Como calcular UPS e bateria para sistema CCTV
Richard Wang 21/2022/XNUMX
1. Cenário típico de câmera CCTV
Edgeware é frequentemente questionado pelos clientes: Como calcular ups e bateria para sistema CCTV? Em relação a esta pergunta comum, este artigo responderá a essa pergunta para você. Claro, se houver erros ou locais pouco claros, corrija-me.
A imagem acima é nosso cenário comum de câmera CCTV. O que você encontrar pode ser um pouco diferente deste cenário, não importa, você só precisa ajustar de acordo com o seu. Para realizar a tarefa de cálculo de ups e bateria, é importante primeiro escolher o dispositivo ativo e o dispositivo passivo em todo o sistema.
Dispositivo ativo é simplesmente entendido como um dispositivo que necessita de consumo de energia. Por exemplo, câmera, switch POE. Observe que o próprio sistema de energia apresenta alguma perda de energia.
Dispositivo passivo entendemos como um dispositivo que não consome energia. Como painel de fibra.
Quando tivermos identificado todos os dispositivos ativos, primeiro liste uma tabela como segue:
Tabela 1-Potência máxima do dispositivo ativo
Quantidade, pcs) | Potência nominal máxima da unidade (W) | Potência nominal total máxima (W) | |
Bala Câmara | 1 | ? | ? |
PTZ Câmara | 1 | ? | ? |
Interruptor POE | 1 | ? | ? |
Autoconsumo UPS | 1 | ? | ? |
Potência nominal total | |||
2. Etapa 1 Descubra a potência máxima do dispositivo ativo
2.1 Potência máxima da câmera
Diferentes dispositivos ativos possuem diferentes potências máximas, que podem ser consultadas nos catálogos dos diferentes dispositivos.
Este é o parâmetro de potência de uma câmera típica. Podemos ver que esta câmera precisa de no máximo 50W ao usar Hi-POE e 10W ao usar aquecedor.
Através dos catálogos dos diversos dispositivos, podemos encontrar os parâmetros desta potência máxima.
2.2 Potência nominal máxima do switch POE
Para switches POE, as identificações de parâmetros de diferentes fabricantes são diferentes. O que precisamos prestar atenção é que o consumo máximo de energia do próprio switch POE no modo de espera e em execução não inclui a parte que fornece POE. Como o próprio POE alimenta a câmera, o consumo de energia que ela consome foi calculado no capítulo anterior.
No entanto, deve-se notar que diferentes fabricantes têm maneiras diferentes de escrever para a potência máxima do switch POE. A imagem acima é uma situação típica em que o consumo de energia em espera e em funcionamento do próprio switch PoE não está claramente marcado. Mas com base em suas identidades, podemos especular:
Espera<5W, Carga Total<120W
120W significa que o sistema POE+ pode fornecer no máximo 120W. Para um switch deste nível, basicamente estimamos o consumo máximo de energia em cerca de 8W em standby e em funcionamento. É claro que isso ocorre caso esse número não esteja claramente marcado no catálogo. Mas quando os fabricantes de switches POE estão claramente marcados, é melhor usar seus dados tanto quanto possível.
2.3 Energia de autoconsumo do sistema de energia
Observe que o UPS não pode ser 100% eficiente na operação real. Especialmente quando o UPS possui conversão AC-DC, DC-AC, há uma perda de eficiência. A maior parte da energia perdida é convertida em calor. Esta parte é a energia consumida pelo próprio UPS. Este parâmetro de diferentes UPS é bastante diferente, fabricantes confiáveis de UPS fornecerão os parâmetros correspondentes. Supondo que o parâmetro de eficiência fornecido por um fabricante de UPS seja de 98%, então há uma perda de energia de 2%. Supondo que a potência nominal máxima do UPS seja 500W, podemos simplesmente considerar:
Potência de autoconsumo do sistema de energia = Potência nominal máxima do UPS *(Eficiência de 1-UPS)
Se a potência nominal máxima do UPS for 500 W, a eficiência do UPS =98%
Potência de autoconsumo do sistema de energia = 500 W * (1-98%) = 10 W
Observe que este cálculo não é totalmente científico, mas nossa tarefa é deixar claro como calcular ups e bateria para sistema CFTV. Então fizemos muita simplificação.
2.4 Preencha a potência máxima do dispositivo ativo
Com base nos métodos acima, podemos obter a potência máxima da câmera, switch POE ou outros dispositivos ativos. Supõe-se aqui que a potência máxima de cada dispositivo em nosso cenário é a seguinte:
Câmera bullet com potência máxima = 15.4 W
Câmera PTZ de potência máxima = 30W
Switch PoE (autoconsumo de energia) = 8W
Autoconsumo UPS=10W
Então podemos pegar nossa tabela:
Tabela 2-Potência máxima do dispositivo ativo (preenchido)
Quantidade, pcs) | Potência nominal máxima da unidade (W) | Potência nominal total máxima (W) | |
Bala Câmara | 1 | 15.4W | 15.4W |
PTZ Câmara | 1 | 30W | 30W |
Interruptor POE | 1 | 8W | 8W |
Autoconsumo UPS | 1 | 10W | 10W |
Potência nominal total | 63.4W | ||
Então, de acordo com o cálculo, finalmente obtivemos que o consumo máximo de energia de todo o sistema é de 63.4W. Esses dados são cruciais para entendermos hcomo calcular ups e bateria para sistema CCTV
3.Etapa 2 Escolha o UPS adequado ao seu cenário
3.1 Capacidade do UPS
De acordo com o cálculo do capítulo anterior, aprendemos que o consumo máximo de energia do sistema é de 63.4W. Como os sistemas CCTV funcionarão em ambientes externos por muitos anos, a confiabilidade e a estabilidade do sistema são importantes. Então a capacidade do UPS do nosso sistema deve ser um pouco maior que o consumo máximo de energia do sistema. Este valor empírico varia de caso para caso. A Edgeware recomenda que nossos clientes considerem 30% de capacidade adicional e não permitam que o no-break funcione com muita frequência em horários de pico. Por outro lado, você também deve considerar a capacidade do UPS disponível no mercado para tomar uma decisão abrangente.
Então, de acordo com a carga máxima do nosso sistema de 63.4 W, recomendamos o uso de um UPS de 100 W.
100W-63.4W=36.6W
Temos uma capacidade redundante de 36.6W. Primeiro, podemos garantir a confiabilidade do sistema. Em segundo lugar, se houver alguma expansão no futuro, ainda temos espaço.
3.1 Não ignore a corrente de carga da bateria do UPS
Não ignore a corrente de carga do no-break, especialmente quando o seu sistema CCTV for construído em algumas áreas onde a energia da rede elétrica é instável, a corrente de carga for apropriadamente maior e a bateria puder ser totalmente carregada o mais rápido possível. Assim, tudo está preparado para que o sistema funcione por um longo período quando ocorrer o próximo desligamento da rede elétrica. Imagine só, se a corrente de carga do seu sistema UPS estiver muito baixa, então sua bateria pode estar quase esgotada após um longo período off-line da rede elétrica, mas seu sistema demora muito para carregar totalmente a bateria. A próxima energia elétrica offline ocorrerá antes que a bateria esteja totalmente carregada. Isso afeta muito a disponibilidade do sistema.
Em relação à corrente de carga, iremos descrevê-la no capítulo sobre cálculo da capacidade da bateria.
Até agora resolvemos a parte do UPS de cálculo e bateria para o sistema CCTV.
4. Etapa 3 Cálculo da capacidade da bateria
4.1 Princípio da Capacidade da Bateria - Wh kWh e Ah
Agora, para a última etapa do cálculo de ups e bateria para sistema CCTV – cálculo da capacidade da bateria. Primeiramente precisamos saber que o valor para indicar energia elétrica é Wh (watt hora) e kWh (quilowatt hora). kWh é uma unidade comum que você paga pela conta de luz em casa.
1000Wh=1kWh
Mas muitas vezes vemos Ah na etiqueta de capacidade da bateria, o que é um pouco confuso. Ah significa Amp horas. Significa quantos amperes a bateria é capaz de fornecer em uma hora. Portanto, 20AH significa 1 hora a 20A ou 10 horas a 2A.
Observe que a tensão é introduzida quando calculamos a carga da bateria. Por exemplo, existe uma bateria de 12V100Ah e sua potência é calculada da seguinte forma:
Tensão da bateria * Horas de amperagem da bateria = 12V * 100Ah = 1200Wh = 1.2 kWh
Então suponha que temos uma bateria 48V100AH, sua potência é calculada da seguinte forma:
Tensão da bateria* Horas de amperagem da bateria =48V*100Ah=4800Wh=4.8kWh
Você pode descobrir que a mesma bateria tem 100AH, a voltagem é diferente, a potência é diferente. Quando você usa diferentes sistemas UPS, de acordo com as diferentes configurações de tensão das baterias exigidas pelo UPS, as tensões das baterias que você configura são diferentes, mas a fórmula geral para calcular a potência está de acordo com:
Tensão da bateria * Horas de amperagem da bateria = Quantidade de eletricidade da bateria
Ao configurar a bateria preste atenção na configuração de acordo com a tensão da bateria exigida pelo fabricante.
4.2 Cálculo da Configuração da Bateria
A seguir, finalmente, entendemos como calcular no-breaks e bateria para sistema CFTV, o último passo para entender. Quando configuramos a bateria, primeiro precisamos esclarecer o tempo de autonomia do sistema que esperamos. O tempo de autonomia do sistema no cenário do sistema CCTV refere-se a quantas horas o sistema pode funcionar com bateria quando a energia da rede elétrica está desligada. Este valor precisa ser definido de acordo com a situação real do cenário. Definir um valor muito grande pode colocar muito CAPEX na bateria. Se a configuração for muito pequena, poderá afetar a disponibilidade do sistema.
Em áreas gerais, será definido para 1 a 4 horas. Considerações especiais são necessárias para áreas especiais. No nosso caso, vamos definir 2 horas, por exemplo:
(1) Primeiro calcule a potência exigida pela bateria
De acordo com a Tabela 2-Active Device Max Power(Preenchido), concluímos que a potência máxima do sistema é de 63.4W. Se precisarmos manter a operação de 63.4 W por 2 horas, a potência necessária é a seguinte:
Potência máxima do sistema (Watts) * Tempo (Horas) = 63.4 W * 2 horas = 126.8 Wh = 0.1268 kWh
Observe que em muitos casos não é necessário calcular de acordo com a potência máxima, pode ser calculado de acordo com 60-70%, porque nenhum dispositivo funcionará sempre com potência máxima. Este artigo usa a potência máxima do sistema para calcular e explicar.
(2) Calcule as Amp Horas que precisam ser configuradas com baterias
Como mencionamos na Seção 3.1, Ampères-hora estão relacionados à tensão. Precisamos esclarecer a voltagem do UPS. Supondo que a tensão da bateria do nosso UPS seja de 12 V, podemos calcular as Amp-horas da bateria da seguinte forma:
Quantidade de eletricidade necessária/tensão da bateria UPS = 126.8 Wh / 12 V = 10.57 Ah
(3) Preste atenção especial para reservar 20% mais capacidade da bateria do que a capacidade necessária da bateria para evitar descarga profunda
Calculamos que é necessária uma bateria 12V10.57AH, mas este não é o valor final. Geralmente, para evitar a descarga profunda da bateria e prolongar ao máximo sua vida útil, configuraremos 20% a mais de capacidade.
Ampères-hora necessários*1.2=10.57Ah*1.2=12.684 Ah
Até agora concluímos que precisamos de uma bateria de 12V 12.684Ah.
4.3 Tempo de carga da bateria
Aqui calculamos que o UPS precisa de 100W e a bateria precisa de 12V 12.684AH. Mas ainda é necessário verificar qual é a corrente de carga do UPS. Se a corrente de carga for muito pequena, demorará muito para a bateria ficar totalmente carregada. Em algumas áreas onde a energia da rede elétrica não é muito estável, será perigoso.
Supondo que nosso UPS atual de 100W, sua corrente de carga seja 4A e, como sua tensão de carga seja 12V, a potência de carga pode ser obtida da seguinte forma:
Corrente de carga (A) * Tensão de carga (V) = 48W
Sabe-se que configuramos uma bateria 12V 12.684Ah, a potência da bateria é igual a:
12V*12.684Ah=152.208Wh=0.152208kWh
Então suponha que precisamos saber quanto tempo o UPS leva para carregar totalmente a bateria. tempo T(c)
T(c) = 152.208Wh/48W=3.171 horas
T(c) precisa ser julgado de acordo com a situação real do seu país.
5. Resumo
Quantidade, pcs) | Potência nominal máxima da unidade (W) | Potência nominal total máxima (W) | |
Bala Câmara | 1 | 15.4W | 15.4W |
PTZ Câmara | 1 | 30W | 30W |
Interruptor POE | 1 | 8W | 8W |
Autoconsumo UPS | 1 | 10W | 10W |
Potência nominal total | 63.4W | ||
Até agora, de acordo com nosso valor assumido, a potência total de carga é de 63.4 W e é necessário um UPS de 100 W. Supondo que a tensão da bateria do UPS seja 12V, precisamos de uma bateria 12V12.684Ah. Neste momento, podemos escolher produtos que estejam próximos dos nossos cálculos e disponíveis no mercado de acordo com os nossos valores definidos.
Observe que os métodos de cálculo acima são apenas para cálculos simplificados de aplicações de engenharia e esperamos ajudá-lo a resolver os problemas frequentemente encontrados em aplicações diárias de engenharia:
Como calcular ups e bateria para sistema CCTV?