Mesurée en « watts », la capacité de charge de l’onduleur est un facteur important à prendre en compte lors du choix d’un UPS (alimentation sans coupure). Il détermine le nombre d'appareils électroniques que le système UPS peut prendre en charge. Cet article vous expliquera comment choisir le bon UPS avec la capacité de charge UPS requise au cours des quatre étapes suivantes.

Clarifier les unités de mesure de l'onduleur
Les systèmes UPS sont évalués soit en kilowatts (kW), soit en kilovoltampères (kVA). Par exemple, dans un circuit à courant continu (CC), watts = volts x ampères. Autrement dit, 1 kW = 1 kVA.

Cependant, ils ne sont pas égaux lorsque le système d’alimentation sans coupure utilise du courant alternatif (courant alternatif). Normalement, le courant alternatif alimente les bâtiments et les équipements de manière plus efficace. Par conséquent, les centres de données utilisent généralement des alimentations AC UPS. Cependant, lorsqu'il heurte le transformateur de l'appareil, le courant alternatif présente des caractéristiques réactives, ce qui réduit la puissance disponible (watts) en puissance apparente (voltampères). Par conséquent, dans les circuits CA, watts = volts x ampères x facteur de puissance. Les facteurs de puissance diffèrent les uns des autres selon les scénarios. Par exemple, les grands systèmes UPS sont conçus sur la base d'un facteur de puissance de 0,8, ce qui signifie qu'un UPS de 100 kVA ne peut prendre en charge que 80 kW de puissance réelle.
La réactance réduit la puissance utilisable (watts) disponible à partir de la puissance apparente (voltampères). Le rapport de ces deux nombres est appelé facteur de puissance (PF). Par conséquent, la formule de puissance réelle pour les circuits CA est la suivante : watts = volts x ampères x facteur de puissance. Malheureusement, le PF est rarement indiqué pour la plupart des équipements, mais il s'agit toujours d'un nombre de 1,0 ou moins, et la seule chose avec un PF de 1,0 est une ampoule.

Calculer la charge maximale de l'onduleur

La charge est la quantité combinée d’énergie que consommeront les appareils électriques. Pour calculer la charge, il faut dresser une liste d’équipements, qui comprend le nombre total de watts dont chaque équipement a besoin pour fonctionner correctement. Par exemple, si
vous souhaitez faire fonctionner simultanément un PC de 120 W, un routeur VPN de 30 W, un serveur de 960 W, deux commutateurs réseau de 280 W et un périphérique de stockage de 480 W, la charge totale requise est de 2 150 W.

Estimer la capacité de charge requise de l'onduleur

Affecté par les facteurs de puissance, l'onduleur fonctionne généralement à environ 80 % de sa capacité nominale réelle puisque le PF général est de 0,8. C'est-à-dire qu'on ne fait fonctionner le système d'alimentation sans interruption qu'à environ 80 % de la capacité pour supporter la charge calculée. Par exemple, si la capacité/charge totale requise est de 200 W, il est préférable de choisir un onduleur d'une capacité d'environ 250 W (250 W x 0,8 = 200 W).

Données de la plaque signalétique des systèmes UPS
Le plus gros problème lors de la détermination du dimensionnement des unités UPS est de déterminer leur charge réelle. De nombreux fabricants de matériel informatique fournissent encore des données de puissance inadéquates ou trompeuses sur leurs équipements. Ceux-ci ont tendance à donner des informations assez précises s’ils
sont utilisés correctement. Mais aucun outil ne peut vous donner une estimation précise de la charge totale ; c'est à vous d'élaborer des chiffres réalistes.
Méfiez-vous de l'utilisation de la plaque signalétique. Il s’agit d’une évaluation de légalité qui donnera généralement une intensité voltampère beaucoup plus élevée que celle que l’unité pourra jamais consommer. Par exemple, considérons une unité avec une plaque signalétique indiquant 90 à 240 volts à 4 à 8 ampères avec une alimentation de 500 W. Lors de la lecture de la plaque signalétique, les chiffres sont à l'envers. L’ampérage le plus élevé correspond à la tension la plus faible. Si vous supposez une tension nominale de 120 volts à 8 ampères, vous obtenez 960 VA. Un PF de 0,95 produirait 912 W. Aucune alimentation n’est aussi inefficace, et une alimentation ne fonctionne presque jamais à pleine puissance.
Par conséquent, il est très peu probable que cet appareil consomme un jour plus de 500 W
de puissance, mais si vous voulez être vraiment conservateur, multipliez par 1,1 et calculez
550 W de puissance d'entrée.

Faut-il choisir directement un onduleur avec une capacité de charge estimée ?

On peut penser qu'il est possible de choisir un onduleur directement en fonction de la capacité de charge estimée de l'onduleur. En fait, il n'est pas recommandé de sélectionner l'onduleur correspondant uniquement sur la base de la capacité de charge estimée de l'onduleur. Outre la capacité estimée de l'onduleur, deux facteurs principaux, la marge de manœuvre et la durée de fonctionnement de l'onduleur, doivent être pris en compte.

Marge de manœuvre

Il n'y aurait aucune marge de manœuvre si l'on achetait un UPS de 1 kVA avec une capacité UPS de 900 W (PF = 0,9) pour prendre en charge une charge calculée de 900 W. Dans de telles circonstances, l’ensemble du système fonctionnerait à 100 % de sa capacité. En fait, quelle que soit la façon dont les valeurs nominales PF sont indiquées (même si le PF est de 1), un onduleur de 100 kVA ne prendra jamais en charge une charge réelle complète de 100 kW dans le monde réel du centre de données. Il ne fonctionnera pas à 100 % de sa capacité.
Étant donné que les grands systèmes UPS sont triphasés, prenons ici comme exemple un UPS de 100 kVA dans un système triphasé avec une puissance de 0,9 PF (capacité de 90 kW). Comme le montre le tableau ci-dessous, si la phase A est chargée à 95 %, la phase B à 60 % et la phase C à
seulement 25 %, l'onduleur aura toujours 40 kVA, ou 36 kW, inutilisés. Par conséquent, si la charge réelle requise est de 90 kW (100 kVA), un UPS de 90 kW (100 kVA) n'est pas recommandé car il n'offre qu'une charge réelle de 54 kW (60 kVA). Si l’on a besoin d’une charge complète de 900 W, il serait sage d’acquérir un système de 2 kVA pour le faire fonctionner à 50 % de sa capacité de charge.

Durée d'exécution de l'onduleur

La capacité de charge réelle de l'UPS requise peut également être affectée par la durée d'exécution de l'UPS dans les situations où plus de temps pour le fonctionnement des appareils est nécessaire. Par exemple, si les appareils à connecter se trouvent à des étages différents ou dans des emplacements hors site, l'onduleur doit offrir plus de temps pour faire fonctionner les appareils. Sinon, toute panne causée par une indisponibilité du réseau peut entraîner des pertes incommensurables. Normalement, la durée d'exécution sera plus longue si la capacité de charge réelle de l'onduleur est bien supérieure à la charge requise. Imaginez si un UPS de 1 kVA/900 W offre 11 minutes d'autonomie à 100 % de charge (900 W), on pourrait utiliser un UPS de 2 kVA/1 800 W du même fabricant fonctionnant à 50 % de charge (900 W) pour obtenir 24 minutes d'autonomie.