Dans un monde hyperconnecté comme le nôtre, une alimentation électrique sans interruption est essentielle au maintien des activités, à la protection des équipements critiques et à l'intégrité des données. Que ce soit pour un centre de données, un établissement de santé, une usine ou des bureaux, le choix d'un système d'alimentation sans interruption (ASI) adapté est une décision cruciale.

Un onduleur sous-dimensionné peut avoir du mal à alimenter les charges connectées, ce qui entraîne des surcharges et des pannes inattendues. À l'inverse, un onduleur surdimensionné peut engendrer des dépenses d'investissement inutiles, une baisse d'efficacité et un gaspillage d'espace.

Ce guide explique les facteurs clés à prendre en compte pour le dimensionnement d'un onduleur et aide les organisations à déterminer la capacité d'onduleur adaptée à leurs applications.

Pourquoi le dimensionnement des onduleurs est important

Un système d'alimentation sans coupure (UPS) est conçu pour fournir une alimentation de secours en cas de panne de courant et protéger les équipements sensibles contre les perturbations électriques telles que :

• fluctuations de tension
• Surtensions
• Variations de fréquence
• Pannes de courte durée

Un dimensionnement approprié de l'onduleur garantit :

• Protection fiable pour les équipements critiques
• efficacité opérationnelle maximale
• Performances optimales de la batterie
• coûts d'exploitation réduits
• Flexibilité pour une expansion future
• Fiabilité du système améliorée

Avant de choisir un système UPS, il est essentiel de comprendre vos besoins énergétiques actuels et futurs.

Étape 1 : Identifier les charges critiques et non critiques

La première étape du dimensionnement d'un système d'alimentation sans coupure (UPS) consiste à dresser un inventaire complet des équipements nécessitant une protection.

Il n'est pas nécessaire que toutes les charges électriques restent opérationnelles lors d'une panne de courant. La distinction entre les équipements critiques et non critiques permet d'optimiser la capacité et l'investissement liés à l'alimentation sans coupure.

Charges critiques

Les charges critiques sont des dispositifs qui doivent continuer à fonctionner pendant les coupures de courant, notamment :

• Serveurs et équipements réseau
• infrastructure de centre de données
• Équipement médical
• Systèmes de sécurité
• Équipement de télécommunications
• Systèmes de contrôle industriels

Charges non critiques

Ces charges peuvent être arrêtées en toute sécurité lors d'une panne de courant, par exemple :

• Éclairage général
• Imprimantes et photocopieurs
• Unités de climatisation (dans certaines applications)
• Équipement de bureau non essentiel

Conseil: En se concentrant uniquement sur les charges critiques, les entreprises peuvent éviter d'augmenter inutilement leurs besoins en capacité d'alimentation sans coupure.

Étape 2 : Calculer la puissance totale requise

Une fois toutes les charges critiques identifiées, calculez leur demande de puissance combinée.

Les spécifications des équipements fournissent généralement des informations telles que :

• Tension (V)
• Courant (A)
• Facteur de puissance (PF)
• Consommation électrique (watts)
• Puissance apparente (VA)

Étant donné que les systèmes UPS sont généralement évalués en VA ou kVA, il peut être nécessaire de convertir la puissance en watts en VA.

Formule de dimensionnement UPS

VA=\frac{W}{Facteur\ de puissance}​

Exemple de calcul

Charge d'équipement : 8 000 W
Facteur de puissance : 0,8

Capacité UPS requise :

10 000 VA (10 kVA)

Ajouter une marge de sécurité

Pour permettre une expansion future, les experts recommandent d'ajouter une marge de sécurité de 20 % à 25 %.

Exemple de planification de la croissance

Charge actuelle = 10 kVA

Capacité recommandée :

10 kVA × 1,25 = 12,5 kVA

Dans ce cas, sélectionner un Onduleur 15 kVA offrirait une marge de manœuvre suffisante pour la croissance future.

Étape 3 : Planifier l'expansion future

Les activités commerciales restent rarement statiques. Des serveurs, des périphériques réseau, des équipements de production ou une infrastructure informatique supplémentaires peuvent être ajoutés au fil du temps.

Lors du dimensionnement d'un système UPS, tenez compte des éléments suivants :

• Croissance planifiée de l'entreprise
• Capacité de rack supplémentaire
• Installations d'équipements futures
• Augmentation des exigences opérationnelles

Pourquoi il est important de se préparer pour l'avenir

Choisir un onduleur avec capacité d'extension est utile :

• Réduire les coûts de mise à niveau futurs
• Améliorer l'évolutivité
• Prolonger la durée de vie du système
• Minimiser les perturbations opérationnelles

Étape 4 : Évaluer les charges à courant d’appel élevé

Certains équipements consomment un courant nettement plus élevé au démarrage qu'en fonctionnement normal. Ces surtensions temporaires peuvent surcharger un onduleur si elles ne sont pas correctement prises en compte.

Équipements courants à courant d'appel élevé

• Imprimantes laser
• Systèmes de climatisation
• Compresseurs
• moteurs électriques
• Environnements de serveurs lames
• machines industrielles

Approche recommandée

Pour les équipements à courant d'appel élevé :

• Retirez-les de la protection UPS si leur fonctionnement est acceptable, ou
• Surdimensionnez l'onduleur pour répondre aux besoins de démarrage.

Dans certaines applications, les ingénieurs peuvent recommander de dimensionner l'onduleur à jusqu'à trois fois la charge de fonctionnement normale pour gérer en toute sécurité les pics de courant transitoires.

Étape 5 : Déterminer l’autonomie requise de la batterie

L'autonomie de la batterie fait référence à la durée pendant laquelle l'onduleur doit alimenter les équipements connectés lors d'une panne de courant.

Les exigences en matière de temps d'exécution varient selon l'application.

Durée d'exécution : 5 à 10 minutes

Convient pour :

• Centres de données avec générateurs de secours
• bâtiments commerciaux
• salles serveurs informatiques

L'onduleur sert de pont jusqu'à ce que le générateur démarre et se stabilise.

Durée : 15 à 30 minutes

Convient pour :

• établissements de santé
• opérations de sécurité
• Systèmes de contrôle industriels

Offre une résilience accrue lors de perturbations prolongées.

Durée d'exécution : 1 heure ou plus

Convient pour :

• Sites de télécommunications
• installations à distance
• Installations d'infrastructures critiques

Ces applications nécessitent souvent :

• Batteries étendues
• armoires à batteries externes
• Solutions de sauvegarde personnalisées

Note: Des exigences de fonctionnement plus longues augmentent la taille de la batterie, l'encombrement du système et l'investissement global.

Étape 6 : Examiner les exigences de redondance

Pour les opérations critiques, la redondance est souvent essentielle.

Une configuration d'onduleur redondante assure une protection continue même si un module d'onduleur tombe en panne ou nécessite une maintenance.

Configurations courantes de redondance des onduleurs
Configuration N

Un seul système UPS supporte la totalité de la charge.

Configuration N+1

Un module UPS supplémentaire assure une capacité de secours.

Avantages:

• Fiabilité accrue
• Risque de temps d'arrêt réduit
• Maintenance plus facile

Configuration 2N

Un système UPS entièrement dupliqué offre une fiabilité et une tolérance aux pannes maximales.

Pourquoi les licenciements sont importants

Bien que la redondance augmente les coûts d'investissement initiaux, elle améliore considérablement :

• Disponibilité du système
• continuité des activités
• résilience opérationnelle

Les relevés topographiques professionnels offrent les résultats les plus précis

Bien qu'un dimensionnement préliminaire de l'onduleur puisse être effectué en interne, l'approche la plus fiable consiste en une évaluation professionnelle du site.

Une étude détaillée permet aux spécialistes de la protection électrique d'évaluer :

• Conditions de charge existantes
• Problèmes de qualité de l'énergie
• plans d'expansion futurs
• exigences d'exécution
• Conditions environnementales
• Besoins de redondance

Cela garantit que le système UPS sélectionné offre des performances optimales tout au long de sa durée de vie opérationnelle.

Erreurs courantes de dimensionnement d'onduleur à éviter

De nombreuses organisations commettent des erreurs évitables lors du choix d'un système UPS :

• Ignorer les besoins d'expansion futurs
• Négliger les calculs du facteur de puissance
• Raccordement inutile de charges non critiques
• Sous-estimation des besoins en autonomie de la batterie
• Ne pas tenir compte des pics de courant au démarrage
• Ne pas prévoir les licenciements

Éviter ces erreurs permet de réaliser des économies importantes et d'améliorer la fiabilité à long terme.

Conclusion

Choisir la bonne taille d'onduleur ne se résume pas à additionner les charges des équipements. La criticité des charges, les possibilités d'extension, les courants de démarrage, l'autonomie des batteries et les exigences de redondance sont autant de facteurs essentiels pour déterminer la solution idéale.

Un système d'alimentation sans coupure (UPS) correctement dimensionné assure une protection fiable, maximise l'efficacité et garantit la continuité des activités en cas de perturbations électriques.

À MISE SOUS TENSIONNos experts aident les organisations à concevoir et à mettre en œuvre des solutions UPS sur mesure qui offrent des performances fiables pour les centres de données, les établissements de santé, les opérations industrielles, les réseaux de télécommunications et autres applications critiques.

En investissant dès aujourd'hui du temps dans le dimensionnement adéquat de leur système d'alimentation sans coupure (UPS), les entreprises peuvent éviter des temps d'arrêt coûteux et garantir un fonctionnement ininterrompu pour les années à venir.