Calcul de l'autonomie d'un onduleur
Combien de minutes vos serveurs tiendront-ils sur batterie, et quand faut-il lancer leur arrêt pour qu'il se termine avant la coupure ? Le calcul part de la charge et des batteries, puis corrige l'estimation linéaire par l'effet Peukert et le vieillissement.
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Autonomie d'un onduleur
Résultat
Autonomie estimée
15 min
la plus prudente des deux estimations ci-dessous
Énergie utilisable
156 Wh
sur 216 Wh nominaux
Estimation linéaire
31 min
Avec l'effet Peukert
15 min
k = 1,20
Courant par chaîne
13,9 A
1,54 C : décharge rapide
À forte charge, une batterie au plomb délivre moins que sa capacité nominale : l'autonomie réelle est inférieure au calcul linéaire. Plus le courant est élevé par rapport à la capacité, plus l'écart se creuse. Les courbes d'autonomie du constructeur font foi.
Le courant dépasse la capacité nominale en une heure (plus de 1 C) : la loi de Peukert, établie pour des décharges lentes, n'est plus qu'un ordre de grandeur. Fiez-vous aux courbes du constructeur.
Arrêt propre des serveurs : quand le déclencher
Résultat
Déclencher l'arrêt au plus tard après
8 min 40 s
sur batterie
Ou quand l'autonomie restante annoncée passe sous
7 min
NUT (upsmon + upssched)
# upsmon.conf
NOTIFYCMD /usr/sbin/upssched
NOTIFYFLAG ONBATT SYSLOG+WALL+EXEC
NOTIFYFLAG ONLINE SYSLOG+WALL+EXEC
# upssched.conf
CMDSCRIPT /etc/nut/upssched-cmd
PIPEFN /run/nut/upssched.pipe
LOCKFN /run/nut/upssched.lock
AT ONBATT * START-TIMER onbatt-shutdown 519
AT ONLINE * CANCEL-TIMER onbatt-shutdown
# upssched-cmd : case $1 in onbatt-shutdown) upsmon -c fsd ;; esacapcupsd (/etc/apcupsd/apcupsd.conf)
TIMEOUT 519
MINUTES 7
BATTERYLEVEL 5Les chemins varient selon la distribution. Testez l'arrêt en coupant l'alimentation de l'onduleur, pas seulement en simulant l'événement.
Comment le calcul est fait
L'estimation linéaire part de l'énergie stockée dans les batteries, réduite par la profondeur de décharge, l'état des batteries et le rendement de l'onduleur :
tension du parc = tension d'un bloc × blocs en série
énergie utile = tension × Ah × chaînes × décharge × état × rendement
autonomie = énergie utile / charge (W)
courant (chaîne) = charge / rendement / tension / chaînes
Peukert = H × (Ah × état / (courant × H))^k × déchargeH est la durée de décharge à laquelle la capacité nominale est mesurée, 20 heures pour une capacité C20. Avec un exposant k de 1, la formule de Peukert redonne l'estimation linéaire. Le calculateur affiche les deux et retient la plus prudente.
Le vieillissement compte autant. Une batterie au plomb étanche est conventionnellement en fin de vie quand elle ne garde que 80 % de sa capacité, et elle y arrive d'autant plus vite que la pièce est chaude. Avec des batteries à 80 %, l'onduleur de l'exemple tient à peine 12 minutes au lieu de 15 et demie.
Arrêter les serveurs avant la coupure
Un onduleur sert à passer une microcoupure ou à arrêter proprement les machines, pas à attendre indéfiniment le retour du courant. L'arrêt doit donc être déclenché tôt : au plus tard après l'autonomie estimée, moins la durée mesurée d'un arrêt complet (machines virtuelles, bases de données, puis hôtes) et une marge.
Avec NUT, upsmon transmet l'événement ONBATT à upssched, qui lance un minuteur ; s'il arrive à son terme avant le retour du secteur, le script appelle upsmon -c fsd pour arrêter tous les clients. Sans ce minuteur, NUT attend l'état « batterie faible » que signale l'onduleur, souvent trop tard pour un hyperviseur chargé. Avec apcupsd, TIMEOUT fixe le délai sur batterie, MINUTES et BATTERYLEVEL les seuils d'autonomie et de charge restantes : le premier atteint déclenche l'arrêt.
Sources : documentation NUT (upssched), page de manuel apcupsd.conf.
Après le calcul
Un onduleur couvre quelques minutes ; ce qui l'entoure décide du reste. Le calcul de la puissance d'une baie et du PUE chiffre la charge à protéger et ce qu'elle coûte, et une astreinte informatique 24/7 garantit que quelqu'un est prévenu quand l'onduleur bascule sur batterie, la nuit ou le week-end. Quand la climatisation s'arrête, la température monte en quelques minutes, onduleur ou pas : nous l'avons documenté lors de l'incident de refroidissement chez Equinix PA4.
Questions fréquentes
Comment calculer l'autonomie d'un onduleur ?
En première approche : tension du parc × capacité × profondeur de décharge × rendement, divisé par la charge. Deux batteries de 12 V et 9 Ah en série, déchargées à 80 % avec un rendement de 90 %, donnent 155,5 Wh utilisables, soit 31 minutes pour 300 W. Ce calcul linéaire surestime l'autonomie à forte charge : avec un exposant de Peukert de 1,2, il reste un peu plus de 15 minutes.
Qu'est-ce que l'effet Peukert ?
Une batterie au plomb délivre moins d'énergie quand on la décharge vite. Sa capacité nominale est mesurée sur une décharge lente, en général 20 heures ; un onduleur la vide souvent en quelques minutes. La loi de Peukert corrige le calcul avec un exposant, de 1,1 à 1,3 pour une batterie au plomb étanche : plus il est élevé, plus l'autonomie réelle s'éloigne du calcul linéaire.
Faut-il calculer en W ou en VA ?
L'autonomie dépend de la puissance réelle, en watts. Si vous ne connaissez que des VA, multipliez-les par le facteur de puissance de la charge : environ 0,98 pour des serveurs à alimentation à correction active. Vérifiez aussi que la charge ne dépasse ni les VA ni les watts nominaux de l'onduleur.
Combien de temps durent les batteries d'un onduleur ?
Une batterie au plomb étanche est considérée en fin de vie quand elle ne garde plus que 80 % de sa capacité. Sa durée de vie dépend surtout de la température : elle diminue nettement au-dessus de 25 °C, et c'est souvent elle qui raccourcit l'autonomie sans que personne ne s'en aperçoive. Un test d'autonomie régulier, en charge réelle, est la seule façon de le savoir.
Quand déclencher l'arrêt automatique des serveurs ?
Au plus tard après l'autonomie estimée, moins la durée d'un arrêt propre et une marge. Avec 15 minutes et demie d'autonomie, 5 minutes d'arrêt et 2 minutes de marge, il faut lancer l'arrêt au bout d'environ 8 minutes et demie sur batterie. NUT le fait avec un minuteur upssched sur l'événement ONBATT, apcupsd avec la directive TIMEOUT.
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