UPSのバッテリーについて

質問

会社で1.5kVAのUPSを購入しました。
この取扱説明書には、
負荷容量が９００Ｗのときのバッテリーバックアップ時間が１０分間とあります。
バッテリーの容量は
５Ah×６セル/組×５組＝１５０Ah・セルと書いています。
（この最後の「・セル」の意味もよくわかりません）
これらの数値からバックアップ時間１０分というのはどのように計算されているのでしょうか…？
自分なりに計算しても全然違った答えがでてしまいます。

負荷が９００Ｗということは、１００Ｖで９Ａの電流が流れるわけだから、
１時間に９Ａの電流が必要？（ここが間違っている気がします）
ということは、バッテリー容量が１５０Ａｈ（１時間に１５０Ａ取り出せる、１時間に１５Ａずつなら１０時間持つ…？）
なのだから１時間に９Ａなら、１６．７時間くらい持ちそうな気がするんですが…。

何か根本的に間違っている気がします。

どなたか教えてください。お願いします。

回答No.8

outerlimit · ベストアンサー

＞12V・25AH(5AH×5組)　か　60V(12V×5組)・5AH　になりそうな・・・・

その通りです、計算間違いです

＞力率等を考えると９００Ｗ供給するのに１．３ｋＷ程度必要

力率と効率は全く異なることです
出力900Wを供給するには、変換器の効率を考えると1300W程度の入力が必要になる　との意味です

交流で900Wは単純な抵抗負荷以外は　1～1.2KVAの皮相電力になります（ここに力率が関係してきます)

＞通常使用というのは、どのくらいの負荷の場合通常と言うのでしょうか？

5AHのバッテリの場合　0.5Aです(通常、容量AHは10時間の放電の際の容量です）

UPSはバッテリにとって壊れる寸前くらいの過負荷放電を要求します、ですから、通常使用では数百回の充放電が可能なバッテリでも、十数回の過負荷放電で、その過負荷に耐えられなくなってしまいます（無負荷に近い場合は動作しますが、少し負荷がかかるとバッテリが電力を供給できず停止します)
このあたりの具体的なことはメーカの設計によります
安いものは過負荷率が高い傾向があります
（この質問を通じてお判りになったことと思いますが、一般ユーザはカタログ値と価格しか見ません、その電力供給にどの位の余力があるかなど関心を持ちません)

バックアップ時間はカタログ値の半分程度、もしくは2/3程度の負荷でバックアップ時の処理を設計しておかないと、停電の被害を蒙ります

回答No.7

shintaro-2

#5です

＞バッテリ出力がmax３００Wｈ なので、

　２Vで150Ahだから掛けただけです。

＞効率８０％として、240Wh以下
　９００Wなら20分と、宣わってほしいところですね。

　240/900＝0.267hなので、
　よくて16分ですね。　20分は無理でした。

　余裕を見て10分と言っても不思議はないです。

補足

ありがとうございます。
なるほどなるほど、これは単純でわかりやすいですね。
2V・150AHで300Wh　12V・25AHで300Wh　60V・5AHで300Wh
納得です。

効率というのは力率と考えていいでしょうか？

回答No.6

outerlimit

#3です

市販のUPSでは　2V・5AHｘ6セル　が一体型になっている物だと思います
それが5組ですから、12V　25AH　か　72V　5AHになります　搭載されているバッテリは5個
(前の回答はバッテリ容量が大きいほうを想定しましたが、UPSの大きさからみて、今回の方が実態に近いと思います）

900Wを供給するためには、バッテリから1.3KW程度供給する必要があります

12Vならば100A以上、72Vでも20A近い放電電流です
通常使用の数倍の過負荷放電ですから、放電可能時間は1/20～1/50程度になります
ですので　900W10分間は最初の1・2回のUPS動作時の事で、何回か動作すると使用可能時間は1/2～1/3になります

数回動作するとバッテリが過負荷使用に耐えられなくなり、負荷をかけたとたんに動作停止してしまうことになります

寿命の件は、繰り返し使用時のバッテリ交換が必要になる寿命です

1回の使用については、放電開始時の電圧は110％程度、電圧が85～90％に下がったときが放電終了です

＞72V25Ahというのは、72Vを25時間供給できる・・・・

AHの理解があいまいなことが、各回答への補足質問になっています

バッテリから供給できる電力には　バッテリの電圧が関係しますが
AHには　電圧は関係しません
10時間かけて一定電流で放電できる電流に放電時間を掛け算したものがAHです（AxH：電流x時間です)　10時間では無く　5時間で行う場合もあります

72V25AHのバッテリは　2.5Aの電流を10時間供給できることを意味します
（そのときの電圧は80～65V程度、放電とともに下がる）

なおバッテリの充放電は化学反応です

お礼

すみません一点気になるところがありました。
＞市販のUPSでは　2V・5AHｘ6セル　が一体型になっている物だと思います
それが5組ですから、12V　25AH　か　72V　5AHになります　

これの
＞12V　25AH　か　72V　5AH
この部分ですが、2V・5AH×6セルでは、12V・5AHになるのでしょうか？
これが5組だと、12V・25AH(5AH×5組)　か　60V(12V×5組)・5AH　になりそうな気がするんですが間違っていますでしょうか？

補足

ありがとうございます。

＞900Wを供給するためには、バッテリから1.3KW程度供給する必要があります
これは、力率等を考えると９００Ｗ供給するのに１．３ｋＷ程度必要ということでしょうか？

＞通常使用の数倍の過負荷放電ですから
通常使用というのは、どのくらいの負荷の場合通常と言うのでしょうか？
負荷が多いと放電可能時間がそんなに少なくなってしまうんですね。。。バッテリーとはそんなもんだと理解していいのでしょうか？

２．５Ａでは１０時間流せるが、電流が大きくなるに従って、それに反比例して流せる時間は計算よりも短くなるということですね。。。２５Ａでは１時間ももたないと…。

せっかく応えていただいたのに質問で返すようですみません。

回答No.5

shintaro-2

>５Ah×６セル/組×５組＝１５０Ah・セルと書いています。

１２V　5Ahのバッテリーが5組あり、
その数値をただ単に掛けただけです。
　1セル（２V）なら、１５０Ah,　6セル（12V）なら25Ahの出力となります。
　多分、１２V出力をDC-ACコンバータでAC100Vにするのでしょう。
　バッテリ出力がmax３００Wｈ なので、
　コンバータ出力も300Wh以下です。
　効率８０％として、240Wh以下
　９００Wなら20分と、宣わってほしいところですね。

補足

＞1セル（２V）なら、１５０Ah,　6セル（12V）なら25Ahの出力となります。
なるほど納得です。
12Vのバッテリーが5組だから、72Vの出力をDC-ACコンバータでAC100Vに変換するのですかね？
＞バッテリ出力がmax３００Wｈ なので、
これはどこでわかるのですか？

回答No.4

PC-GATE

1で書いた換算式はPOWERCOMの物です。
これは、安全率や変換効率を考慮した式であり「物理の数式」と言う訳にはいきません。だから、あなたのお使いのメーカーがPOWERCOM以外なら若干違う可能性が有ります。
UPSは大掛かりな物を除き、シールド鉛蓄電池がバッテリーとして使われます。
バッテリーは「直流電流」しか出力しませんし、12Vが一般なので電圧も足りません。これを変換器で「100V交流」に変換している訳です。
だから、変換時には必ず「変換ロス」も出るしバッテリーは劣化します。これらをある程度考慮して換算表が作成されています。

補足

メーカーは日立です。
出力は12Vなのか72Vなのか…。
また混乱してきました…

回答No.3

outerlimit

バッテリの電圧を全く考慮していませんから、推測は成立しません

1.5KVAを供給するには　AC100Vで15A必要です

ですから　電流容量の他にセルあたりの電圧が必要です

＞５Ah×６セル/組×５組＝１５０Ah・セルと書いています

この計算式では　1セルの電圧(多分12V）での容量です
５Ah×6セル/組　は12Vセル6個直列で72Vの意味かと思われます
ｘ５組　は　その72Ｖの組を5個並列接続でしょう
そうすると　72V25AHになります

電流を増やすほど供給できる時間は、比例分以上に短くなります
0.5Aならば10時間でも　5Aでは10～20分程度になります

72V25AHでは　2.5Aで10時間供給できますが、電力は180Wです
AC100Vに変換する場合は変換効率は80％程度でしょう

このバッテリでAC100V1.5KVAを供給するには　バッテリから2KW近い電力を供給しなければなりません、35A以上の電流を流す必要があります
放電するとバッテリの電圧が下がりますから、電流はさらに増えます

バッテリの寿命は容量が半分になったときとされていますから、

900W負荷で10分間は、余裕のある数値ではありません

お礼

ありがとうございます。
＞このバッテリでAC100V1.5KVAを供給するには　バッテリから2KW近い＞電力を供給しなければなりません、35A以上の電流を流す必要があり＞ます
この部分がよくわかりません。2KWという数字と35Aという数字はどこからでてきたのでしょうか？

補足

＞この計算式では　1セルの電圧(多分12V）での容量です
＞５Ah×6セル/組　は12Vセル6個直列で72Vの意味かと思われます
＞ｘ５組　は　その72Ｖの組を5個並列接続でしょう
＞そうすると　72V25AHになります
なるほど。バッテリーは12V直流ですものね、それをそもそも忘れていました。
12Vセルを6個直列で72Vはわかるのですが、それを5個並列だと25Ahというのはなぜでしょうか？
72V25Ahというのは、72Vを25時間供給できるという意味でよろしいでしょうか？

回答No.2

PC-GATE

補足

あくまでもPOWERCOMの仕様なので、あなたのマニュアルに書かれている「10分間」も嘘とは言えません(POWERCOMより優秀ですね・苦笑)
UPSのインバータの仕様も会社によって若干違う(常時給電インバータとか)ので、マニュアルの仕様を信じるしかないですね。
ひとつ忘れてましたが、セルとは
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%89%9B%E8%93%84%E9%9B%BB%E6%B1%A0
に書かれているように正極板と負極板のセットを指します。

補足

つまりセルというのはバッテリーのことを指すのでしょうか？
いくつかのセルが集まって、バッテリーを形成していると思っていましたが。。。その正負の極板のセットがあのケースの中に沢山つまっているのですか？

回答No.1

PC-GATE

私も個人でUPS(POWECOMのWOW-700U)を使ってるので、マニュアル見たら換算表がありました。
VA=0.5W A=50W
これで計算すると
150Aは7500W分の容量ですね。
1.5KVAは750W対応となっています。
つまり、750W×10分間＝7500Wで合っています。
その仕様の場合、900Wだと約8分です。

補足

>VA=0.5W A=50W
というのは、1VAが0.5Wに、1Aが50Wに相当するという
意味でとらえていいのでしょうか？
なるほど確かにその計算だとそうなりますね。
でもこの換算式はどうやって導き出したのでしょうか？