasiado en cargarse por completo. En algunas áreas donde la energía eléctrica no es muy estable, habrá peligro.

Suponiendo que nuestro UPS actual de 100 W, su corriente de carga es de 4 A, y debido a que su voltaje de carga es de 12 V, la potencia de carga se puede obtener de la siguiente manera:

Corriente de carga (A) * Voltaje de carga (V) = 48 W

Se sabe que configuramos una batería de 12V 12.684Ah, la potencia de la batería es igual a:

12V*12.684Ah=152.208Wh=0.152208kWh

Entonces supongamos que necesitamos saber cuánto tiempo tarda el UPS en cargar completamente el tiempo de batería T(c)

T(c) = 152.208Wh/48W=3.171 horas

T(c) debe juzgarse de acuerdo con la situación real de su país.

5. Resumen

	Cantidad, piezas)	Potencia nominal máxima de la unidad (W)	Potencia nominal total máxima (W)
Bullet Cámara	1	15.4W	15.4W
PTZ Cámara	1	30W	30W
Interruptor POE	1	8W	8W
UPS Autoconsumo	1	10W	10W
Potencia nominal total			63.4W

Hasta ahora, según nuestro valor asumido, la potencia de carga total es de 63.4 W y se requiere un UPS de 100 W. Suponiendo que el voltaje de la batería del UPS es de 12 V, necesitamos una batería de 12 V 12.684 Ah. En este momento, podemos elegir productos que se acerquen a nuestros cálculos y estén disponibles en el mercado según nuestros valores establecidos.

Tenga en cuenta que los métodos de cálculo anteriores son solo para cálculos simplificados de aplicaciones de ingeniería y esperamos ayudarlo a resolver los problemas que a menudo se encuentran en las aplicaciones de ingeniería diarias:

¿Cómo calcular los ups y la batería del sistema CCTV?