[Статья] Как подобрать аккумуляторные батареи для ИБП
Обеспечение бесперебойного питания техники подразумевает возможность, при отключении электропитания, переключиться на альтернативный источник энергии. Какой ИБП вы бы не выбрали, функцию источника энергии будут выполнять аккумуляторы. Их технические параметры и конструкция в большей степени определяют требования к помещению, в котором они располагаются, а также время автономного питания устройств. Это единственный элемент в структуре ИБП, при окончании срока службы, требующих замену.
Типы аккумуляторов
Аккумуляторы - это химический источник энергии, накапливающие энергию благодаря внутренним реакциям окисления-восстановления. При разряде происходят обратные процессы, обеспечивающие многократное использование. На сегодняшний день выпускаются различные типы аккумуляторов. Свинцово-кислотные среди них наиболее распространенные, благодаря своей не высокой цене и надежности. Стабильность напряжения при изменении тока нагрузки и температуры - их основное достоинство. Технические характеристики этих аккумуляторов, значительно зависят от температуры окружающей среды и электролита (в данном случае, используется раствор серной кислоты в дистиллированной воде), и меняющейся, в процессе разряда и заряда, плотности раствора. Недостатками данных аккумуляторов в процессе работы выделяются газ (водород и кислород). К сожалению, такие аккумуляторы оказывают негативное воздействие на людей и технику. Поэтому они довольно затратные в обслуживании и требуют специальных условий эксплуатации.
На сегодняшний день существуют малообслуживаемые, герметичные не требующие ухода аккумуляторы. Последние стали широко применяться для бесперебойного электропитания питания, пожарной и охранной сигнализации, в области телекоммуникации и прочем оборудовании. В данном типе аккумуляторов используется принцип разложения воды на кислород и водород, и обратно. В свинцово-кислотных АКБ такую реакцию позволяет использовать "связанный" электролит, внутри которого имеются поры, которые позволяют ионам кислорода и водорода свободно перемещаться от одного электрода к другому.
Существует два основных способа "связывания" электролитов:
- применение пористого заполнителя, пропитанного жидким электролитом. Например стекловолокно (технология Absorptive Glass Mat - AGM);
- использование гелеобразного электролита (технологии Dryfit и Gelled Electrolite - GEL).
Для улучшения параметров аккумуляторов, производители могут применять различные смешанные технологии, совмещающие преимущества указанных выше способов.
В герметичные аккумуляторы устанавливаются клапана для сброса избыточного давления. На протяжении всего срока службы, такие аккумуляторы практически не требуют обслуживания, и можно устанавливать в помещениях с естественной вентиляцией, что является значительным преимуществом, перед кислотными батареями. Для достижения больших значений разрядных токов и напряжения, аккумуляторы соединяются параллельно или последовательно в группы. В промышленности выпускаются моноблочные батареи, которые содержат в одном корпусе несколько, последовательно соединенных банок. У таких батарей значение напряжения стандартно: 2, 6, 12, 24 В.
Срок службы аккумуляторных батарей
Производители постоянно стараются продлить срок службы АКБ, для этого они совершенствуют технологии изготовления. В настоящее время, срок службы батарей составляет более 10 лет, однако время указывается исходя из расчета соблюдения определенных условий эксплуатации. Не соблюдения данных условий существенно сокращает жизненный цикл аккумулятора. Для компенсации тока утечки, аккумулятор должен постоянно находиться на подзарядке (в буферном режиме). Если превысить оптимальное напряжения подзаряда, это многократно увеличит значение тока подзаряда, что приведёт к значительному сокращению срока жизни батареи. Аналогичный эффект происходит и при изменении температуры внутри батареи. (Поэтому батареи остаются самым уязвимым местом в системах бесперебойного питания.)
Учитывая эти факторы, P-Com и другие производители ИБП принимают специальные меры для обеспечения оптимальных режимов эксплуатации аккумуляторных батарей. Встраивают в источники бесперебойного электропитания микропроцессорные блоки, которые постоянно контролируют состояние батарей и регулируют ток заряда в зависимости от температуры. Однако, это не означает отсутствие необходимости поддерживать определенный температурный режим в помещении, где установлены аккумуляторные батареи, так как отдаваемая аккумуляторами емкость, определяющая время автономной работы ИБП зависит от температуры окружающей среды.
Подборка параметров.
Для того, чтобы выбрать батареи для ИБП необходимо оценить длительности работы оборудования в условиях отключенной электроэнергии. Длительность работы зависит от ёмкости установленных в источник бесперебойного питания батарей. ИБП с внутренними батареями, как правило, обеспечивают от 3 до 5 минут автономной работы. Для обеспечения более длительного времени работы источника бесперебойного питания, необходимо подключение внешних батарей.
При подборе аккумуляторных батарей для ИБП, необходимо помнить, что если из-за не стабильного напряжения сети, будут частое подключение оборудования к источнику бесперебойного питания от батарей, что может привести к тому, что аккумуляторы просто не успевают накопить заряд. В таком случае, нужно более точно подбирать ёмкость аккумуляторных батарей для выполнения условий пост аварийного режима и времени восстановления.
Выбор батарей, необходимых для определённого источника бесперебойного питания — задача не простая и ответственная. Для того, чтобы её решить, необходимо определить соответствие технических параметров батарей, которые бы подошли к Вашему источнику. После чего сделать отбор из доступных вариантов, исходя из условий времени работы источника бесперебойного питания, условий эксплуатации и необходимый срок службы.
Для выбора ИБП необходимо определить следующие параметры:
1) Какое напряжение аккумуляторов, используемых в ИБП. В случае, если вам не удаётся уточнить напряжение аккумулятора, либо у вас нет доступа к заводской маркировке аккумулятора (скрыта под другими наклейками), измерьте напряжение на клеммах аккумулятора вольтметром. Даже сильно разряженного аккумулятора остаточное напряжение на холостом ходу позволяет отнести его либо к 6В, либо к 12В.
2) Определите емкость аккумуляторов, используемых в ИБП. Если параметр ёмкости не указан на маркировке аккумулятора, Вы можете определить их (приблизительно), оценив массу и габариты устройства, так как при известном напряжении ёмкость примерно соотносится с размером.
3) Для АКБ, встроенных в источники бесперебойного питания, необходимо более точно определить размеры аккумуляторной батареи, в соответствии с установочными местами внутри источника. Для аккумуляторных батарей, подключаемых дополнительно (внешних АКБ), основным параметром является напряжение и расчетная ёмкость. Важно точно знать данные параметры, если емкость батарей Вам не известна. Измерьте аккумулятор и соотносите полученные данные с ёмкостью и напряжением. Эта проверка необходима, так как на рынке предлагается немало ИБП, в комплектацию которых входят аккумуляторы нестандартных габаритов.
Обслуживание батарей
Требуют минимального ухода, который включает в себе поддержание аккумуляторов в чистоте внешних поверхностей аккумуляторов, соединительных клем, для уменьшения тока утечки. И не менее двух раз в год проводить контрольный подзаряд аккумуляторных батарей, для определения их технического состояния.
Всего вам хорошего и бесперебойного питания вашей технике!