UPS 용량 산정 방법: 부하·배터리 백업시간 계산

1. UPS의 기본 구성

대표적인 상시 인버터 방식(온라인 방식) UPS는 입력 교류를 정류기로 직류로 바꾸고, 그 직류로 배터리를 충전하면서 인버터로 다시 교류를 만들어 부하에 공급합니다. 입력이 끊기면 배터리가 직류를 이어서 공급하므로 부하 쪽 전원은 끊기지 않습니다. 인버터에 이상이 생겼을 때를 대비한 바이패스 회로를 두는 것이 일반적입니다.

2. UPS 방식 비교

방식별 세부 성능과 전환 시간은 제품과 규격에 따라 달라서 이 글에서 수치로 정하지 않았습니다.

3. UPS 용량 산정의 흐름

1. 부하 파악: 부하의 소비전력(kW)과 역률을 확인합니다. 서버처럼 입력에 역률 보정이 들어간 부하와 모터처럼 기동 전류가 큰 부하는 따로 봅니다.
2. UPS 용량(kVA): 부하의 피상전력에 여유율을 더한 값보다 UPS 정격이 작지 않게 정하고, UPS의 kW 정격도 함께 확인합니다.
3. 백업 시간: 정전 시 몇 분을 버텨야 하는지(발전기가 기동하기까지, 또는 정상 종료까지)를 정합니다.
4. 배터리 용량: 백업 시간 동안 부하와 인버터 손실을 감당할 에너지를 배터리 노화와 온도 등을 고려해 정합니다.
5. 설치 조건: 손실에 따른 발열과 환기, 입력과 출력의 차단기와 전선 굵기를 검토합니다.

UPS 필요 용량(kVA) = 부하(kW) ÷ 부하 역률 × (1 + 여유율)

4. 계산기 ① UPS 필요 용량

5. 배터리 용량의 개략 계산

정전력 부하를 백업 시간 동안 받쳐 주려면 배터리가 내야 하는 에너지를 먼저 구합니다. 인버터 효율을 반영한 직류 쪽 전력으로 시간을 곱하면 에너지가 되고, 이를 직류 전압으로 나누면 개략 Ah가 됩니다.

배터리 용량(Ah) ≈ 부하(kW) × 1000 × 백업 시간(h) ÷ (인버터 효율 × 직류 전압(V)) × 설계 여유계수

설계 여유계수에는 배터리 노화, 저온, 방전 종지 전압 등을 묶어 반영합니다. 실제 배터리는 방전 시간과 종지 전압에 따라 쓸 수 있는 용량이 달라지므로, 제조사의 방전 특성표로 확정해야 합니다.

6. 계산기 ② 배터리 용량(개략)

7. 손실과 발열

UPS는 효율이 100%가 아니어서 손실이 열로 나옵니다. 손실은 출력과 효율로 구합니다.

손실(kW) = 출력(kW) × (1 ÷ 효율 − 1)

1kW는 약 860kcal/h에 해당하므로, 설치실의 냉방과 환기를 검토할 때 대략의 크기를 가늠할 수 있습니다.

8. 계산기 ③ UPS 손실과 발열

9. 자주 묻는 질문

10. 참고한 자료와 한계

• UPS 방식과 용량 산정 흐름은 일반적으로 알려진 내용을 정리한 것이며 규격 원문이나 제조사 자료로 확인하지는 않았습니다. 이 글의 작성자는 전기 실무 전문가가 아니며, 글은 AI의 도움을 받아 작성되었습니다.
• 여유율, 설계 여유계수, 효율, 방식별 전환 시간의 구체적인 값은 확인하지 못해 싣지 않았고, 계산기의 숫자는 모두 예시입니다.
• 마지막 확인일: 2026-11-02