Stel je voor dat je ijverig aan een belangrijk rapport werkt, wanneer plotseling de lichten uitgaan en je computerscherm zwart wordt. Dergelijke onverwachte stroomuitval onderbreekt niet alleen het werk, maar kan ook gegevensverlies veroorzaken. Hier komt een ononderbroken stroomvoorziening (UPS) van cruciaal belang. Maar hoe lang kan een UPS eigenlijk meegaan? Welke factoren beïnvloeden de runtime? Dit artikel onderzoekt de functionaliteit van UPS, onderzoekt de belangrijkste factoren die de back-upduur beïnvloeden en biedt praktische schattingsmethoden.

Een ononderbroken stroomvoorziening (UPS) biedt onmiddellijke back-upstroom tijdens stroomuitval. Het voorkomt gegevensverlies en beschermt gevoelige elektronische apparatuur tegen spanningsschommelingen en stroompieken. De kernfunctie van een UPS is het in stand houden van de werking van kritieke apparatuur tijdens uitval, waardoor gebruikers waardevolle tijd hebben om gegevens veilig op te slaan en systemen af te sluiten.

Een typisch UPS-systeem bestaat uit drie hoofdonderdelen die samenwerken om een stabiele en betrouwbare stroomvoorziening te garanderen:

Aangesloten op een stopcontact zet de UPS wisselstroom (AC) om in gelijkstroom (DC) en slaat stroom op in de batterij. Tijdens stroomuitval geeft de batterij onmiddellijk opgeslagen energie vrij om aangesloten apparaten van stroom te voorzien. De batterijcapaciteit bepaalt direct de runtime van de UPS.

Dit cruciale onderdeel zet de DC-stroom van de batterij om in de AC-stroom die nodig is voor elektronische apparaten. Naast spanningsconversie beschermt de omvormer apparatuur tegen stroompieken en -pieken.

De lader zet AC-stroom van stopcontacten om in DC-stroom voor het opladen van de UPS-batterij. Veel UPS-systemen gebruiken lithium-ionbatterijen die alleen DC-stroom opslaan. Hoewel beide stroomconversie omvatten, dienen laders en omvormers verschillende doelen: laders zetten AC om in DC voor opslag, terwijl omvormers opgeslagen DC terug omzetten in AC voor de werking van apparaten.

UPS-systemen leveren back-upstroom via twee primaire mechanismen:

Elke UPS bevat een interne batterij met een capaciteit in ampère-uur (Ah), die bepaalt hoeveel energie deze kan opslaan. Een 100Ah UPS-batterij kan bijvoorbeeld tot 1200 wattuur (Wh) aan energie leveren. Grotere batterijcapaciteiten maken langere back-upduur mogelijk.

De ingebouwde omvormer regelt de uitgangsspanning om een stabiele stroomvoorziening te garanderen, ondanks spanningsschommelingen in de batterij. Het handhaaft de juiste uitgangsfrequentie en levert zuivere sinusgolfstroom, ideaal voor gevoelige elektronica zoals smartphones en televisies.

Er zijn drie primaire UPS-typen beschikbaar:

De meest basale type, stand-by UPS biedt overspanningsbeveiliging tijdens normale werking. Wanneer de stroom uitvalt, ervaren aangesloten apparaten een korte onderbreking tijdens de overschakeling naar batterijvoeding.

Dit systeem biedt spanningsregeling via een autotransformator, samen met overspanningsbeveiliging. Net als stand-by UPS ervaart het een kortstondige stroomonderbreking bij het overschakelen naar de batterijmodus.

De meest geavanceerde en dure optie, online UPS, biedt een naadloze overgang naar back-upstroom zonder onderbreking, waardoor het ideaal is voor servers en medische apparatuur.

Verschillende belangrijke elementen beïnvloeden de back-upduur van de UPS:

• Batterijcapaciteit: Gemeten in ampère-uur (Ah), bepaalt de totale opgeslagen energie
• Spanningsuitgang: Hogere spanning ondersteunt meer apparaten voor langere periodes
• Stroombelasting: Het aantal en het wattage van aangesloten apparaten
• Stroomverbruikpatronen: Apparaten met fluctuerende stroombehoefte (zoals opstartpieken) verminderen de runtime
• Levensduur van de batterij: Degradatie in de loop van de tijd en oplaadcycli vermindert de capaciteit

UPS-batterijen worden in de loop van de tijd zwakker als gevolg van chemische reacties tijdens het opladen en ontladen. Regelmatig onderhoud, waaronder corrosiecontroles en reparaties van losse verbindingen, kan de levensduur van de batterij verlengen. Wanneer batterijen niet meer te repareren zijn, herstelt vervanging de prestaties van de UPS.

Verschillende methoden helpen bij het bepalen van de potentiële back-upduur:

UPS-fabrikanten verstrekken doorgaans informatie over de batterijcapaciteit, de spanningsuitgang, de belastingscapaciteit en de stroom-efficiëntie om de runtime te schatten.

Het gebruik van belastingsbankapparatuur om de stroomafname te simuleren, maakt het mogelijk om de ontlaadsnelheid van de batterij en de spanningsuitgang onder verschillende omstandigheden te bewaken.

Zet de ampère-uur (Ah)-waarde van de batterij om in wattuur (Wh) door te vermenigvuldigen met de spanning. Deel het totale wattage van de aangesloten apparaten door de Wh-waarde van de UPS om het aantal bedrijfsuren te schatten.

Voorbeeld: Een 1200Wh UPS die 600W aan apparatuur van stroom voorziet, zou ongeveer 2 uur runtime bieden (1200 ÷ 600 = 2).

Een typisch thuiskantoor met computers, routers en printers (minder dan 200W in totaal) aangesloten op een 1200Wh UPS zou ongeveer 6 uur kunnen werken tijdens een stroomstoring.

Servers en netwerkapparatuur die 2500W verbruiken, zouden aanzienlijk krachtigere UPS-systemen vereisen om de werking tijdens stroomonderbrekingen te handhaven.

Effectieve UPS-onderhoudspraktijken omvatten:

• Regelmatige tests onder gesimuleerde uitvalomstandigheden
• Geplande batterijvervangingsprogramma's
• Het vermijden van overbelasting van het systeem om oververhitting te voorkomen
• Het gebruik van externe batterijpakketten om de runtime voor kritieke apparatuur te verlengen

UPS-systemen dienen als essentiële back-upstroomoplossingen voor woningen en bedrijven en leveren tijdelijke elektriciteit tijdens uitval. Inzicht in de batterijcapaciteit, de stroombehoefte en het juiste onderhoud maakt optimale UPS-prestaties mogelijk wanneer dit het meest nodig is. Hoewel de runtime varieert op basis van aangesloten apparatuur en de batterijconditie, zorgen de juiste berekeningsmethoden en systeemzorg voor betrouwbare bescherming tegen stroomonderbrekingen.