Выбираем аккумулятор для ИБП (источника бесперебойного питания)
Iddc.ru

Все об электрике

Выбираем аккумулятор для ИБП (источника бесперебойного питания)

Выбор аккумулятора для ИБП: характеристики, особенности и виды АКБ

Хороший источник резервного питания выполняет две важные функции. Встроенный стабилизатор нивелирует колебания сетевого напряжения, а аккумулятор обеспечивает питание потребителя при отключении сети. Переход на резервное питание осуществляется автоматически. Аккумуляторы для ИБП часто входят в комплект поставки, но в некоторых случаях батареи нужно выбирать самостоятельно. Для этого необходимо знать классификацию аккумуляторных батарей и их основные характеристики.

Содержание:

Критерии выбора аккумулятора для резервного источника

Независимо от конструкции, аккумуляторы обладают общими для всех типов параметрами. К ним относятся следующие величины:

  • Ёмкость;
  • Напряжение;
  • Допустимая глубина разряда;
  • Процент саморазряда;
  • Внутреннее сопротивление;
  • Ток заряда;
  • Количество циклов заряд-разряд;
  • Срок службы;
  • Температура эксплуатации.

Кроме этого важным может оказаться конструкция аккумуляторной батареи и её габариты.

Определение требуемой ёмкости аккумулятора

Ёмкость энергетической батареи один из самых важных параметров. От ёмкости зависит продолжительность времени, в течение которого аккумулятор будет поддерживать работоспособность подключенных устройств. Этот параметр измеряется во внесистемных единицах ампер/час.

Аккумуляторная батарея для ИБП может иметь практически любую ёмкость, но для домашнего использования обычно достаточно аккумулятора имеющего ёмкость от 50 до 200 А/ч. Требуемая ёмкость аккумуляторной батареи напрямую зависит от мощности потребителей и времени её работы и легко рассчитывается по простой формуле.

Например, насос газовой отопительной системы и блок управления котла имеют суммарную мощность 120 Вт или 0,12 кВт. К примеру, отопительная система должна работать от аккумулятора в течение 8 часов. Тогда требуемая ёмкость аккумулятора рассчитывается по формуле:

0,12*8*100=96 или 100 А/ч

Время работы аккумулятора можно подсчитать по формуле:

T=E*U/P, где:

  • T – требуемое время работы;
  • E – ёмкость аккумуляторной батареи;
  • U – напряжение аккумулятора;
  • P – мощность потребителей энергии.

Для более точного подсчёта применяется формула, где учитываются дополнительные коэффициенты:

  • КПД стабилизированного источника питания (0,7-0,8);
  • КРА – коэффициент разряда аккумулятора (0,7-0,9);
  • КДЕ – коэффициент доступной ёмкости (0,7-1,0).

Коэффициент доступной ёмкости зависит от температуры воздуха. Чем ниже температура, тем меньше коэффициент. Полная формула определения времени работы ИБП будет выглядеть следующим образом:

T=E*U/P*КПД*КРА*КДЕ

На аккумуляторах отдельных компаний может быть нанесён особый код в виде буквы «С» с цифрой. Например «С10» или «С20». Этот параметр указывает на ёмкость батареи в определённый промежуток времени. Индекс «С10» считается стандартным и означает ёмкость при десятичасовом разряде.

АКБ для ИБП имеют стандартную величину напряжения, которая измеряется в вольтах, и равняется 12, 24 или 48 вольт.

Из видеоролика ниже вы узнаете о том, как правильно выбрать АКБ для бесперебойника газового котла:

Глубина разряда и саморазряд аккумуляторов

Глубина разряда – это та величина напряжения, до уровня которой аккумулятор можно разрядить без ущерба для его конструкции. Конкретно такой уровень называется рекомендованной глубиной разряда. Существует ещё допустимая глубина разряда, но это уже критический параметр. Разряд ниже этого предела может привести к необратимым процессам. Максимально чувствительными к величине разряда считаются свинцово-кислотные аккумуляторы, а менее всего подвержены негативному воздействию никель-кадмиевые аккумуляторы и некоторые другие батареи.

Саморазряд. Явление саморазряда свойственно всем типам химических источников энергии. Так, аккумулятор со свинцовыми пластинами и кислотным электролитом может потерять до 40% энергии в течение года при температуре хранения 20°C. В жарких условиях такой саморазряд может произойти за 4-5 месяцев. Приобретая аккумулятор для бесперебойника, следует обращать внимание на дату его изготовления и избегать покупки батареи, которая лежала на полке 2-3 года.

Внутреннее сопротивление. Среди технических параметров есть такая, достаточно хитрая величина как внутреннее сопротивление аккумулятора. Говорят, что по внутреннему сопротивлению аккумуляторы делятся на хорошие и плохие. Здесь действует принцип – чем больше сопротивление аккумулятора, тем хуже. Внутреннее сопротивление аккумулятора достаточно условная величина, поскольку батарея – это нелинейный прибор и такая величина как внутреннее сопротивление не остаётся постоянной, а зависит от целого ряда факторов и постоянно меняется.

Ток заряда. В документации на источники резервного питания всегда указывается ток заряда аккумуляторной батареи. Ток заряда, который составляет 10% от ёмкости аккумулятора, может считаться оптимальным. Так при токе заряда 10 А, минимальная ёмкость аккумулятора должна составлять 55 А/ч, оптимальная – 100 А/ч и максимальная – 150 А/ч.

Количество циклов зараяда. Количество циклов заряда и разряда для конкретного химического источника и его срок службы – это примерно одно и то же. Если не учитывать критические режимы, связанные с повышением температуры, то числом циклов и определяется время службы. Количество циклов определяется конструкцией аккумулятора и во многом зависит от глубины разряда. Гелевый аккумулятор для бесперебойного питания при уровне потери энергии 75% обеспечивает 800 зарядно-разрядных циклов. Если этот показатель уменьшается до 25%, то количество циклов достигает 2500.

На продолжительность работы аккумуляторной батареи заметное влияние оказывает повышение температуры. При температуре эксплуатации +30°C у аккумуляторов с кислотным электролитом и свинцовыми электродами срок службы сокращается на 30%.

Конструкция аккумуляторов для ИБП

В резервных источниках энергии используются аккумуляторные батареи нескольких типов. Они отличаются конструкцией, некоторыми техническими параметрами и себестоимостью.

Чаще всего в ИБП работают следующие типы химических источников тока:

  • Свинцово-кислотные;
  • Гелевые батареи;
  • Аккумуляторы изготовленные по AGM технологии;
  • Никель-кадмиевые.

Свинцово-кислотные

Батареи с пластинами из свинца и жидким кислотным электролитом можно считать долгожителями. К их достоинствам можно отнести надёжность и низкую стоимость. Такие аккумуляторы могут применяться в ИБП только если вся установка находится в отдельном помещении с хорошей вентиляцией, так как эти устройства выделяют газ. Кроме того они требуют технического обслуживания. При сильном разряде аккумуляторы такой конструкции быстро выходят из строя.

Гелевые

Гелевые аккумуляторы для ИБП являются модификацией предыдущих элементов. За счёт кремниевых соединений кислота образует желеобразную массу, поэтому такие аккумуляторы можно эксплуатировать в различных положениях, за исключением положения «контакты вниз». Они хорошо держат разряд, но неспособны давать большой пусковой ток из-за внутреннего сопротивления, которое достаточно велико.

Гелевая батарея чувствительна к коротким замыканиям, а сильный перегрев может даже привести к взрыву. Саморазряд у таких аккумуляторов не слишком большой, поэтому они прекрасно подходят для применения в тех устройствах, где разряд осуществляется в течение длительного периода и небольшими токами. Число зарядов-разрядов может составлять 600-800. Гелевые устройства герметичны, не выделяют вредных компонентов и не требуют технического обслуживания.

AGM аккумуляторы

AGM аккумулятор для ИБП так же является конструкцией с пластинами из свинца. Внутри корпуса находятся маты из специального стекловолокна, пропитанные электролитом. Электрическое сопротивление этих аккумуляторов заметно меньше, чем у гелевых, что улучает их характеристики. AGM батарея может обеспечивать большие токи, и не так чувствительна к коротким замыканиям.

Число зарядно-разрядных циклов обычно не превышает 300-400, что меньше, чем у аккумуляторов с гелевым наполнителем, а саморазряд несколько больше. Такие устройства полностью герметизированы, могут работать в любом положении, и не требуют постоянного контроля.

Никель-кадмиевые

Никель-кадмиевый аккумулятор для бесперебойника на 12 вольт имеет очень маленький вес и габариты. Такие батареи могут работать в сложных температурных условиях. Саморазряд батарей, выполненных по данной технологии, не превышает 2-3% в месяц. Кроме того они отличаются большим количеством зарядно-разрядных циклов, число которых может доходить до 1800. К недостаткам этих батарей можно отнести высокую цену и применение в конструкции токсичных компонентов, что затрудняет их утилизацию.

Надёжный аккумулятор для источника резервного питания

Практика показала, что оптимальным вариантом для использования в бытовых источниках аварийного питания может считаться аккумулятор для ИБП 12V ёмкостью 100 А/ч. Аккумулятор от компании «Энергия» АКБ 12-100 зарекомендовал себя как надёжный источник питания, который прекрасно работает в комплексе с инверторными преобразователями. Такие ИБП часто используются для систем отопления. Аккумулятор «Энергия» АКБ 12-100, при отключении сети, обеспечивает работу отопительного котла мощностью 150 Вт в течение 8 часов.

Батарея изготовлена по технологии AGM, способна кратковременно обеспечить большой пусковой ток, и рассчитана на срок службы 12 лет. Ток заряда аккумулятора составляет 30 А, а саморазряд не превышает 3 % в месяц.

Сравнив типы и технические характеристики современных аккумуляторов, можно сделать вывод, что лучше всего для использования в бытовом ИБП подойдёт батарея, выполненная по AGM технологии и имеющая ёмкость не менее 100 ампер/час. Такие аккумуляторы оптимальны по соотношению цена/ёмкость, абсолютно безопасны и, доступны по стоимости.

Как правильно выбрать аккумулятор для ИБП или инвертора. Часть I

Для обывателя аккумулятор – это “черный ящик”, основной различительной характеристикой которых является ёмкость, указанная в ампер-часах.

Но профессионалам хорошо известно, что принципиальных различий существенно больше. Давайте разбираться! Для начала классифицируем аккумуляторы для систем бесперебойного питания.

Читать еще:  Можно ли установить УЗО на 10 мА на мокрую группу?

1) AGM батареи для охранно-пожарных систем (ОПС сегмент)

Это самые дешевые аккумуляторы, которые рассчитаны на работу в слаботочных системах (видеонаблюдение, сигнализации) в течение 1-3-х лет с последующей заменой. Конструктив, качество свинца, состав электролита проектируются в целях максимального удешевления себестоимости. Как правило, емкость подобных АКБ заметно ниже заявленной, у них высокое внутреннее сопротивление и они быстро подвергаются сульфатации (потеря емкости).

К таким АКБ относятся:

  • Delta серии DT
  • Alarm Force
  • General Security
  • Security Force
  • Optimus и другие.

Однако некоторые производители позиционируют марку своих аккумуляторов как подходящую и к ИБП и к инверторам, хотя по факту это ОПС АКБ. Как определить это? Самая важная и наглядная характеристика – это вес. Для ориентира:

  • АКБ емкостью 7Ач должен весить не менее 2,1кг. Причем, следует доверять показанию весов, а не спецификаций
  • Емкость 100Ач – от 31кг и выше
  • Емкость 200Ач – от 62кг и более.

Ниже представлено видео, в котором разбираются две батареи ОПС сегмента.

2) AGM аккумуляторы рассчитанные на длительные разряды – от часа и более

Эти АКБ имеют срок службы 5-12 лет в зависимости от серии. При их производстве используется высококачественный свинец, а также электролит со специальными присадками, которые выступают ингибиторами процессу сульфатации и коррозии. Эти аккумуляторы исправно и корректно отдают свою емкость в течение длительных (от часа и более) разрядов, способны быстро заряжаться (током до 0.3С), их емкость как правило соответствует заявленной.

Однако эти аккумуляторы плохо переносят короткие разряды. Из-за высокого внутреннего сопротивления они сильно просаживаются по напряжению на высокой нагрузке и быстро садятся. Иными словами, такие аккумуляторные батареи на коротких разрядах отдадут заметно меньше энергии, нежели серии High Rate (о ней немного позже). Более того, они могут быстрой выйти из строя.

К таким АКБ относятся:

  • Delta серии DTM
  • BB Battery BPS
  • Leoch DJM
  • CSB GP
  • Haze HZB
  • Challenger A
  • Yuasa NP
  • Panasonic LC-R

Конструктив AGM аккумулятора

3) Гелевые аккумуляторы

Ориентированы на работу с альтернативными источниками энергии в циклическом режиме. В состав электролита АКБ типа GEL добавлен желеобразующий компонент, в результате чего АКБ приобретает увеличенное кол-во циклов заряда-разряда, но становится более требовательной к току заряда. Подобные батареи целесообразно использовать с солнечной энергетике, с ветряками, т.е. в ежедневном циклическом режиме. Подробное сравнение AGM и GEL технологий.

Примеры таких АКБ:

  • Delta серии GX
  • Leoch серии LPG
  • Ventura VG
  • Haze HZY
  • Sonnenschein A

Гелевая АКБ Ventura

4) AGM АКБ серий High Rate

Аккумуляторы рассчитаны на короткие разряды для поддержания высокой нагрузки сроком от нескольких минут до нескольких часов.

Для таких батарей используются самые высококачественные компоненты: чистый свинец, агенты и присадки в электролит, специальный состав покрытия анода и катода. Увеличивается площадь контакта пластин с электролитом для снижения внутреннего сопротивления. High Rate АКБ корректно разряжаются как на длительных разрядах, так и на коротких.

Просадка по напряжению при высокой нагрузке находится в допустимых пределах: ИБП работает корректно и не отключает нагрузку по низкому напряжению DC шины. Количество циклов приблизительно на 30% выше, чем у АКБ длительных разрядов. Стоимость таких батарей заметно выше, но это обусловлено высокой себестоимостью изготовления. Аккумуляторы HR – это высшее звено в эволюции свинцово-кислотной технологии.

Примеры таких АКБ:

  • CSB серий HR, HRL
  • Delta серий HR, HRL
  • BB Battery HRC
  • C&D Technologies UPS
  • Fiamm FGHL/GS, FGH/GS и другие

C&D Technologies HR серия UPS

Другие виды АКБ:

  • Литиевые аккумуляторы. Дорогие и на данный момент очень мало ИБП/инверторов поддерживает корректную работу с этим видом АКБ, поэтому рассматривать их пока не будем.
  • Тяговые АКБ мы не рекомендуем использовать в ИБП, ввиду необходимости обслуживания и выделения водорода в процессе заряда.
  • Панцирные АКБ тоже выделяют газ в процессе эксплуатации, хотя эту проблему можно решить при помощи специальных абсорбирующих клапанов. Могут использоваться в циклических системах
  • OPzS используются в узкоспециализированных системах.
  • Автомобильные аккумуляторы служат в буферном режиме 1-1.5 года и далее их тонкие свинцовые платины рассыпаются.

Вопрос-Ответ: Какой аккумулятор купить для ИБП?

Здравствуйте, читатели сайта IT-уроки! В данный момент в разработке находится видео по горячим клавишам. А сегодня мы коснёмся темы замены аккумуляторных батарей в ИБП (источниках бесперебойного питания).

Аккумуляторы в источниках бесперебойного питания (ИБП) имеют ограниченный срок службы, и перед каждым владельцем «бесперебойника» однажды встаёт вопрос: «Какой аккумулятор лучше купить для ИБП?».

Разберемся с этим вопросом на примере Николая.

Вопрос от Николая:
Сергей Валериевич у меня при перебоях напряжения в сети, особенно когда кто-то из соседей занимался сваркой, мой ИБП Mustek Power Must 400 USB издавал непонятные звуки. Я в нем поменял батарею Logicpower на Sven 12 V 9 Ah и звуки перестали меня беспокоить. Вы можете мне подсказать на будущее, какую аккумуляторную батарею лучше выбрать Sven, Ritar, Logicpower, на ваше усмотрение, что я перечислил?

О том, что такое источник бесперебойного питания (ИБП), зачем он нужен, как он работает и какой лучше выбрать, мы уже разобрались в IT-уроке №5. Предположим, что у вас уже есть бесперебойник и подошло время поменять аккумулятор в нём.

Характеристики

В продаже можно найти большой выбор аккумуляторных батарей для источников бесперебойного питания (ИБП), но в магазин лучше идти подготовившись.

Для начала, найдите документацию к своему ИБП и определите какая модель аккумулятора используется в нём (если бумажной версии не осталось, то посетите официальный сайт производителя, особое внимание обратите на размеры аккумулятора и маркировку клемм, например, клеммы F1 и F2 отличаются по ширине и длине).

Обратите внимание на напряжение и ёмкость в характеристиках (например, 12V, 9Ah). Желательно извлечь старую батарею проверить соответствие характеристик (заодно познакомитесь с её внешним видом, чтобы в магазине не перепутать).

При выборе новой батареи учтите, что напряжение должно точно соответствовать указанному в документации, а ёмкость желательно брать не ниже той, что была изначально (можно больше, но будет дороже).

На всякий случай уточню, что ёмкость батареи влияет на то, как долго источник бесперебойного питания будет поддерживать работу компьютера при отключении электроэнергии.

Выбор производителя

Первое желание при покупке — сэкономить. Но не торопитесь, ведь покупаете вы аккумулятор не на один год.

Самые низкие цены вас должны насторожить. Можно, конечно, купить батареи производства MastAK, LogicPower, Ritar, Sven. Но, как показывает статистика, сложно рассчитывать на их длительный срок службы. Они могут проработать от одного года до трёх лет, но точный срок службы вам никто не сможет предсказать. Обратите внимание на гарантию, которую предоставляют в магазине на эти батареи (три месяца гарантии — слишком малый срок).

Среди специалистов (и энтузиастов) хорошо зарекомендовала себя фирма CSB, аккумуляторные батареи этой фирмы очень часто рекомендуют производители ИБП. Аккумуляторы этой фирмы несколько дороже (на 20-50%), но для примера, в моём ИБП такой аккумулятор проработал более 10 лет !

Также, можно обратить внимание на аккумуляторы фирмы YUASA.

Какой купить аккумулятор для ИБП

Иногда попадаются в продаже фирменные аккумуляторы (напрмер, APC), но цены на них заметно выше, чем у рассмотренного CSB. Кроме того, по факту, это может быть один и тот же аккумулятор, только с разными надписями.

Дата производства

Если вы определились с выбором, то перед покупкой обязательно посмотрите на дату производства аккумуляторной батареи. Если она произведена более года назад, то желательно найти более свежую версию.

Указание даты на корпусе аккумуляторов CSB и YUASA

На фотографии слева аккумулятор CSB c датой производства 04.08.2014, справа — YUASA произведенный 21.01.2014.

Качество ИБП

Напомню, что дешевые источники бесперебойного питания могут работать в не оптимальном для аккумулятора режиме (например, постоянно перезаряжать его). В этом случае срок службы любого аккумулятора может значительно снизиться.

Вроде бы все основные моменты рассмотрели, пойдём в магазин! 🙂

Рекомендую также прочитать:

Видеодополнение

А в этом небольшом видеоролике пример замены аккумулятора в обычном ИБП:

Аккумуляторы для ИБП: основные типы

Нисколько не преувеличивая, аккумуляторные батареи (АКБ) можно смело назвать одним из самых важных компонентов любого источника бесперебойного питания. Ведь именно от их технических параметров зависит не только надежность и эффективность работы ИБП, но и уровень бесперебойности электроснабжения – возможная длительность автономного режима.

Стоимость АКБ сегодня в большинстве случаев сопоставима с третью стоимости самого ИБП, поэтому выбор определенных аккумуляторов должен быть обоснованным.

Современный рынок аккумуляторов для источников бесперебойного питания представлен достаточно широким ассортиментом как по типу конструкций, так и по типу применяемого в них электролита. Этими критериями выбора определяются главные технические параметры аккумуляторов.

Читать еще:  12 советов, благодаря которым вы сможете выбрать хорошего электрика

Технические параметры АКБ для ИБП

Перед тем как рассмотреть существующие типы аккумуляторов для ИБ предлагаем кратко ознакомиться с их наиболее значимыми техническими параметрами.

Количество электрического заряда, которым может «запастись» аккумулятор. В качестве единицы измерения емкости аккумуляторов для ИБП принято использовать ампер-час (Ah).

От этого параметра напрямую зависит продолжительность работы ИБП в автономном режиме: большая емкость АКБ способна обеспечить большее время автономной работы.

Минимальное значение напряжения, до которого может быть разряжен аккумулятор без ухудшения его технических параметров.

Процесс разряда и потеря емкости батареи при полном отсутствии подключенных потребителей.

Количество циклов заряда-разряда

Иначе говоря, это срок службы аккумулятора – количественный показатель продолжительности работы АКБ.

Допустимая температура эксплуатации

Диапазон температур, эксплуатация в котором не приводит к снижению работоспособности АКБ.

Классификация аккумуляторных батарей для ИБП по конструктивному типу

В зависимости от конструкции различают следующие типы АКБ:

  • свинцово-кислотные;
  • никель-кадмиевые;
  • никель-металлогидридные;
  • литий-ионные.

Рассмотрим их особенности, достоинства и недостатки.

Свинцово-кислотные

Наиболее распространенный тип аккумуляторов, конструктивно представляющих собой погруженные в электролит (раствор на основе серной кислоты) свинцовые пластины, помещенные в пластиковый корпус. Имея достаточно продолжительный срок службы (5-12 лет), АКБ этого типа хорошо себя зарекомендовали как надежные источники питания.

Область применения свинцово-кислотных АКБ довольно широка: они успешно применяются как в быту, так и на производстве, в качестве источников питания в устройствах резервирования электроэнергии, автомобильной технике и т. п.

К преимуществам их использования можно отнести:

  • широкий диапазон рабочих температур;
  • малый саморазряд;
  • большой резерв по количеству циклов заряда-разряда;
  • отсутствие «эффекта памяти» – снижения емкости при нарушении режима зарядки (обычно при неполном заряде);
  • выдерживание высоких токов разряда;
  • отсутствие необходимости обслуживания (относится к моделям с герметичной конструкцией корпуса, изготовленным по технологии AGM);
  • относительно невысокая стоимость.

К недостаткам свинцово-кислотных АКБ относятся:

  • большой вес и крупные габаритные размеры;
  • относительно невысокая удельная емкость;
  • выделение вредных паров при работе (относится к обслуживаемым источникам питания);
  • губительность глубоких циклов заряда-разряда (приводят к существенному снижению емкости).

Никель-кадмиевые (Ni-Cd)

Аккумуляторные батареи данного типа конструктивно состоят из двух помещенных в щелочной электролит электродов: , и отрицательного – на основе кадмия, помещенных в щелочной электролит.

  • положительного, выполненного из оксид-гидроксид никеля;
  • отрицательного, выполненного на основе кадмия.

Наиболее распространенными примерами применения никель-кадмиевых аккумуляторов являются штатные элементы питания различных электроинструментов, а также тяговое оборудование. Высокий рабочий ресурс делает их предпочтительными и для применения в ИБП.

Большой резерв по количеству циклов заряда-разряда (длительный срок службы без существенной потери емкости).

Возможность длительного хранения с простым и быстрым восстановлением после перерыва в работе.

Сохранение емкости при эксплуатации в низких температурах.

Высокий уровень саморазряда.

Наличие «эффекта памяти», то есть снижения емкости при нарушении режима зарядки (обычно, при неполном заряде).

Низкая удельная емкость.

Токсичность материалов устройства.

Никель-металлогидридные (Ni-MH)

Эти гальванические элементы имеют некоторую схожесть конструкции с никель-кадмиевыми АКБ и состоят из разделенных сепаратором водородно-металлогидридного анода и никелевого катода, помещенных в щелочной электролит.

Аккумуляторы этого типа, как и никель-кадмиевые, получили широкое распространение в качестве элементов питания электроинструмента. Благодаря меньшей токсичности они могут применяться как элементы питания любой стационарной электроники: навигаторов, бытовых фонариков, детских игрушек, фотоаппаратов и пр.

Достоинства никель-металлогидридных батарей:

  • незначительный «эффект памяти»;
  • большая емкость в сочетании с малым весом (по этому показателю данные АКБ значительно превышают никель-кадмиевые аналоги);
  • нетоксичность материалов изготовления.

Серьезными же недостатками являются:

  • относительно небольшое число (до 600) циклов заряда-разряда;
  • высокий уровень саморазряда;
  • чувствительность к перепадам температуры эксплуатации (снижение емкости);
  • высокая стоимость.

Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion)

Конструктивно эти аккумуляторы представляют собой пропитанные электролитом и разделенные пористым сепаратором следующие элементы:

  • положительный анод, выполненный из медной фольги;
  • отрицательный катод, выполненный из алюминиевой фольги.

Чтобы избежать перегрева, перезаряда, коротких замыканий в устройстве, как правило, предусматривается электронная защита – встроенный контроллер.

На сегодняшний день это наиболее прогрессивным типом аккумуляторов. Благодаря высоким показателям своих технических характеристик, батареи Li-ion-технологии можно смело назвать универсальными химическими источниками тока. Они стали наиболее предпочтительными в использовании в качестве источников питания самых разных электронных устройств и электротехники различного назначения: мобильных телефонов, ноутбуков, планшетов, в электросистемах автомобильной, железнодорожной, авиа- и военной техники, а также в качестве накопителей электроэнергии в ИБП.

Малый вес и компактность размеров.

Низкий уровень саморазряда (обычно не превышает 6% в месяц).

Отсутствие «эффекта памяти».

Длительный срок службы.

Большой резерв по циклам заряда-разряда (более 1000).

Высокая чувствительность к температуре эксплуатации (быстро теряют емкость при отрицательной температуре).

Требуется наличия электронной схемы защиты.

Высокая стоимость относительно других типов АКБ.

Классификация аккумуляторов для ИБП по типу электролита

По типу используемого электролита, все аккумуляторы могут быть разделены на три вида:

  • АКБ с жидким электролитом;
  • АКБ, использующие технологию GEL;
  • АКБ, использующие технологию AGM.

Рассмотрим особенности, преимущества и недостатки аккумуляторов для ИБП с приведенными выше типами электролита.

АКБ с жидким электролитом

Это наиболее распространенные аккумуляторы. В качестве примера можно привести знакомые многим обычные свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы.

Говоря о применении их в ИБП к достоинствам могут быть отнесены:

  • широкий диапазон температур эксплуатации;
  • низкий саморазряд;
  • продолжительный срок службы (большой резерв по количеству циклов заряда-разряда);
  • отсутствие «эффекта памяти»;
  • способность выдерживать высокие токи разряда;
  • небольшая стоимость.

Однако, у таких АКБ есть недостатки, делающие использование этих батарей не лучшим решением в качестве накопителя электроэнергии для ИБП:

  • токсичность выделяемых паров электролита;
  • большой вес;
  • габариты.

АКБ с технологией GEL

Другое их название – гелевые аккумуляторы. Особенностью таких батарей заключается в консистенции электролита (GEL-Electrolite). Благодаря добавленному загустителю, электролит имеет гелеобразное состояние. АКБ изготавливаются герметичными и не выделяют газ. Они имеют следующие преимущества:

  • высокий циклический ресурс заряда-разряда;
  • малая чувствительность к глубоким разрядам;
  • экологичность;
  • высокая надежность;
  • отсутствие необходимости в обслуживании;
  • продолжительный срок службы.

Однако, несмотря на это, аккумуляторы, использующие технологию GEL, малопригодны для применения в ИБП, то есть для работы в буферном режиме с редкими нерегулярными циклами заряда-разряда. Дело в том, что ввиду высокой на сегодняшний день их стоимости, использование гелевых аккумуляторов для ИБП будет оправдано лишь при эксплуатации в рабочих режимах с интенсивной цикличностью заряда-разряда.

Из недостатков гелевых аккумуляторов следует отметить:

  • высокую стоимость;
  • губительность эксплуатации АКБ при низких температурах;
  • чувствительность к коротким замыканиям;
  • необходимость контроля напряжения заряда (неустойчивость к перезарядам).

АКБ с технологией AGM (Absorbed Glass Mat)

Особенностью устройства таких батарей является наличие помещенного между пластинами электродов пропитанного электролитом пористого стекловолокна. Волокна этого стойкого к воздействию электролита полотна удерживают его на протяжении всего срока эксплуатации.

В 90% случаев именно аккумуляторы этого типа используются в ИБП. Предпочтительность использования АКБ с технологией AGM в системах резервирования электропитания обусловлена следующими их преимуществами:

  • способность обеспечить высокие токи в цепи независимо от глубины разряда;
  • способность выдержать большое количество циклов заряда-разряда;
  • низкий саморазряд;
  • не нуждаются в обслуживании;
  • невысокая стоимость.

Из значимых недостатков AGM аккумуляторов для ИБП можно отметить:

  • более высокий по сравнению с гелевыми АКБ саморазряд;
  • небольшой резерв по количеству циклов заряда-разряда;
  • чувствительность к глубоким разрядам.

Аккумуляторные батареи, используемые для резервного питания ИБП «Штиль»

Для всего модельного ряда онлайн ИБП ГК «Штиль» использует именно AGM-аккумуляторы из-за следующих преимуществ этого типа батарей:

  • абсолютная безопасность эксплуатации. Такие батареи не выделяют токсичных веществ при своей работе, что позволяет размещать их в любых помещениях. Электролит надежно изолирован в герметичном корпусе, поэтому полностью исключено возникновение опасных ситуаций: даже при механическом повреждении батареи не происходит вытекание электролита.
  • не требуют периодического обслуживания;
  • распространены на рынке электропитания и считаются наиболее доступными – имеют адекватную стоимость.

Ознакомиться с модельным рядом батарейных модулей для ИБП «Штиль».

Как выбрать батарею для ИБП

Батарея – самый важный компонент ИБП. И самый дорогой. К тому же, ещё и обладающий определенным жизненным циклом. Стало быть, рано или поздно, вопрос замены батареи обязательно встанет.
Хорошие АКБ служат много лет, почему бы уже сегодня не заглянуть в завтрашний день, чтобы понять, что станется с нашими вложениями в «железо»? Часто бывает так, когда что-то хорошее стоит очень дорого, а через некоторое время становится легкодоступным.
При выборе ИБП, возникает вопрос: какая аккумуляторная батарея в нём используется, и какая подходит для замены?
Поэтому, для начала поговорим немного о технологиях и типах батарей.

Читать еще:  Возникновение разности потенциалов между нулем и землей в системе TT

Какие бывают батареи ИБП
«Начинка» у АКБ бывает разная. Начнём с самой распространенной – со свинцово-кислотных аккумуляторов.

Их плюсы давно известны: хорошо держат напряжение, имеют маленький саморазряд и высокую продолжительность циклов работы. Некоторые из них выдерживают до 1000 циклов перезарядки, способны работать при в широком диапозоне температуры. Да и технология их достаточно отработана, что делает АКБ надежнее.
Но есть и недостатки. В первую очередь это низкая удельная емкость, большой вес и размер. И их нужно менять после полной разрядки.
А вот никелево-кадмиевые батареи наоборот: небольшие и легкие. Они также вполне надёжны, устойчивы к скачкам температуры, могут выдержать до 1500 зарядно-разрядных циклов, имеют низкий процент самостоятельного разряда и довольно значительную плотность энергии. К тому же, эти АКБ недорого стоят.
Но есть минус – эти аккумуляторы утрачивают свою емкость в последствие «эффекта памяти».

К тому же, цена не всегда может быть показателем высоких производительных характеристик. Взять к примеру, никелево-металлогидридные АКБ. Это дорогие устройства, обладающие высокой плотностью энергии и удельной емкостью, которая практически не уменьшается в ходе эксплуатации. Однако, данные АКБ мало используются как раз из-за эксплуатационных сложностей. В работе данных батарей полно изъянов. Во-первых, это высокий уровень самостоятельного разряда и небольшая нагрузочная способность. Во-вторых, наблюдается дисфункция при полной разрядке и малое количество циклов перезарядки. В-третьих, зарядить такое АКБ не совсем тривиальная задача. В-четвертых, чувствительность к температуре.
Но малый температурный диапазон беда не только никелево-металлогидридных АКБ, этим же «страдают» и литий-ионные батареи. Которые, к слову, можно хранить только в заряженном состоянии.
При том, что у литий-ионных аккумуляторов очень много преимуществ. Основные это – повышенная удельная емкость при небольших габаритах и весе, большая энергетическая плотность и малая скорость саморазряда, быстрая зарядка, количество циклов заряда/разряда, возможность работы при высокой температуре – до 40°С. Кроме того, они вполне надежны и недороги в обслуживании.
Раньше «бесперебойники» на литий-ионных аккумуляторах использовались только в дорогих решениях, однако в этом году Schneider Electric выпустил на рынок первые недорогие модели однофазных ИБП с литий-ионными аккумуляторами мощностью 1кВА и 1,5 кВА c предустановленной сетевой картой — SRTL1000RMXLI-NC и SRTL1500RMXLI-NC, и без неё — SRTL1000RMXLI и SRTL1500RMXLI.

После того, как с типами АКБ стало всё понятно, стоит упомянуть, что самые популярные, свинцово-кислотные батареи могут отличаться по виду применяемого электролита. Обычно это батареи AGM или GEL или устройства с жидким электролитом. В чем особенности разных вариантов?
В батереях с жидким электролитом применяется разбавленная серная кислота. И опасность в том, что устройства не герметичны, есть риск попадания вредных веществ в окружающую среду. Соответственно, обслуживание и зарядка таких батарей возможна только в специальных помещениях. Зато они недорого стоят, чем обусловлена их популярность.
В GEL-батарее электролитный заполнитель имеет структуру геля. В ходе работы он не производит летучих соединений, их корпуса вполне герметичны и гелевые АКБ совершенно безвредны для человека. Кроме того, такие батареи мощные, надежные – срок службы до 12 лет, емкие, способны часто перезаряжаться и функционировать почти в любых температурных условиях. Но есть и недостатки: им противопоказана полная разрядка и стоят они довольно недешево.
По сравнению с GEL AGM-батареи сравнительно недороги. Они тоже произведены на гелевой основе и имеют пониженное электросопротивление. Кроме цены, AGM-аккумуляторы имеют ещё массу достоинств: они долговечны, обладают большой емкостью, устойчивы к вибрации и готовы к размещению в любом положении.
При этом, аккумуляторы AGM работают в буферном режиме, потому что обладают большим числом циклов перезарядки и низкими показателями саморазряда. Плюс – у них нет уже упомянутого «эффекта памяти».
Но AGM имеют и свои минусы. Они мало восприимчивы к перезарядке и не приспособлены для компенсации части утрачиваемого электролита.
В целом, сравнение GEL и AGM приведены в таблице.

Совместимость батарей ИБП
Зная достоинства и недостатки разных типов батарей, упомянутых выше, APC by Schneider Electric разрабатывает и поставляет на российский рынок ИБП со свинцово-кислотными аккумуляторами AGM. У данного правила есть и исключения: недавно вышедшие на рынок ИБП серии «SRTL» с литий-ионными аккумуляторами. Так же, крупные трёхфазные ИБП могут быть настроены на работу с любыми аккумуляторами в зависимости от условий применения и пожеланий заказчика.

Для разных ИБП производитель подразумевает использование разных аккумуляторных батарей, полная информация приведена в таблицах совместимости АКБ, которые выпускают сами производители. Вот, например, таблица по АКБ от APC by Schneider Electric.


Стоит обратить внимание, что у некоторых простых ИБП серии «Back-UPS», замена аккумулятора самостоятельно, руками пользователя не предусмотрена. Для замены, необходимо обращаться в авторизованные сервисные центры. Визуально, такой ИБП можно отличить по жёлтому батарейному коннектору на тыльной стороне.

Преимущества использования оригинальный батарейных картриджей
После обсуждения вопроса совместимости может возникнуть желание воспользоваться не оригинальными батарейными картриджами, а так называемым аналогами – изделиями других производителей.
Преимуществом такого приобретения будет только размер единовременных затрат. Зато рисков прибавляется целый вагон.
Начнём с основного – отсутствия гарантийных обязательств. APC by Schneider Electric даёт гарантию на исправную работу произведённых картриджей. Остальные-вопрос. Никто из сисадминов не горит желанием срываться с места и ехать самостоятельно менять батарею, внезапно вышедшую из строя, или не дай бог, протёкшую.
Кстати, насчёт совместимости – тоже ещё вопрос. В конструкцию ИБП заложены параметры определенной батареи. Замена её на другую может привлечь к снижению срока её службы, некорректному поведению и ыв некоторых случаях повлечь опасность. Не говоря о том, что документации «серых» продуктов, а также на сайтах продавцов может быть масса ошибок.
Поэтому, лучше ещё раз вспомнить про преимущества оригинальных батарей. Это длительный срок службы, безопасность и надёжность с минимумом разъёмов, соответствие всем экологическим требованиям, подтверждённым многими тестами и сертификатами. А также, возможность удобного монтажа и гарантированная совместимость с вашим ИБП.

Срок годности батарей, как хранить, как обслуживать
Срок службы аккумуляторных батарей, которыми комплектуются однофазные ИБП APC by Schneider Electric составляет 3-5 лет, и зависит от соблюдения условий хранения и использования, а так же количества переходов на ИБП на работу от батареи, глубины разряда батареи в каждом случае, а так же длительности нахождения в разряженном состоянии.
Вообще, температурный режим довольно критичен для работы АКБ. Практика показывает, что срок эксплуатации батареи при повышении температуры на каждые 8°C снижается на 50% соответственно. Обязательно учитывайте, что температура внутри ИБП всегда больше температуры снаружи. Так же, ИБП с топологией online и гибридные online-источники нагреваются сильнее, нежели резервные или линейно-интерактивные.

В случае хранения батарей, при температуре окружающей среды от -15°С до +30°С рекомендуется выполнять дозарядку батарей не реже чем раз в полгода. В условиях, когда температура окружающей среды составляет от +30°C до +45°C, выполнять дозарядку батарей нужно не реже чем раз в три месяца. С целью увеличения срока годности, хранить батареи следует при температуре 10°C или ниже.
Если говорить про крупные, трёхфазные ИБП, то обслуживание и замена батарей критична для надежности всего источника. Периодические профилактические работы не только продлевают срок службы цепочек батарей за счет предотвращения ослабленных соединений и коррозии, но и помогают выявить неисправные батареи до их полного выхода из строя.
Кстати, хотя герметичные батареи и называют не обслуживаемыми, этот термин прижился потому, что в них не требуется обновлять электролит. А так, они всё равно требуют регулярного обслуживания.
Стоит также учитывать, что подзарядка батареи малым током приводит к истощению химического ресурса батарей и снижает ожидаемый срок службы почти наполовину.

Доступность оригинальных батарейных картриджей и цены на них
Возвращаясь к теме обсуждения преимущества оригинальных картиджей, необходимо отметить, что ведущие бренды тоже следят за рынком. Так вот Schneider Electric объявил о существенном снижении цен на сменные аккумуляторные картриджи, предназначенные для самых популярных источников бесперебойного питания APC. До 60% дешевле теперь продается целый ряд моделей батарейных картриджей.

Резюме
Универсального совета по выбору аккумуляторных батарей не существует. Для решения любой задачи можно подобрать несколько вариантов: от недорогих до супер-навороченных. И тут очень важно понимать, каковы будут первоначальные единовременные вложения и сколько выйдет в итоге совокупная стоимость владения. Последнее более важно в перспективе, потому как ИБП приобретаются не на один год. Текущий тренд развития аккумуляторов говорит о том, что батареи на литий-ионе будут дешеветь и проникать во все ниши, вплоть до домашнего пользования.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector