La autonomía de un UPS es crítica para la continuidad operativa en entornos industriales, TI y telecomunicaciones. Calcularla correctamente según IEEE e IEC es esencial para la protección de cargas críticas.
Este artículo explica cómo calcular la autonomía de un UPS según la carga conectada, siguiendo normativas IEEE e IEC. Encontrarás fórmulas, tablas, ejemplos y una calculadora IA.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de autonomía de UPS según carga conectada – IEEE, IEC
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- ¿Cuál es la autonomía de un UPS de 3000 VA con una carga de 1800 W y baterías de 24 Ah?
- Calcular el tiempo de respaldo para un UPS de 10 kVA, carga de 7 kW, baterías de 40 Ah, 192 V.
- ¿Cuánto tiempo soporta un UPS de 1500 VA, carga de 900 W, baterías de 18 Ah, 48 V?
- Si tengo un UPS de 6 kVA, carga de 4 kW, baterías de 65 Ah, 240 V, ¿cuál es la autonomía?
Tabla de valores comunes para la Calculadora de autonomía de UPS según carga conectada – IEEE, IEC
| Capacidad UPS (VA) | Carga Conectada (W) | Voltaje Banco de Baterías (V) | Capacidad Batería (Ah) | Autonomía Estimada (min) | Autonomía Estimada (h) | Norma Aplicada |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1000 | 600 | 24 | 18 | 32 | 0.53 | IEEE 1679 |
| 1500 | 900 | 48 | 18 | 28 | 0.47 | IEC 62040-3 |
| 2000 | 1200 | 48 | 24 | 38 | 0.63 | IEEE 485 |
| 3000 | 1800 | 72 | 24 | 36 | 0.60 | IEC 62040-1 |
| 6000 | 4000 | 192 | 40 | 30 | 0.50 | IEEE 1679 |
| 10000 | 7000 | 192 | 65 | 40 | 0.67 | IEC 62040-3 |
| 20000 | 14000 | 384 | 100 | 45 | 0.75 | IEEE 485 |
| 30000 | 21000 | 384 | 150 | 60 | 1.00 | IEC 62040-1 |
| 40000 | 28000 | 480 | 200 | 50 | 0.83 | IEEE 1679 |
| 50000 | 35000 | 480 | 250 | 70 | 1.17 | IEC 62040-3 |
La tabla anterior muestra valores típicos de autonomía para diferentes configuraciones de UPS, carga conectada y banco de baterías, siguiendo las normativas IEEE e IEC. Estos valores son aproximados y pueden variar según la eficiencia del UPS, la temperatura ambiente y el estado de las baterías.
Fórmulas para la Calculadora de autonomía de UPS según carga conectada – IEEE, IEC
El cálculo de la autonomía de un UPS se basa en la energía almacenada en el banco de baterías y la potencia consumida por la carga conectada. Las normativas IEEE 485, IEEE 1679 e IEC 62040-3 establecen los métodos de cálculo y los factores de corrección.
Autonomía (h) = (Capacidad de batería (Ah) × Voltaje banco de baterías (V) × Eficiencia UPS) / (Potencia de carga (W))
- Capacidad de batería (Ah): Amperios-hora totales del banco de baterías. Valores comunes: 18, 24, 40, 65, 100, 150, 200, 250 Ah.
- Voltaje banco de baterías (V): Suma de los voltajes de las baterías conectadas en serie. Valores típicos: 24, 48, 72, 96, 120, 192, 240, 384, 480 V.
- Eficiencia UPS: Relación entre la energía entregada a la carga y la energía extraída de las baterías. Suele estar entre 0.85 y 0.95.
- Potencia de carga (W): Suma de la potencia real consumida por los equipos conectados al UPS.
Para obtener la autonomía en minutos, multiplica el resultado por 60.
Capacidad total (Ah) = Capacidad de una batería (Ah) × Número de cadenas en paralelo
- Si tienes varias cadenas de baterías en paralelo, suma la capacidad de cada cadena.
La norma IEEE 485 recomienda considerar un factor de corrección por temperatura y envejecimiento de las baterías, generalmente entre 0.8 y 0.9.
Autonomía (h) = (Capacidad de batería (Ah) × Voltaje banco de baterías (V) × Eficiencia UPS × Factor de corrección) / (Potencia de carga (W))
- Factor de corrección: Considera temperatura, antigüedad y condiciones de descarga. Valores típicos: 0.8 a 0.9.
La IEC 62040-3 también sugiere considerar la eficiencia de conversión y la potencia aparente (VA) si la carga tiene bajo factor de potencia.
Potencia (W) = Potencia (VA) × Factor de potencia (cos φ)
- Factor de potencia: Suele ser 0.7 a 0.9 en cargas informáticas.
Ejemplos del mundo real de la Calculadora de autonomía de UPS según carga conectada – IEEE, IEC
Ejemplo 1: UPS para centro de datos mediano
Un centro de datos utiliza un UPS de 10 kVA (8000 W) con un banco de baterías de 192 V y 65 Ah. La carga conectada es de 7000 W. La eficiencia del UPS es 0.92 y el factor de corrección por temperatura es 0.85.
- Capacidad de batería: 65 Ah
- Voltaje banco de baterías: 192 V
- Eficiencia UPS: 0.92
- Potencia de carga: 7000 W
- Factor de corrección: 0.85
Aplicando la fórmula:
Autonomía (h) = (65 × 192 × 0.92 × 0.85) / 7000
Calculando:
- 65 × 192 = 12,480
- 12,480 × 0.92 = 11,481.6
- 11,481.6 × 0.85 = 9,759.36
- 9,759.36 / 7000 = 1.394 h
La autonomía estimada es de 1.39 horas (83.6 minutos).
Ejemplo 2: UPS para laboratorio de telecomunicaciones
Un laboratorio de telecomunicaciones tiene un UPS de 3 kVA (2400 W) con un banco de baterías de 72 V y 24 Ah. La carga conectada es de 1800 W. La eficiencia del UPS es 0.90 y el factor de corrección es 0.88.
- Capacidad de batería: 24 Ah
- Voltaje banco de baterías: 72 V
- Eficiencia UPS: 0.90
- Potencia de carga: 1800 W
- Factor de corrección: 0.88
Aplicando la fórmula:
Autonomía (h) = (24 × 72 × 0.90 × 0.88) / 1800
- 24 × 72 = 1,728
- 1,728 × 0.90 = 1,555.2
- 1,555.2 × 0.88 = 1,368.576
- 1,368.576 / 1800 = 0.76 h
La autonomía estimada es de 0.76 horas (45.6 minutos).
Variables y consideraciones adicionales según IEEE e IEC
- Temperatura ambiente: La capacidad de las baterías disminuye a temperaturas inferiores a 25°C. IEEE 485 recomienda ajustar la capacidad en un 80% a 20°C.
- Envejecimiento de baterías: Las baterías pierden capacidad con el tiempo. Se recomienda sobredimensionar el banco de baterías en un 20-25% para compensar.
- Tipo de batería: Las baterías VRLA, AGM y de plomo-ácido tienen diferentes curvas de descarga. IEEE 1679 y IEC 60896-21/22 especifican los métodos de prueba.
- Perfil de carga: Cargas no lineales o con alto arranque pueden requerir un UPS sobredimensionado.
- Descarga profunda: No se recomienda descargar las baterías por debajo del 20% de su capacidad nominal.
Para más información técnica y normativa, consulta los siguientes recursos:
- IEEE 485-2020 – IEEE Recommended Practice for Sizing Lead-Acid Batteries for Stationary Applications
- IEC 62040-3:2011 – Uninterruptible power systems (UPS) – Part 3: Method of specifying the performance and test requirements
- APC by Schneider Electric – How to calculate UPS runtime
Recomendaciones para el dimensionamiento óptimo de la autonomía de UPS
- Realiza un inventario detallado de la carga crítica y su potencia real (W).
- Considera el crecimiento futuro de la carga y sobredimensiona el UPS y el banco de baterías.
- Aplica los factores de corrección recomendados por IEEE e IEC para temperatura y envejecimiento.
- Verifica la eficiencia real del UPS en el rango de carga esperado.
- Utiliza bancos de baterías modulares para facilitar el mantenimiento y la expansión.
- Implementa monitoreo remoto del estado de las baterías y la autonomía disponible.
El cálculo preciso de la autonomía de un UPS según la carga conectada, bajo normativas IEEE e IEC, es fundamental para garantizar la continuidad operativa y la protección de equipos críticos. Utiliza las fórmulas, tablas y herramientas presentadas para dimensionar correctamente tu sistema de respaldo.