Jak vybrat baterii pro UPS. Teorie

Záložní zdroje energie jsou mezi Rusy stále běžnější. Důvodem je špatný stav energetických sítí a zvyšující se dostupnost záložních a autonomních energetických systémů.

Moderní systémy UPS jsou cenově dostupné a mohou mít dostatečně velký výkon pro napájení obytných budov nebo dokonce průmyslových zařízení.

Jak vybrat a koupit baterii do UPS?

Důležitou součástí každého nepřerušitelného napájení jsou baterie, které ukládají energii a zajišťují, že systém funguje v autonomním režimu, tedy dříve koupit baterii pro UPS, musíte se rozhodnout pro typ a kapacitu baterie.

Olověné baterie jsou zpravidla ideální pro stacionární autonomní a záložní napájecí systémy. Tento typ baterie je rozšířený, má dlouhou životnost, od 5 do 12 let a je cenově dostupný. Olověné baterie jsou však také odlišné a vyžadují zvláštní přístup k výběru typu a kapacity produktu.

AGM nebo gelové baterie?

• Rozdíl mezi gelovými bateriemi je ten, že obsahují roztok kyseliny sírové vázaný do gelu. Vzniklý průtokem vysokého proudu, kyslík a vodík zůstávají uvnitř gelu, kde se rekombinují za vzniku vody, která je opět absorbována gelem. Díky účinné rekombinaci plynů, gelové baterie mají dlouhou životnost, až 12 let, zvýšený počet cyklů nabití-vybití a jsou odolné proti hlubokému vybití. Baterie vyrobené technologií GEL mají navíc široký rozsah provozních teplot. Tyto výhody umožňují široké využití technologie v autonomních energetických systémech, včetně systémů založených na alternativních zdrojích energie.
• Trakční nebo startovací baterie jsou široce používány v automobilech, ale nejsou vhodné pro použití jako součást UPS a autonomních systémů založených na alternativních zdrojích energie.

Hlavním znakem trakčních baterií je přítomnost kapalného elektrolytu, který se při protékání vysokého proudu může volně vařit, proto se baterie vyrábí v neutěsněném pouzdře a mají schopnost elektrolyt doplňovat. Desky startovací baterie mají porézní strukturu, která umožňuje vysoký proudový výstup, ale zkracuje životnost baterie.

Při varu elektrolytu se uvolňuje vodík a kyslík, což může vést k požáru nebo dokonce k výbuchu, takže místnost, kde jsou baterie umístěny, musí být dobře větraná.

Olověné baterie AGM mají mezi deskami separátor v podobě vláken napuštěných elektrolytem. Díky dutinám mezi vlákny dochází k rekombinaci plynů, což umožňuje vyrábět baterii v utěsněném pouzdře.

Baterie AGM mají ve srovnání s trakčními nebo startovacími bateriemi delší životnost, neuvolňují výbušné plyny a díky tomu se dobře hodí pro systémy nepřerušitelného napájení. V současné době technologie AGM umožňuje vyrábět baterie, které vydrží hluboké vybití, což je velmi důležité pro systémy autonomního napájení.

Pojďme si to shrnout. Každý systém má svou vlastní baterii:

• pro UPS – nejlepší je použít baterie vyrobené technologií AGM;
• Pro autonomní systémy jsou vhodné gelové baterie a AGM s hlubokým cyklem.

Trakční nebo startovací baterie lze použít, ale s velkou opatrností. Zejména pokud je systém umístěn v obytné budově.

Jak vypočítat potřebnou kapacitu baterie?

Výpočet potřebné kapacity baterie je vcelku jednoduchý. Vezměte množství energie uložené v bateriích, Watt*h, a vydělte napětím systému, Volt. Při výpočtu věnujte pozornost hodnotě maximální hloubky vybití pro dlouhou životnost vašich baterií, doporučujeme je nevybíjet na úroveň nižší než 25 %.

Průměrná denní spotřeba bytového domu je 4,5 kWh za den. Napětí systému baterie je 12 voltů a maximální hloubka vybití je alespoň 25 %. Pro autonomní provoz systému po dobu 2 dnů potřebujeme baterie o celkové kapacitě:

4500 Watt * 2 dny / 12 Voltů / (1-0.25) (25 % maximální hloubka vybití) = min. 1000Ah

Baterie pro UPS a autobaterie. jaký je v tom rozdíl?

Jaký je rozdíl mezi baterií UPS a autobaterií? Je možné připojit autobaterii k nepřerušitelnému napájení?

Autobaterie jsou výrazně levnější než specializované baterie používané v jednotkách nepřerušitelného napájení. Proto se náklady na řešení „UPS + externí baterie“ snižují, zejména s dlouhou životností baterie a následně velkou celkovou kapacitou baterie.

Na rozdíl od automobilových jsou bateriové sady UPS obvykle umístěny v uzavřených, špatně větraných technických nebo kancelářských prostorách. Mají značnou celkovou kapacitu a jsou navrženy pro dlouhou výdrž baterie (od několika hodin až po jeden den). Maximální kapacita bateriového bloku je omezena výkonem nabíječky UPS, tzn. možnost vymáhání poplatku v přiměřené době. Takové baterie uvolňují energii rovnoměrně po dlouhou dobu. Lze použít autobaterie? Jaký je jejich rozdíl? Jak název napovídá, jsou určeny pro jiné aplikace a jiné provozní podmínky. Takové baterie jsou umístěny pod kapotou vozidla, dobře větrané a vystavené měnícím se okolním teplotám. Používají se jako startovací baterie (startování motoru pomocí elektrického startéru), napájení zapalovacího systému u benzínových motorů a také jako zdroj palubní elektrické energie při vypnutém motoru. Startování motoru je krátkodobý, ale velmi stresující proces. Dále je napájení systémů vozidla podporováno elektrickým generátorem. Startovací baterie musí být schopny udržet vysoké množství elektrického proudu po krátkou dobu při startování motoru. Ztrácejí tím značnou část svého náboje.

Prvním hlavním rozdílem je doba trvání pracovního cyklu a rovnoměrnost výstupu elektrického proudu, které je dosaženo zvětšením tloušťky vnitřních bateriových desek. Průměrná tloušťka elektrod autobaterií je 1.0 – 1.2 mm, zatímco u baterií UPS jsou dvakrát silnější (2.0 – 2.5 mm). Zmenšení tloušťky elektrod urychluje pohyb elektronů a dlouhodobý provoz autobaterie jako součásti UPS vede k rychlé destrukci jejích desek. Na druhou stranu tlusté plechy specializovaných UPS baterií by nebyly schopny dodat velký proud při startování motoru, takže jejich použití jako startovací baterie je nemožné. Mají ale dlouhou životnost.

Dalším důležitým rozdílem je rozdíl ve stejnosměrném napětí mezi nabíječkou UPS a automobilem. U nepřerušitelného napájení je to v rozmezí 13.5 až 13.8 V, u vozidla pak 14.0 – 14,2 V. Autobaterie a baterie UPS se totiž nabíjejí různými způsoby: různým napětím a proudem. Autobaterie připojené k nepřerušitelnému zdroji energie jsou tedy neustále „nedobité“, což následně snižuje životnost baterie systému. Při 100% nabití se baterie přestane nabíjet, a proto již neodebírá proud nabíječky. Vybitá baterie se nadále nabíjí proudem nabíječky, aniž by kdy dosáhla bodu nabití. To vede k varu elektrolytu v autobateriích při použití v systémech nepřerušitelného napájení, což negativně ovlivňuje jejich výkon.

Třetím důležitým rozdílem mezi autobateriemi je uvolňování vodíku během provozu (během nabíjení). To není problém při jejich instalaci pod kapotu auta (téměř na ulici), kde je neustálé větrání. Instalace takových baterií v interiéru povede k hromadění vodíku, který po smíchání se vzduchem tvoří výbušný plyn (výbušnou směs). Jakákoli jiskra při zapínání nebo vypínání světla může způsobit detonaci. Specializované baterie UPS jsou zcela utěsněny. Během provozu nevypouštějí plyn a vodík je recyklován uvnitř baterie.

Autobaterie má vysoký samovybíjecí proud. Často také používají jako elektrolyt roztok kyseliny sírové (kapalný elektrolyt). A všechny chemické reakce v kapalném médiu probíhají rychle, takže životnost baterií tohoto typu je kratší než u specializovaných baterií UPS. Nepřipojená autobaterie (například při skladování) se vybíjí mnohem rychleji. Moderní baterie pro systémy nepřerušitelného napájení využívají technologii AGM. Mezi elektrodami je umístěn porézní materiál impregnovaný elektrolytem. Elektrolyt tedy není v kapalném stavu. Technologie AGM se vyznačuje nízkým samovybíjecím proudem. To také zvyšuje životnost baterií specializovaných baterií (zejména s dlouhou dobou zálohování) oproti automobilovým díky nízkému samovybíjení.

Významnou roli hraje také faktor prostředí. V autobateriích se kapalný elektrolyt postupně odpařuje a vytváří se uvnitř baterie volný prostor. Je naplněn výbušným plynem (vodíkem). Použití takových baterií v obytné oblasti bez dodatečného větrání se z bezpečnostních důvodů nedoporučuje.

Autobaterie jsou však cenově výhodnější ve srovnání se specializovanými bateriemi UPS. To je ale pouze vyvolávací cena při jejich nákupu. Při analýze celkových nákladů na vlastnictví autobaterie výrazně ztrácí. Počáteční úspory se promění v ušlý zisk. Například průměrná autobaterie s kapacitou 100 Ah má vyvolávací cenu 4000 2 rublů. a životnost 12 roky při spolupráci s UPS. Na druhou stranu baterie pro UPS, například HRL 100-100 s kapacitou 12,000 A/h, stojí přibližně 10 XNUMX rublů, ale má životnost XNUMX let. Ukazuje se, že z dlouhodobého hlediska jsou specializované baterie výrazně výhodnější než autobaterie.

Pro UPS je nutné použít specializované baterie určené pro provoz jako součást systémů nepřerušitelného napájení.

Auta musí používat autobaterie.

Používání baterií k jiným účelům, než ke kterým jsou určeny, může mít negativní důsledky. Zjevná počáteční úspora nákladů při použití autobaterií v UPS vede ke snížení spolehlivosti systému, snížení životnosti baterie a zvýšení celkových provozních nákladů.

Pro práci s nepřerušitelnými zdroji napájení je nejlepší použít specializované baterie od známých výrobců, kteří používají moderní technologie AGM, Dryfit atd.

Další poznámky k článku:

1) Autobaterie jsou výrobcem navrženy pro jednorázový provoz nebo provoz v řetězci 2 baterií. Výrobce autobaterií obvykle nezaručuje, že technické parametry všech baterií jsou dostatečně přesné. Výrobce tedy neručí za správný chod sekvenční řady 3 – 6 a více baterií.

2) V poslední době se technologie AGM používá i v autobateriích. Příklad: Baterie 95 Ah, VARTA Start-Stop Plus 595 901 085 (G14) [13,250 XNUMX RUB]. Takové baterie však nelze považovat za úplnou obdobu specializovaných baterií AGM pro UPS. Pro provoz v systémech nepřerušitelného napájení je povoleno používat pouze olověné AGM baterie doporučené výrobcem pro UPS nebo podobná zařízení.

Hlavní rozdíly mezi doporučenými bateriemi AGM:

• Kompatibilní s nabíječkou UPS (baterie mají jmenovité napětí udržovacího nabíjení 13.6 – 13.8 V).

• Podpora provozu ve vyrovnávací paměti (důležité pro použití ve spojení s online UPS s dvojitou konverzí napětí).

• Udržuje vybíjení po dlouhou dobu.

• Lze použít v sériové lince (obvodu) více baterií (jsou splněny požadavky na přesnost parametrů baterie).

3) Výkonné třífázové UPS, např. N-Power Evo 20 – 100 KVA, umožňují připojení různých typů baterií za předpokladu jejich správného výpočtu, provozu a údržby. Mohou to být buď uzavřené olověné baterie různých typů, nebo baterie s jiným chemickým složením, například Ni-Cd atd.