Cómo calcular la autonomía de un UPS industrial

Paso a paso

1. Defina el tiempo requerido

   Si hay planta de emergencia, la autonomía cubre su arranque con margen para un reintento; si no hay, cubre un apagado ordenado de los procesos.

2. Mida la carga real en kW

   Use la carga medida en el UPS, no su capacidad de placa. Las baterías se dimensionan con los kW que realmente alimentarán.

3. Calcule la potencia en baterías

   Divida la carga entre la eficiencia del inversor en modo baterías. Esa es la potencia que debe salir del banco.

4. Aplique factores de corrección

   Multiplique por un factor de envejecimiento para que el banco cumpla al final de su vida, y corrija por temperatura si el cuarto opera fuera de la referencia.

5. Seleccione en las tablas del fabricante

   Divida la potencia corregida entre el número de celdas y busque el modelo que entrega esos watts por celda durante el tiempo requerido al voltaje final del UPS.

En detalle

La autonomía de un UPS es el tiempo que su banco de baterías puede sostener la carga sin red. En industria normalmente se diseña en minutos: el UPS cubre el intervalo hasta que la planta de emergencia toma la carga, o el tiempo para detener los procesos de forma segura.

El primer error es calcular con la capacidad del UPS en lugar de la carga real. Un UPS de 120 kVA con 60 kW de carga tiene una autonomía muy distinta a la que indica su catálogo a plena carga. El segundo es suponer que la autonomía es proporcional a la carga: no lo es. Las baterías de plomo entregan menos energía cuanto más rápido se descargan, así que a la mitad de la carga la autonomía puede ser más del doble. Por eso se usan las tablas de descarga del fabricante, no una simple división de energía entre potencia.

El tercer error es dimensionar para el banco nuevo. Las baterías pierden capacidad con los años y el banco se considera al final de su vida cuando ya no entrega la capacidad de diseño. En baterías de plomo es práctica común aplicar un factor de envejecimiento de 1.25, de modo que el banco cumpla la autonomía también al final de su vida. La temperatura también importa: un cuarto frío reduce la capacidad disponible y uno caliente acorta la vida de las baterías VRLA.

Ejemplo ilustrativo. Un UPS alimenta 80 kW de carga crítica y debe sostenerla 10 minutos. Con una eficiencia del inversor de 95 %, las baterías deben entregar 80 entre 0.95, unos 84 kW. Con un factor de envejecimiento de 1.25, el banco se dimensiona para unos 105 kW. Si el UPS usa 40 baterías de 12 V, es decir, 240 celdas, cada celda debe entregar unos 440 W durante 10 minutos hasta el voltaje final que fija el UPS, por ejemplo 1.67 V por celda. Con ese dato se busca en la tabla del fabricante el modelo que lo cumple; si ninguno alcanza en una sola cadena, se usan dos cadenas en paralelo de unos 220 W por celda cada una. Como referencia, la energía que sale del banco en ese evento es de unos 14 kWh.

Si el banco es de litio, el procedimiento es el mismo, con los datos de descarga y los límites de su sistema de gestión. Las opciones se revisan en UPS industriales y bancos de baterías industriales.