Combien de temps un onduleur peut-il fonctionner sans alimentation électrique ?

Un UPS peut fournir de l'énergie pendant quelques minutes jusqu'à plusieurs heures, selon plusieurs facteurs. La capacité de l'UPS est le principal facteur déterminant sa durée de fonctionnement. Un UPS avec une plus grande capacité de batterie durera plus longtemps.

Le nombre d'appareils connectés à un UPS affecte également l'autonomie. Des facteurs environnementaux comme la température et le taux d'humidité influencent aussi l'alimentation de l'UPS.

Nous allons explorer les mécanismes d'un UPS pour révéler son fonctionnement et les facteurs influençant la durée de l'alimentation.

Composants d'un UPS

Une unité d'alimentation sans coupure (UPS) fournit de l'électricité lors d'une coupure de courant. De plus, cet appareil peut fournir une électricité stable à tous les appareils connectés si l'alimentation principale fluctue, ce qui n'est possible que si ses composants fonctionnent correctement. 

Un UPS possède trois composants principaux qui fonctionnent ensemble. Chaque composant remplit une fonction spécifique et ensemble, ils fournissent une alimentation propre aux appareils connectés.

Batterie

Habituellement, vous connectez l'UPS à une prise murale. L'UPS convertit le courant alternatif (AC) de la prise murale en courant continu (DC) et stocke l'énergie dans sa batterie.

Si l'alimentation principale échoue, l'UPS convertit l'énergie de la batterie en courant alternatif (AC) pour alimenter tous les appareils connectés.

Onduleur

L'onduleur est un composant crucial à l'intérieur d'un UPS. Il convertit l'énergie de la batterie en courant continu (DC) en courant alternatif (AC), que la plupart des appareils électriques consomment. En plus de la conversion DC-AC, l'onduleur protège les appareils connectés contre les surtensions et pics électriques du réseau.

Chargeur

Le chargeur convertit le courant alternatif (AC) de la prise murale en courant continu (DC) stocké dans le pack batterie de l'UPS. Il est important de se rappeler que les batteries lithium-ion utilisées dans de nombreuses unités UPS ne peuvent stocker que du courant continu (DC). 

Beaucoup de personnes peuvent confondre le rôle du chargeur avec celui de l'onduleur. Bien que ces deux composants convertissent l'énergie, le chargeur convertit l'énergie du réseau en courant continu (DC) stocké dans l'appareil UPS. 

D'autre part, l'onduleur convertit le courant continu (DC) de l'UPS en courant alternatif (AC) pour alimenter tous les appareils connectés.

Comment l'UPS fournit une alimentation de secours

L'UPS s'appuie sur deux mécanismes pour fournir de l'électricité en cas d'urgence :

Stockage de la batterie

Pour fournir une alimentation de secours, l'UPS stocke l'électricité provenant de la prise murale dans sa batterie. Chaque UPS possède un batterie interne évaluée en ampères-heures (Ah). La capacité de la batterie détermine la quantité d'énergie que l'UPS peut stocker.

Une alimentation sans coupure (UPS) avec une batterie interne d'une capacité de 100Ah peut fournir jusqu'à 1 200Wh d'énergie. Plus la capacité de la batterie est élevée, plus l'UPS peut fournir d'énergie lors d'une coupure de courant.

Conversion d'énergie

L'onduleur possède un inverseur qui convertit le courant continu stocké dans la batterie en courant alternatif. L'inverseur régule la tension de sortie et veille à ce qu'elle reste stable même si la batterie produit une tension fluctuante.

De plus, l'onduleur maintient la fréquence de sortie pour garantir que les appareils connectés consomment une électricité propre avec des ondes sinusoïdales parfaites. Cela rend un onduleur idéal pour alimenter des appareils sensibles comme les smartphones et les téléviseurs.

Types de systèmes d'onduleurs

Si vous cherchez un onduleur pour fournir une alimentation de secours lors d'une coupure de courant, vous avez le choix entre trois types de systèmes d'onduleurs :

Onduleur en veille

Un système d'onduleur en veille est le plus basique. Les appareils électroniques connectés à cet onduleur subiront une brève interruption de courant lors du passage à l'alimentation par batterie. En conditions normales, l'onduleur offre une protection contre les surtensions.

Onduleur interactif en ligne

Ce type d'onduleur fournit une alimentation de secours et régule la tension de sortie grâce à son autotransformateur. Il protège également vos appareils contre les surtensions. Cependant, il subit une brève interruption de courant lors du passage à l'alimentation par batterie.

Onduleur en ligne

Bien qu'il soit coûteux et consomme plus d'énergie, un onduleur en ligne bascule sans interruption vers l'alimentation de secours, ce qui le rend idéal pour alimenter des serveurs et du matériel médical en cas d'urgence.

Facteurs influençant l'autonomie de l'onduleur

La taille de la batterie de l'onduleur et le nombre d'appareils connectés influencent l'autonomie de l'onduleur.

Capacité de la batterie

La capacité de la batterie correspond à la quantité d'énergie électrique qu'une batterie peut stocker. Chaque onduleur possède une batterie interne avec une capacité spécifique.

Capacité en ampères-heures

La capacité de la batterie se mesure en ampères-heures (Ah). Un onduleur avec une batterie de 100 Ah peut fournir 100 ampères pendant 1 heure ou 20 ampères pendant 5 heures.

Tension

La tension (V) détermine la puissance de l'onduleur pour alimenter les appareils électroniques. Un onduleur avec une tension de sortie plus élevée peut fournir plus de puissance électrique pour supporter plus d'appareils pendant des périodes prolongées. 

Charge électrique

Le nombre d'appareils électroniques connectés à l'onduleur affecte son autonomie. Plus vous connectez d'appareils, plus l'autonomie est courte.

Puissance des appareils connectés

Un watt est la puissance électrique consommée par un appareil connecté. Vous additionnerez les watts des appareils connectés pour trouver la puissance totale en watts des appareils connectés. Plus il y a d'appareils, plus la consommation d'énergie augmente et plus l'autonomie diminue.

Variabilité de la consommation d'énergie

Si les appareils connectés tirent de l'énergie de l'onduleur de manière constante dans le temps, le Autonomie de l'onduleur (UPS) est facile à prévoir. Cependant, certains appareils électroniques consomment plus d'énergie à certains moments, comme au démarrage ou lors du chargement de certaines applications. Ces appareils réduiront l'autonomie de l'onduleur.

Âge de la batterie de l'onduleur

Avec le temps, la batterie de votre onduleur se dégrade, surtout à chaque cycle complet de charge. La batterie retient alors moins d'énergie. Vous pouvez vous attendre à ce que votre batterie retienne moins d'énergie trois ans après avoir utilisé votre onduleur comme source d'alimentation de secours.

Dégradation au fil du temps

La batterie de l'onduleur doit se charger et fournir l'énergie stockée en cas d'urgence. Des réactions chimiques ont lieu lors de la charge et de la décharge de la batterie. Ces réactions usent certains composants internes de la batterie, ce qui la rend plus faible avec le temps.

Entretien et remplacement

La dégradation de la batterie est la principale cause de la baisse de puissance de l'onduleur au fil du temps. L'entretien et le remplacement de la batterie peuvent restaurer les performances de l'onduleur. L'entretien consiste à vérifier la corrosion et les connexions desserrées et à réparer ces problèmes.

En même temps, l'entretien de la batterie peut réparer les fuites d'électrolyte. Si la batterie est trop usée pour être réparée, le remplacement par une nouvelle batterie peut restaurer les performances de votre onduleur.

Estimation de l'autonomie de l'onduleur

Vous pouvez estimer l'autonomie d'un onduleur en lisant les informations fournies par le fabricant. Pour obtenir un résultat plus précis, vous pouvez également effectuer un test de charge. 

Spécifications du fabricant

Le fabricant de l'onduleur indique généralement des informations sur l'appareil pour vous aider à déterminer combien de temps l'onduleur fonctionnera en cas de coupure de courant :

• Capacité de la batterie
• Tension de sortie de l'onduleur
• Capacité de charge
• Efficacité énergétique

Test de charge

Vous pouvez aussi réaliser un test de charge pour déterminer l'autonomie de l'onduleur. Un appareil de banc de charge vous aidera à effectuer ce test. Le banc de charge puisera de l'énergie dans le système d'onduleur, et vous pourrez surveiller le taux de décharge de la batterie ainsi que la tension de sortie.

Calcul de l'autonomie en fonction de la charge

Vous pouvez également effectuer des calculs pour estimer l'autonomie de l'onduleur. Une bonne formule est très utile pour estimer l'autonomie d'un onduleur.

Formule d'estimation

Certains onduleurs évaluent la capacité de leur batterie en watt-heures. Si la capacité de la batterie de votre onduleur est indiquée en ampères-heures (Ah), convertissez-la en Wh. Les ampères-heures correspondent à la charge contenue dans la batterie, tandis que les watt-heures correspondent à la puissance délivrée.

Additionnez la puissance de tous les appareils connectés à votre système d'onduleur. Ensuite, divisez la capacité en watt-heures (Wh) de l'onduleur par la puissance totale des appareils pour obtenir l'autonomie en heures.

Exemples de scénarios

Par exemple, si la batterie de votre onduleur est évaluée à 1 200 Wh et que vous avez connecté des appareils totalisant une puissance de 600 watts, vous divisez 1 200 par 600, et vous obtenez l'autonomie en heures.

1 200 Wh ⁄ 600 Wh = 2 heures.

Vous pouvez multiplier la capacité de charge de la batterie en ampères-heures (Ah) par la tension de la batterie (V) pour obtenir la puissance en watt-heures. Par exemple, une batterie de 100 Ah avec une sortie de 12 V a une puissance de batterie de 1 200 watt-heures.

Autonomie prévue dans des situations pratiques

L'autonomie d'un UPS dépend des appareils ou équipements électroniques que vous souhaitez alimenter dans votre bureau à domicile ou établissement commercial.

Bureau à domicile

Un bureau à domicile comprend des appareils essentiels comme des ordinateurs, des routeurs internet, des imprimantes et des scanners. Les appareils d'un bureau à domicile typique consomment au maximum 200 watts. Si ces appareils sont connectés à un UPS de 1 200 watts, ils peuvent être alimentés pendant 20 heures sans alimentation principale.

Centre de données

Les serveurs, les commutateurs réseau et les routeurs sont les principaux appareils nécessitant de l'énergie. Ces appareils peuvent consommer 2 500 watts. Par conséquent, un système UPS plus puissant est nécessaire pour maintenir le centre de données opérationnel.

Entretien approprié de l'UPS

Entretenir un UPS prolonge la durée de vie de la batterie et améliore les performances de l'UPS. Vous entretiendrez votre UPS en effectuant les actions suivantes :

Tests réguliers

Vous effectuerez des tests réguliers lors de coupures de courant simulées pour vérifier si l'UPS bascule sur l'alimentation par batterie comme prévu.

Programme de remplacement de la batterie

En cas de problème avec la commutation de l'alimentation de secours, vous programmerez un entretien ou un remplacement de la batterie de l'UPS. Un technicien enlèvera la poussière et la rouille à l'intérieur des composants de l'UPS.

Éviter la surcharge

Surcharger un système UPS provoque une surchauffe car les composants travaillent plus dur pour répondre à la demande d'alimentation. Cependant, la chaleur accélère l'usure et la défaillance des batteries. Éviter la surcharge prolongera la durée de vie de l'UPS.

Utilisation de batteries externes

Les batteries externes peuvent compléter l'alimentation de secours de l'UPS et prolonger l'autonomie des appareils critiques. L'énergie supplémentaire fournie par la batterie externe réduit la charge sur le système UPS, prolongeant ainsi l'autonomie de la batterie de l'UPS.

Conclusion

Un UPS est un élément critique alimentation de secours appareil dont tout bureau à domicile ou entreprise a besoin pour maintenir les opérations normales en cas de coupure de courant. Cependant, l'UPS ne peut fournir de l'énergie que pendant une durée limitée. Compléter l'alimentation UPS avec des batteries externes peut prolonger l'autonomie des appareils critiques comme les serveurs.

Vous souhaitez éviter de surcharger l'onduleur (UPS) pour protéger l'appareil contre la surchauffe et les dommages imminents. Vous devez également soumettre votre système UPS à un entretien et à des réparations fréquents pour garantir des performances optimales lors des coupures de courant.