- Що необхідно знати при виборі АКБ?
- Основні критерії вибору акумуляторів для ДБЖ
- вибір потужності
- типи акумуляторів
- Корисні поради
У численних електротехнічних довідниках цей термін визначається як джерело відновлюваної електричної енергії для ДБЖ, необхідної на випадок відсутності в мережі живлення напруги, або низького його якості. Основними показниками акумуляторів є напруга і ємність. Перший безпосередньо залежить від обраних виробником схемотехнік. Ємність же в свою чергу залежить від активної маси батарей (кількості в ній електроліту), проте існують приклади, коли два акумулятора однакової ваги мають різну ємність. Тут необхідно враховувати конструктивні особливості виробу, іншими словами товщину і площу пластин. Вага акумулятора є дуже важливим параметром, що характеризує його якість. Вся справа в тому, що свинець, з якого зроблені пластини - це найдорожчий матеріал в АКБ. Крім того маса батареї залежить від кількості електроліту в ній. У зв'язку з цим якісний акумулятор мало важити просто не може.
Найбільшою популярністю в джерелах безперебійного живлення користуються батареї сівнцово-кислотного типу в зв'язку з особливістю їх функціонування в ДБЖ (найчастіше в буферному режимі), меншою вартістю і т.д. Рідше в зв'язку зі специфічними вимогами використовують нікель-кадмієві, або гелієві АКБ. Що стосується вартості даних джерел електроенергії, то це далеко не останній фактор. Так, наприклад, при плануванні покупки акумуляторів для ІБП " , Що встановлюється в систему, що вимагає тривалого часу автономної роботи, вартість батарейного комплекту виходить на перші рядки переліку витрат на її обслуговування.
Досить популярним варіантом для довгострокового резервування вважається використання в парі з UPS дизельної генераторної установки, розраховану на тривалу експлуатацію. Термін служби акумуляторних батарей в середньому становить 3-10 років в залежності від їх типу і умов використання. Однак при правильному підборі і експлуатації в належних умовах батарея прослужить максимальну кількість часу. Якщо ж акумулятор повністю не відповідає особливостям роботи і живиться навантаження (так часто трапляється, коли його покупка була нав'язана продавцем), він може не прослужити і року.
Що необхідно знати при виборі АКБ?
На момент вибору АКБ для UPSнеобходімо зібрати якомога більше інформації про якість електрики в мережі живлення (його коливань, наявності перешкод і т.д.), а також чутливості підключається до подачі нестабільної напруги. При високій якості електроживлення і стабільному середньодобовому напрузі в мережі для захисту офісних ПК і оргтехніки цілком достатньо ДБЖ, що має топологію Stand-by. Це досить надійне і економічне рішення для резервування прийняття для невибагливого обладнання від рідкісних відключень електроенергії.
При наявності на лінії «важких» потужних індустріальних споживачів, або коли мережу надмірно перевантажена, напруга може відхилятися в широкому діапазоні. При цьому найбільш оптимальним варіантом буде UPS архітектури Line-Interactive, що дозволяють стабілізувати параметри вихідної напруги. Нерідко зустрічаються ситуації, коли устаткування, що захищається дуже чутливо до найменших коливань в мережі живлення і критично навіть до стабільності частоти змінного струму. В такому випадку краще вибирати бесперебойники On-Line типу з подвійним перетворенням енергії (Double Conversion).
Процес вибору ДБЖ нерозривно пов'язаний з оцінкою тривалості функціонування підключеної техніки при відсутності напруги. У тому випадку, якщо дані відключення носять тривалий характер, або якість мережі дуже погане ІБП дуже часто буде переходити в автономний режим, в результаті чого акумулятори будуть не в змозі повністю відновити свій заряд, а термін експлуатації останніх - знижуватися. Обидва варіанти несприятливі по своєму, оскільки в першому випадку позачергове відключення електрики може стати причиною некоректного завершення роботи обладнання і додатків через брак заряду батарей, а в другому збільшуються витрати на обслуговування джерела безперебійного живлення.
Основні критерії вибору акумуляторів для ДБЖ
Щоб правильно вибрати акумуляторну батарею для того чи іншого джерела безперебійного живлення слід дотримуватися наступних принципів та рекомендацій:
- визначитися на батареї якої напруги розрахований ДБЖ. Більша частина даних приладів використовує для роботи акумулятори на 12 В. Нерідко на корпусі виробу не вказується величина його напруги, або вона прихована під різними наклейками або знаходиться в недоступному місці. Тоді єдиним можливим способом дізнатися вольтаж батареї є зняття напруги з її клем за допомогою вимірювального приладу. За залишковим напрузі акумулятора (навіть в сильно розрядженому стані) на холостому ходу можна віднести його до групи 6В, або 12В батарей.
- вибрати оптимальну ємність акумулятора в залежності від часу автономної роботи підключеної техніки, яке має забезпечувати дана модель ДБЖ. Якщо є неробочі батареї для UPS, але не відома їх ємність (не зазначена у маркуванні), то її можна визначити приблизно по масі і габаритами джерела відновлюваної енергії. Як відомо, при заданій напрузі показник ємності батареї точно співвідноситься з її розмірами і вагою.
- визначитися з габаритами АКБ, застосовуваних в обраному UPS. До цього питання необхідно підійти досить відповідально, оскільки на ринку обладнання для безперебійного електропостачання представлено чимало моделей ДБЖ, які комплектуються батареями, які мають нестандартні розміри.
- орієнтуватися на акумулятори тільки того типу, які допускаються для установки в наявний ДБЖ.
вибір потужності
Для того щоб батарея забезпечувала постійну потужність на навантаженні величина струму на її вихідних клемах повинна збільшуватися пропорційно падінню напруги на акумуляторі. Найчастіше від ДБЖ потрібно забезпечити працездатність обладнання, яке підлягає на нетривалий термін. Це може бути 15 або 20 хвилин, зазвичай цілком достатньо для коректного відключення техніки, завершення роботи програм, переходу на живлення від генераторної установки і т.д. В такому випадку на перше місце при виборі джерела електричної енергії для UPSвиходіт здатність останнього за короткий відрізок часу віддавати максимальну потужність. Оцінити вказаний параметр можна по такій характеристиці, як розряд постійною потужністю протягом 15 хвилин до заданої мінімальної величини напруги (до 1,7-1,8) при температурі навколишнього середовища близько 20оС. Ще один важливий показник - це внутрішній опір акумуляторної батареї. Відповідно чим воно менше, тим більшу потужність батарея в стані віддати за малий проміжок часу.
У малопотужні UPS (до 5 кВА), які передбачають функціонування в автономному режимі протягом не більше 30 хвилин, часто встановлюють батареї ємністю 7-12 Ач і напругою 12 В, мають термін служби до 5 років. Більш потужні пристрої, що забезпечують тривалу і безперебійну працездатність навантаження, вимагають АКБ ємність вище - до 250 А (наприклад, в приватний будинок для опалювальної техніки, в серверну для телекомунікаційного обладнання). Це акумулятори на 12 В з терміном служби до 12 років, які з'єднують блоками паралельно і послідовно з метою нарощування потужності.
типи акумуляторів
Так як все UPS відрізняються за багатьма параметрами, таким як потужність, конструктивне виконання, призначення і т.д., то використовувані в них батареї також різняться електрохімічними характеристиками. Як показує досвід, не існує ідеальних акумуляторів для ДБЖ. Можна лише говорити про кращу або гіршу придатності тих чи інших типів АКБ для конкретних умов експлуатації. Найбільш оптимальним варіантом за своїми характеристиками для джерел безперебійного живлення є батареї свинцево-кислотного типу (AGM). Це герметичні необслуговувані акумулятори клапанно-рекомбінаційного типу (мають маркування VRLA). Дані джерела характеризуються всіма перевагами, які необхідні для подібного роду техніки: тривалим терміном експлуатації, великою кількістю циклів заряду-розряду (до декількох сотень), прийнятним рівнем безпеки, оскільки практично не передбачають втручання в роботу батарей. Крім того, акумулятори даного типу не так чутливі до навколишніх умов, тому служать довше (до 12 років при правильному використанні).
Ще однією перевагою, властивим свинцево-кислотних АКБ, є відсутність так званого «ефекту пам'яті», тобто зниження ємності батареї при неповному заряді. До того ж, вони відрізняються низьким саморазрядом і відносно невисокою вартістю, що особливо важливо з огляду на той факт, що в середньому вартість акумуляторів становить до 30% від ціни самого ДБЖ. Серед найбільш значущих недоліків свинцево-кислотних батарей можна назвати невелику питому ємність (відношення ємності до маси / об'єму виробу) в порівнянні з аналогами інших типів. В окремих випадках в UPS використовуються нікель-кадмієві акумулятори. Особливо безальтернативним варіантом вони будуть для систем безперебійного енергопостачання, експлуатованих у важких умовах навколишнього середовища, будь то сильна спека, або арктичний клімат, оскільки дані батареї досить стійкі до критичних температур. Ще зазначені вироби Єдиним фактором, що стримує на сьогоднішній день активне зростання їхньої популярності в ДБЖ, є висока вартість.
Гелеві акумуляторні батареї в UPS практично не використовуються через особливості функціонування такого устаткування. Справа в тому, що бесперебойники більшу частину часу працюють в буферному режимі, відповідно акумулятори розряджаються зрідка і частіше за все не повністю. Використовувати в таких умовах гелієві батареї, які, по-перше, коштують значно дорожче, а по-друге, мають великий циклічним ресурсом (призначені для тривалої роботи в автономному режимі в додатках циклічного характеру, а також «жорстких» умовах, при сильних і глибоких розрядах і т.д.) просто недоцільно. Ще один аргумент, який повинен переконати користувача відмовитися від покупки гелиевой АКБ для джерела безперебійного живлення - це низькі динамічні зарядні і розрядні характеристики, що не прийнятне для UPS великої потужності, середній робочий цикл якого складає не більше 15 хвилин.
Корисні поради
Для того щоб джерело енергії для ДБЖ прослужив якомога довше слід дотримуватися наступних правил і порад:
- Проводити заміну батарей слід тільки на однотипні моделі (однакового типу, ємності, напруги і внутрішнього опору), допустимі до використання в наявному ДБЖ.
- Старі АКБ іноді «повертають до життя» за допомогою 12 В адаптера змінного струму, або зарядного пристрою для автомобільних акумуляторів. Підзарядку необхідно проводити тільки короткими циклами.
- Не можна викидати витрачено свій ресурс акумулятори в сміття, так як вони містять електроліт. Для цього існують спеціальні пункти прийому, або в магазині при покупці нових батарей старіше забирають для утилізації, при цьому покупцеві робиться знижка.
Що необхідно знати при виборі АКБ?
