Comment calculer l'UPS et la batterie pour le système de vidéosurveillance
Richard Wang21 mai 2022
1. Scénario typique d'une caméra de vidéosurveillance
Les clients demandent souvent à Edgeware : comment calculer l'onduleur et la batterie pour le système de vidéosurveillance ? Concernant cette question courante, cet article répondra à cette question pour vous. Bien sûr, s'il y a des erreurs ou des endroits peu clairs, veuillez me corriger.
L'image ci-dessus est notre scénario courant de caméra de vidéosurveillance. Ce que vous rencontrez peut être légèrement différent de ce scénario, ce n'est pas grave, il vous suffit de l'ajuster en fonction du vôtre. Pour effectuer la tâche de calcul de l'onduleur et de la batterie, il est important de sélectionner d'abord le périphérique actif et le périphérique passif dans l'ensemble du système.
Un périphérique actif est simplement compris comme un périphérique nécessitant une consommation d'énergie. Par exemple caméra, commutateur POE. Notez que le système électrique lui-même présente une certaine perte de puissance.
Nous entendons par appareil passif un appareil qui ne consomme pas d’énergie. Tels que les panneaux de fibres.
Lorsque nous avons identifié tous les appareils actifs, dressez d’abord un tableau comme suit :
Tableau 1-Puissance maximale du périphérique actif
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Quantité, pcs) |
Puissance nominale maximale de l'unité (W) |
Puissance nominale totale maximale (W) |
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Canon Appareil photo |
1 |
? | ? |
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PTZ Appareil photo |
1 |
? | ? |
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Commutateur POE |
1 |
? | ? |
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UPS Autoconsommation |
1 |
? | ? |
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Puissance nominale totale |
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2.Étape 1 : Découvrez la puissance maximale du périphérique actif
2.1 Puissance maximale de la caméra
Différents appareils actifs ont des puissances maximales différentes, qui peuvent être interrogées sur les catalogues de différents appareils.
Il s'agit du paramètre de puissance d'une caméra typique. Nous pouvons voir que cette caméra a besoin d'un maximum de 50 W lors de l'utilisation du Hi-POE et de 10 W lors de l'utilisation du chauffage.
A travers les catalogues de différents appareils, on peut retrouver les paramètres de cette puissance max.
2.2 Puissance nominale maximale du commutateur POE
Pour les commutateurs POE, les identifications des paramètres des différents fabricants sont différentes. Ce à quoi nous devons prêter attention, c'est que la consommation électrique maximale du commutateur POE lui-même en mode veille et en fonctionnement n'inclut pas la partie fournissant le POE. Étant donné que le POE alimente lui-même la caméra, la consommation électrique qu'il consomme a été calculée dans le chapitre précédent.
Cependant, il convient de noter que différents fabricants ont différentes manières d'écrire la puissance maximale du commutateur POE. L'image ci-dessus est une situation typique dans laquelle la consommation électrique en veille et en fonctionnement du commutateur PoE lui-même n'est pas clairement indiquée. Mais sur la base de leurs identités, nous pouvons spéculer :
Veille<5W, Pleine Charge<120W
120 W signifie que le système POE+ peut fournir un maximum de 120 W. Pour un switch de ce niveau, nous estimons en gros la consommation électrique maximale à environ 8W en veille et en fonctionnement. Bien entendu, cela se produit dans le cas où ce numéro n'est pas clairement indiqué sur le catalogue. Mais lorsque les fabricants de commutateurs POE sont clairement identifiés, il est préférable d’utiliser leurs données autant que possible.
2.3 Énergie d’autoconsommation du système électrique
Veuillez noter qu'UPS ne peut pas être efficace à 100 % en fonctionnement réel. Surtout lorsque l'onduleur est doté d'une conversion AC-DC, DC-AC, il y a une perte d'efficacité. La majeure partie de l’énergie perdue est convertie en chaleur. Cette partie correspond à la puissance consommée par l'onduleur lui-même. Ce paramètre des différents UPS est assez différent, les fabricants d'UPS fiables fourniront les paramètres correspondants. En supposant que le paramètre d'efficacité fourni par un fabricant d'onduleurs soit de 98 %, il y a alors une perte de puissance de 2 %. En supposant que la puissance nominale maximale de l’onduleur est de 500 W, nous pouvons alors simplement considérer :
Puissance d'autoconsommation du système d'alimentation = puissance nominale maximale de l'onduleur * (efficacité 1 UPS)
Si la puissance nominale maximale de l'UPS est de 500 W, l'efficacité de l'UPS = 98 %
Puissance d'autoconsommation du système d'alimentation = 500 W* (1-98 %) = 10 W
Notez que ce calcul n'est pas complètement scientifique, mais notre tâche consiste à expliquer clairement comment calculer l'onduleur et la batterie pour le système de vidéosurveillance. Nous avons donc fait beaucoup de simplification.
2.4 Remplir la puissance maximale du périphérique actif
Sur la base des méthodes ci-dessus, nous pouvons obtenir la puissance maximale de la caméra, du commutateur POE ou d'autres appareils actifs. On suppose ici que la puissance maximale de chaque appareil dans notre scénario est la suivante :
Caméra Bullet à puissance maximale = 15.4 W
Caméra PTZ de puissance maximale = 30 W
Commutateur PoE (autoconsommation d'énergie) = 8 W
Autoconsommation UPS = 10 W
Ensuite, nous pouvons obtenir notre table :
Tableau 2-Puissance maximale du périphérique actif (rempli)
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Quantité, pcs) |
Puissance nominale maximale de l'unité (W) |
Puissance nominale totale maximale (W) |
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Canon Appareil photo |
1 |
15.4W | 15.4W |
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PTZ Appareil photo |
1 |
30W | 30W |
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Commutateur POE |
1 |
8W | 8W |
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UPS Autoconsommation |
1 |
10W | 10W |
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Puissance nominale totale |
63.4W | ||
Ensuite, selon le calcul, nous avons finalement obtenu que la consommation électrique maximale de l'ensemble du système est de 63.4 W. Ces données sont cruciales pour nous permettre de comprendre hcomment calculer l'onduleur et la batterie pour le système de vidéosurveillance
3.Étape 2 Choisissez l'onduleur qui convient à votre scénario
3.1 Capacité de l'onduleur
D'après le calcul du chapitre précédent, nous avons appris que la consommation électrique maximale du système est de 63.4 W. Étant donné que les systèmes de vidéosurveillance fonctionneront à l’extérieur pendant de nombreuses années, la fiabilité et la stabilité du système sont importantes. Ensuite, la capacité de notre système UPS doit être légèrement supérieure à la consommation électrique maximale du système. Cette valeur empirique varie au cas par cas. Edgeware recommande à nos clients d'envisager une capacité supplémentaire de 30 % et de ne pas permettre à l'onduleur de fonctionner trop souvent aux heures de pointe. D'un autre côté, vous devez également tenir compte de la capacité UPS disponible sur le marché pour prendre une décision globale.
Ensuite, en fonction de la charge maximale de notre système de 63.4 W, nous recommandons d'utiliser un onduleur de 100 W.
100W-63.4W=36.6W
Nous disposons d'une capacité redondante de 36.6W. Premièrement, nous pouvons garantir la fiabilité du système. Deuxièmement, s’il y a une expansion à l’avenir, nous avons encore de la place.
3.1 Ne pas ignorer le courant de charge de la batterie UPS
N'ignorez pas le courant de charge de l'onduleur, en particulier lorsque votre système de vidéosurveillance est construit dans des zones où l'alimentation secteur est instable, le courant de charge est convenablement plus important et la batterie peut être complètement chargée le plus rapidement possible. Ainsi, tout est préparé pour que le système fonctionne pendant une longue période lors de la prochaine mise hors ligne du secteur. Imaginez simplement que si le courant de charge de votre système UPS est trop faible, votre batterie peut être presque épuisée après une longue utilisation hors ligne du secteur, mais votre système prend trop de temps pour charger complètement la batterie. La prochaine alimentation électrique hors ligne interviendra avant que votre batterie ne soit complètement chargée. Cela affecte grandement la disponibilité du système.
Concernant le courant de charge, nous le décrirons dans le chapitre calcul de la capacité de la batterie.
Jusqu'à présent, nous avons résolu la partie UPS du calcul des UPS et de la batterie pour le système de vidéosurveillance.
4. Étape 3 : Calcul de la capacité de la batterie
4.1 Principe de capacité de la batterie - Wh, kWh et Ah
Passons maintenant à la dernière étape du calcul de l'onduleur et de la batterie pour le système de vidéosurveillance : le calcul de la capacité de la batterie. Tout d’abord, il faut savoir que la valeur pour indiquer l’énergie électrique est Wh (wattheure) et kWh (killowattheure). Le kWh est une unité courante que vous payez pour votre facture d'électricité à la maison.
1000Wh=1kWh
Mais on voit souvent Ah sur l’étiquette de capacité de la batterie, ce qui prête un peu à confusion. Ah signifie Ampères heures. Cela signifie combien d’ampères la batterie est capable de fournir en une heure. Donc 20AH signifie 1 heure à 20A ou 10 heures à 2A.
A noter que la tension est introduite lorsque l'on calcule la charge de la batterie. Par exemple, il existe une batterie 12V100Ah, et sa puissance est calculée comme suit :
Tension de la batterie * Ampères-heures de la batterie = 12 V * 100 Ah = 1200 1.2 Wh = XNUMX kWh
Supposons donc que nous ayons une batterie 48V100AH, sa puissance est calculée comme suit :
Tension de la batterie*Ampère-heures de la batterie =48V*100Ah=4800Wh=4.8kWh
Vous pouvez constater que la même batterie fait 100AH, la tension est différente, la puissance est différente. Lorsque vous utilisez différents systèmes UPS, selon les différentes configurations de tension des batteries requises par l'UPS, les tensions des blocs-batteries que vous configurez sont différentes, mais la formule globale de calcul de la puissance est conforme à :
Tension de la batterie*ampères-heures de la batterie= quantité d'électricité de la batterie
Lors de la configuration de la batterie, faites attention à la configuration en fonction de la tension de la batterie requise par le fabricant.
4.2 Calcul de la configuration de la batterie
Ce qui suit permet enfin de comprendre comment calculer l'onduleur et la batterie pour le système de vidéosurveillance. La dernière étape pour comprendre. Lorsque nous configurons la batterie, nous devons d'abord clarifier la durée d'autonomie du système que nous attendons. La durée d'autonomie du système dans le scénario du système de vidéosurveillance fait référence au nombre d'heures pendant lesquelles le système peut fonctionner sur la batterie lorsque l'alimentation secteur est coupée. Cette valeur doit être définie en fonction de la situation réelle du scénario. Un réglage trop grand peut entraîner trop de CAPEX dans la batterie. Si le paramètre est trop petit, cela peut affecter la disponibilité du système.
Dans les zones générales, la durée sera fixée à 1 à 4 heures. Des considérations particulières sont nécessaires pour les zones spéciales. Dans notre cas, fixons à 2 heures par exemple :
(1) Calculez d’abord la puissance requise par la batterie
Selon le Tableau 2-Active Device Max Power (Filled), nous avons conclu que la puissance maximale du système est de 63.4 W. Si nous devons maintenir un fonctionnement de 63.4 W pendant 2 heures, la puissance dont nous avons besoin est la suivante :
Puissance maximale du système (watt) * temps (heure) = 63.4 W * 2 heures = 126.8 Wh = 0.1268 kWh
Notez que dans de nombreux cas, il n'est pas nécessaire de calculer en fonction de la puissance maximale, cela peut être calculé selon 60 à 70 %, car aucun appareil ne fonctionnera toujours à la puissance maximale. Cet article utilise la puissance maximale du système pour calculer et expliquer.
(2) Calculez les ampères-heures qui doivent être configurés avec des batteries
Comme nous l'avons mentionné dans la section 3.1, les ampères-heures sont liés à la tension. Nous devons clarifier la tension de l'onduleur. En supposant que la tension de notre batterie UPS est de 12 V, nous pouvons alors calculer les ampères-heures de la batterie comme suit :
Quantité d'électricité nécessaire/Tension de la batterie UPS = 126.8 Wh/12 V = 10.57 Ah.
(3) Faites particulièrement attention à réserver 20 % de capacité de batterie en plus que la capacité de batterie requise pour éviter une décharge profonde.
Nous avons calculé qu'une batterie 12V10.57AH est nécessaire, mais ce n'est pas la valeur finale. Généralement, afin d'éviter une décharge profonde de la batterie et de prolonger au maximum la durée de vie de la batterie, nous configurerons 20% de capacité en plus.
Ampères-heure nécessaires*1.2=10.57 Ah*1.2=12.684 Ah
Jusqu'à présent, nous avons conclu que nous avions besoin d'une batterie 12V 12.684Ah.
4.3 Temps de charge de la batterie
Ici, nous avons calculé que l'onduleur a besoin de 100 W et que la batterie a besoin de 12 V 12.684 Ah. Mais il est toujours nécessaire de vérifier quel est le courant de charge de l'onduleur. Si le courant de charge est trop faible, la batterie mettra trop de temps à se charger complètement. Dans certaines zones où l'alimentation électrique n'est pas très stable, cela peut être dangereux.
En supposant notre UPS actuel de 100 W, son courant de charge est de 4 A, et comme sa tension de charge est de 12 V, la puissance de charge peut être obtenue comme suit :
Courant de Charge (A)*Tension de Charge (V) = 48W
On sait que l'on configure une batterie 12V 12.684Ah, la puissance de la batterie est égale à :
12 V * 12.684 Ah = 152.208 Wh = 0.152208 kWh.
Supposons ensuite que nous ayons besoin de savoir combien de temps prend l'onduleur pour charger complètement la batterie. Temps T(c)
T(c) = 152.208Wh/48W=3.171 heures
T(c) doit être jugé en fonction de la situation réelle dans votre pays.
5. Résumé
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Quantité, pcs) |
Puissance nominale maximale de l'unité (W) |
Puissance nominale totale maximale (W) |
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Canon Appareil photo |
1 |
15.4W | 15.4W |
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PTZ Appareil photo |
1 |
30W | 30W |
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Commutateur POE |
1 |
8W | 8W |
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UPS Autoconsommation |
1 |
10W | 10W |
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Puissance nominale totale |
63.4W | ||
Jusqu'à présent, selon notre valeur supposée, la puissance totale de la charge est de 63.4 W et un UPS de 100 W est requis. En supposant que la tension de la batterie de l'onduleur est de 12 V, nous avons besoin d'une batterie de 12 V 12.684 Ah. A cette époque, nous pouvons choisir des produits proches de nos calculs et disponibles sur le marché selon nos valeurs fixées.
Notez que les méthodes de calcul ci-dessus sont uniquement destinées au calcul simplifié des applications d'ingénierie et espèrent vous aider à résoudre les problèmes souvent rencontrés dans les applications d'ingénierie quotidiennes :
Comment calculer l'onduleur et la batterie pour le système de vidéosurveillance ?