Calculadora de Autonomía de UPS y Banco de Baterías

Estima el tiempo de respaldo (horas y minutos), la corriente de descarga DC, los kWh almacenados y la capacidad requerida para cargas críticas, data centers e instalaciones industriales.

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1. Parámetros de Carga y UPS

Potencia Real de la Carga (kW o Watts):

Consumo real demandado por los equipos conectados.

Eficiencia del UPS (%):

Profundidad Descarga (DoD):

2. Configuración del Banco de Baterías

Voltaje DC del Banco (VDC):

Ramales en Paralelo:

Capacidad Nominal por Ramal (Ah): Amperios-hora (Ah) de la cadena o batería (ej. 100 Ah, 200 Ah).

Tiempo Estimado de Autonomía

2h 45m

Capacidad Total Almacenada: 9.60 kWh

Cálculo basado en factor Peukert y eficiencia de descarga.

Corriente Descarga DC: 57.9 A

Capacidad Banco Total: 200 Ah @ 48V

Energía Útil (DoD): 7.68 kWh

Tasa de Descarga (C-Rate): C0.29 (3.5 hrs)

¿Cómo calcular el tiempo de respaldo en un banco de baterías?

Para determinar la autonomía real de un UPS, no basta con dividir la energía en Watt-horas entre el consumo de la carga. Es imprescindible considerar la eficiencia del inversor, el voltaje del bus DC y el Efecto Peukert, el cual establece que la capacidad utilizable de las baterías Plomo-Ácido (AGM/VRLA) disminuye cuando la tasa de descarga es muy acelerada.

1. Corriente de Descarga del Bus DC (Amperios)

I_DC = Potencia Carga (W) V_DC × η_UPS

Donde V_DC es el voltaje nominal continuo del banco y η_UPS la eficiencia del inversor (ej. 0.90).

2. Autonomía Ajustada por Eficiencia Peukert (Horas)

T_respaldo = Ah_Total × DoD × η_descarga I_DC

Donde DoD es la profundidad de descarga permisible y η_descarga representa el factor de corrección por tasa de descarga rápida ($C_{rate}$).

3. Energía Almacenada Total en kWh

E_banco = V_DC × Ah_Total 1000 (kWh)

Indica la energía bruta total contenida en el banco de baterías antes de aplicar la profundidad de descarga (DoD).

Tabla Comparativa: Tecnologías de Batería para UPS

Comparativa de las tecnologías más empleadas para respaldo eléctrico de misión crítica:

Tecnología de Batería	DoD Recomendado	Vida Útil Típica	Efecto Peukert	Aplicación Principal
AGM / VRLA Sellada	70% – 80%	3 a 5 años	Alto (Sensible a descargas <1h)	UPS de rack, oficinas, pymes
GEL (Plomo-Ácido)	75% – 80%	5 a 7 años	Moderado	Sistemas solares, respaldo prolongado
Litio (LiFePO4)	90% – 95%	10 a 15 años	Casi Nulo (Eficiencia constante)	Data Centers modernos, telecomunicaciones

Recomendaciones para el Dimensionamiento del Banco de Baterías

Margen de Seguridad del 20%: Se aconseja agregar un 20% de capacidad adicional al banco para compensar la degradación natural del electrolito con los años.
Temperatura Ambiente Ideal (25 °C): Cada incremento de 10 °C por encima de 25 °C reduce la vida útil de las baterías de plomo en un 50%.
Protección y Cableado DC: Utiliza fusible o interruptor térmico de corriente continua (DC Breaker) dimensionado al 125% de la corriente de descarga máxima $I_{DC}$.

Preguntas Frecuentes (FAQ)

¿Por qué el tiempo de autonomía real es menor al dividir Ah / Amperios?

Debido al Ley de Peukert: las baterías expresan su capacidad nominal en base a una descarga de 20 horas (C20). Si la batería se descarga en menos de 1 hora, la capacidad efectiva utilizable se reduce entre un 20% y un 35%.

¿Cuál es la diferencia entre KVA y KW en el cálculo de baterías?

Los kVA representan la potencia aparente, mientras que los kW son la potencia real activa que consume trabajo efectivo. El banco de baterías suministra únicamente potencia activa (Watts), por lo que siempre se debe calcular con kW.