AGM и GEL аккумуляторы для ИБП (бесперебойника, UPS) 12В

Аккумуляторы для ИБП. Классификация

Содержание:

Аккумулятор ИБП — основная часть бесперебойника

Очень важной частью любого источника бесперебойного питания является аккумуляторная батарея. От технических характеристик аккумулятора для ИБП зависят все основные параметры бесперебойника. Именно аккумулятор ИБП определяет в конечном счете и мощность источника и длительность резерва бесперебойника. Вот почему необходимо грамотно подойти к вопросу выбора аккумулятора для источника бесперебойного питания.

Аккумуляторы для бесперебойников. Классификация по конструктивному типу

В наше время в мире выпускаются аккумуляторы различных типов. Вот далеко не полный список: свинцово-кислотные, медно-литиевые, никель-кадмиевые, никель-металлогидридные, железо-никелевые, серно-натриевые, серебряно-цинковые, серебряно-кадмиевые, литий-ионные, литий-полимерные, никель-водородные, марганцево-цинковые. Все типы аккумуляторных батарей имеют различную конструкцию, различные свойства и различные цены.
Рассмотрим основные типы аккумуляторов, применяемых для источников бесперебойного питания.

Свинцово-кислотные аккумуляторы для ИБП

Свинцово-кислотные (с английского Sealed Lead Acid) аккумуляторные батареи получили наибольшее распространение. К положительным свойствам относятся: низкая стоимость, низкий саморазряд, высокая надежность, стабильность напряжения, работа в широком диапазоне температур, длительность циклов работы, возможность совершать до тысячи циклов заряда / разряда. К отрицательным свойствам можно отнести: большой вес и габариты, маленькая удельная ёмкость, теряют работоспособность при глубоких разрядах.

Никелево-кадмиевые аккумуляторы для ИБП

Никелево-кадмиевые (Ni-Cd) аккумуляторные батареи получили большую известность в последние годы благодаря маленькому весу и размерам широко применяются в различных электронных устройствах. К положительным свойствам относятся: высокая энергетическая плотность, возможность осуществления до 1500 перезарядок, низкий саморазряд (менее 20 % в месяц), не дорогая цена, высокая надежность, простота в эксплуатации, хорошая стойкость к перепадам температур. К отрицательным свойствам относятся: наличие «эффекта памяти», постепенное уменьшение ёмкости АКБ, использует высокотоксичное вещество, высокая стоимость переработки и утилизации.

Никелево-металлогидридные аккумуляторы для ИБП

Никелево-металлогидридные (Ni-MH) аккумуляторные батареи известны довольно давно и обладают рядом улучшенных характеристик, но они не получили большого распространения, прежде всего из-за сложностей в эксплуатации. К положительным свойствам относятся: высокая удельная ёмкость, стабильная работа, большая энергетическая плотность, не снижает уровень ёмкости. К отрицательным свойствам относятся: малое число циклов заряда / разряда, высокая цена батареи, более узкий температурный режим работы, малая нагрузочная способность, не переносит глубоких разрядов, высокий уровень саморазряда, сложность процесса зарядки, большие расходы на эксплуатацию.

Литиево-ионные аккумуляторы для ИБП

Литиево-ионные (Li-Ion) аккумуляторные батареи были изобретены ещё в первой половине 20 века, однако их массовое производство началось только в 90-х годах. Сегодня они являются наиболее перспективными для использования в электронных устройствах. Такие батареи имеют большую удельную ёмкость и могут обеспечить мощного потребителя при малом собственном весе и размере. К положительным свойствам относятся: высокая надёжность работы, большая энергетическая плотность (около 100 Вт*ч/кг), очень маленькая скорость саморазряда (около пяти процентов в месяц), АКБ не теряет ёмкости в процессе работы, низкая стоимость обслуживания. К отрицательным свойствам относятся: высокая цена, не достаточно широкий диапазон температур работы, АКБ необходимо хранить в заряженном виде, есть эффект старения, необходимо использовать специальные зарядные устройства.

В настоящее время наибольшее распространение получили обычные свинцово-кислотные аккумуляторы для ИБП. Основные причины — высокая надёжность аккумуляторных батарей, низкая стоимость приобретения, простота в обслуживании, работоспособность в тяжелых климатических условиях, возможность многократных процедур заряда.

Аккумуляторы для бесперебойников. Классификация по типу электролита

По типу используемого электролита все аккумуляторные батареи можно разделить на три основные группы: АКБ с жидким электролитом, АКБ по технологии GEL, АКБ по технологии AGM. Рассмотрим основные характеристики этих типов аккумуляторов.

Аккумуляторы для источника бесперебойного питания с жидким электролитом

Аккумуляторные батареи с жидким электролитом имеют наибольшее распространение. Эта технология включает использование раствора серной кислоты в качестве электролита. К такому типу относятся обычные автомобильные АКБ. Основной их недостаток состоит в том, что они не герметичны. В процессе работы такие батареи выделяют водород и пары серной кислоты, что негативно сказывается на их экологичности. Негерметичные аккумуляторы требуют сложного обслуживания, специального помещения для проведения работ по зарядке и обслуживанию. К положительным свойствам следует отнести низкую стоимость приобретения батареи. Такие аккумуляторы редко используются для источников бесперебойного питания, однако могут быть применены в случае внешнего подключения АКБ и наличия специального не жилого помещения.

Аккумуляторы GEL для источника бесперебойного питания

Аккумуляторы GEL (гелиевые аккумуляторы) производятся по технологии GEL-Electrolite. Для получения нужного желеобразного состояния в состав электролита АКБ добавляют специальный загуститель. Аккумуляторы, созданные по этой технологии, не имеют выделения газов. Поэтому они изготавливаются герметичными. Герметичные аккумуляторы для ИБП безопасны и не требуют специального обслуживания. GEL АКБ имеют высокую надёжность, работоспособны в широком диапазоне температур, имеют высокую ёмкость и длительный срок эксплуатации. Однако их стоимость более высокая, чем у негерметичных АКБ. Также необходимо не допускать глубокого разряда таких батарей.

Аккумуляторы AGM для источника бесперебойного питания

Аккумуляторы по технологии AGM (Absorptive Glass Mat) являются самыми современными. По сути они являются модернизацией АКБ типа GEL. В качестве электролита в таких батареях используют жидкий электролит, абсорбированный специальными пористыми волокнами. Такая технология позволяет делать батареи герметичными. При их работе не выделяются вредные пары. В то же время электрическое сопротивление таких АКБ ниже, что существенно улучшает показатели. В производстве источников бесперебойного питания именно аккумуляторы по технологии AGM получили большое распространение. Такие АКБ имеет ряд положительных свойств: высокая надёжность работы, простое обслуживание, большая эпикритическая ёмкость, низкая стоимость приобретения и низкая стоимость обслуживания, большой срок службы.

Купить аккумуляторы для ИБП в Ростове-на-Дону, Москве, Санкт-Петербурге, Новосибирске в магазинах СКАТ

Получить необходимые консультации специалистов, подобрать нужный аккумулятор по размерам и техническим характеристикам помогут специалисты сети магазинов СКАТ. Большой выбор различных моделей аккумуляторов для бесперебойников вы найдете в фирменных салонах в городах: Москва, Ростов-на-Дону, Санкт-Петербург, Новосибирск.

Читайте также:

Аккумулятор 12v 7ah, (12в 7ач). На складе. Выбор и обзор моделей.

Вопрос возникает — какой покупать? Приведем ниже инф. Вам в помощь, на нашем сайте специально созданы тематические страницы и если Вы ищите аккумулятор под конкретные цели, можете посмотреть более полную информацию и выбрать самую оптимальную модель 7ач АКБ:

Сегодня, в реальном наличии на складе нашего магазина Вавилова 9А, 12 моделей интересующих Вас аккумуляторов 7-7,2Ah и 9 моделей на заказ, которые можно подвести с оптового склада в течении 1-3 дней. Стоимость АКБ указана при покупке от 1 до 10 шт, свыше 10 шт действуют оптовые цены, которые Вы можете найти в карточке товара.
Все представленные АКБ на 12в 7ач имеют габарит 151х65х94 мм, сделаны по AGM технологии и принадлежат классу свинцово-кислотных акб без жидкого электролита.

Бюджетные модели АКБ 7-7.2ah 12v:

Бюджетные модели не предназначены для использования в ИБП! самими заводами изготовителями, основное применение — это ОПС (охранные пожарные сигнализации) и переносная аппаратура, т.е. недорогие модели применимы в случаях «о-о-очень» редкого использования небольшими токами разряда. Конструктивно имеют клемму F1 (4.8мм).
При измерении величины емкости бюджетного класса батарей, не стоит ожидать соответствия заявленной емкости — реальной, емкость зависит от тока, и т.к. эти АКБ расчитаны на малые токи, то при тесте емкости они показывают на 20-30% меньше. Это стоит учитывать при выборе!

Внимание! Стоимость аккумуляторов 12 вольт 7 а.час указана при покупке в розницу. Для ОПТОВЫХ покупателей цена указана в соответствующих колонках в карточке товара!

---

Основные модели АКБ 12v 7-7.2ah для использования в ИБП:

Разница между клеммами F1 и F2. Обязательно при выборе АКБ на замену уточняйте тип клеммы. F1 — это узкая 4.8 мм шириной клемма, а F2 6.3мм шириной. Если в Вашем устройстве используются аккумуляторы с узкой клеммой, то поставить туда АКБ с широкой невозможно, без работы напильником или применения специальных переходников F2-F1. Наоборот, можно!

---

модели АКБ 12v 7ah высокой энергоотдачи для мощных ИБП:

Разница между 5 летними и 10 летними аккумуляторами. В техническом описании аккумуляторов указывается срок службы в именно буферном режиме. Буферный режим — это режим работы АКБ, находящейся на постоянном подзаряде. Такой режим используется к примеру в ИБП или в охранных-пожарных сигнализациях. В аккумуляторы длительного использования добавляется больше антикоррозионных присадок и технологически увеличивается толщина пластин. АКБ на 10 лет поэтому и тяжелее и дороже. Второй режим — циклический. Это когда зарядили АКБ, разрядили на нагрузку, а затем снова зарядили. К примеру такой режим эксплуатации АКБ в составе электромобилей. Поэтому, Выбирать АКБ со сроком службы 10 лет для использования в циклическом режиме нет смысла, АКБ прослужит не более 260 циклов заряд- разряд.

UPS -серия, это специальная серия АКБ (еще мощнее HR) предназначенная для коротких разрядов большими токами. Применяется в ИБП где габарит ограничен, а необходимо обеспечить большую мощность (как привило для 19″ стоек RM)

---

Габарит аккумуляторов:

Размеры аккумуляторов строго унифицированны с целью взаимозаменяемости:

L (длинна) = 151мм, W (ширина) = 65 мм, H (высота) = 94 мм

Высота с учетом клеммы = 100 мм +/- 1 мм.

Выпускаются с клеммами двух видов F1 (узкая, применяется в ОПС) или F2 (широкая, применяется в ИБП).
В случае несоответствия клемм с АКБ можно воспользываться специальными переходниками F1-F2 или F2-F1.

На сегодня в Россию поставляют аккумуляторные батареи номинала 12 вольт 7 Аh порядка 12 производителей (брендов), каждый из которых представляет 1-4 модели аккумуляторов, удовлетворяющих этим параметрам.

Помощь в выборе:

Мы подготовили для Вас информацию по альтернативным заменам аккумуляторов в ИБП. Для удобства, она сгруппирована по брендам наиболее широко применяемых ИБП.

• При замене важно: нельзя использовать разные аккумуляторы в одном ИБП, если менять — то все! Нежелательно менять серию HR на серию GP — подение напряжения при нагрузке во втором случае больше, и инвертору ИБП может не хватить напряжения батарейного комплекта для преобразования в 220 вольт, либо у него снизится мощность.
• 10 лет в ИБП — это реально или нет? Да это реально, но в ИБП с температурной компенсацией тока заряда АКБ, в ИБП с точными настраиваемыми зарядными устройствами, и с принудительной вентиляцией батарейного блока. Нет смысла ставить 10 летние АКБ в простые бытовые ИБП. Проведите эксперимент: приложите руку к корпусу работающего ИБП (только в случае если он заземлен) проверьте температуру корпуса — если при комнатной температуре корпус теплый, то значит батарея еще теплее, чем корпус и находится в температуре выше 36,6 градусов — а это снижает срок службы в два раза!!!
• Разница между аккумуляторами емкостью 7Ач и 7.2 Ач. Обратим Ваше внимание, что 0.2 Ач роли не играют ни в ИБП, не в других устройствах. 6 лет назад выпускались аккумуляторы только 7 Ач, сейчас технологии изменились и стало возможно в один и тот-же габарит (корпус) поместить свинец и электролит, позволяющие дать пользователю большую емкость (до 9 Ач) не увеличивая размеры. Поэтому, если в Вашем устройстве был установлен АКБ емкостью 7 Ач, то смело меняйте его на 7.2 Ач. Выпускаются АКБ емкостями 7Ah, 7.2Ah, 7.8Ah, 8,5Ah, 9Ah. Большинство ИБП лояльно относятся к установке вместо штатных 7ач — АКБ большей емкости.
• Разница между аккумуляторами «общего применения» GP и «повышенной энергоотдачей». Как понятно из названия, первый вид АКБ хорошо работает в буферном режиме,а второй в циклическом. Однако на ответственных постах энергозащиты, принято применять АКБ повышенной энергоотдачи и для работы в буферном режиме. Глубина допустимого разряда у вторых больше, поэтому как следствие на таких АКБ источник бесперебойного питания будет работать дольше.
ИТОГ: Аккумуляторы 12v 7ah имеют один габарит, но конструктивно отличаются емкостью, сроком службы, технологией, клеммами.

Принципиальная разница между аккумуляторами одной и той же емкости, срока службы и технологии заключается в их ВЕСЕ, качестве свинца, химическом составе электролита, качестве материала корпуса, и несомненно в дате производства конкретной партии аккумуляторов

ВЕС аккумулятора — это показатель его качества, т. к свинец является самым дорогим материалом во всей батарее. Поэтому косвенно по этому параметру можно выбирать аккумулятор. Понять качество остальных компонентов аккумулятора без лабораторных исследований невозможно.

Дата производства, как правило нанесена на корпусе АКБ и зашифрована вместе с номером партии и номером завода (для некоторых). Самым свежим считается аккумулятор 5 -10 месяцев от роду. Т.К. почти все аккумуляторы поставляются морским транспортом, а затем ЖД. Время в пути и простой на таможне обычно не менее 3-4 месяца.

ИТОГ: При выборе аккумулятора 12v 7ah обращайте внимание на ВЕС и дату производства.

Разница между производителями. Производители аккумуляторов строго делятся на две категории, первая — производитель имеет свои заводы на территории разных стран и вторая — производитель размещает заказы на производство своей продукции на разных заводах, ему не принадлежащих. Таким образом получается, что контроль качества и стабильность параметром между партиями выше у первой категории производителя, а цена ниже у второй. Это не значит, что покупать аккумуляторы можно только у именитых брендов, производители из второй категории зачастую выпускают продукцию по техническим характеристикам превосходящие аналогичный товар первых, для того чтобы выгодно отличатся и завоевать рынок сбыта.

ИТОГ: Если Вам необходима надежность и стабильность — выбирайте проверенные временем бренды, если расширенные технические возможности или цена- рассмотрите вторых.

Примечание : На аккумуляторах с повышенной энергоотдачей используются только клеммы F2. Т.к. при значительных токах необходима большая площадь контакта.

Как выбрать батарею для ИБП / Блог компании Schneider Electric / Хабр

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.

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.

Как подобрать АКБ для ИБП | AQQU

На что обратить внимание при выборе АКБ для ИБП

Как правильно подобрать аккумуляторные батареи для ИБП?  Для получения максимального времени автономной работы и длительного срока эксплуатации очень важно правильно подобрать аккумуляторы для ИБП или телекоммуникационных систем. Емкость и напряжение — далеко не единственные параметры, которые необходимо учитывать. Емкость батареи — достаточно условный параметр применительно к реальной эксплуатации. Обычно указывают расчетную величину емкости батареи в Ампер-часах при 10- или 20-часовом разряде. Но в реальности аккумуляторные батареи чаще всего выбираются для поддержания нагрузки в течение нескольких минут, десятков минут или нескольких часов. И в зависимости от требуемого времени автономии (а значит, от тока разряда) от АКБ для ИБП требуются очень разные качества, которые невозможно совместить в одном аккумуляторе.

Если Вам требуется небольшое время автономии 5-30 минут, что является типичной задачей при использовании аккумуляторных батарей в источниках бесперебойного питания, оптимальным выбором станут аккумуляторы серий HP (емкость до 20 Ач, срок службы — 5 лет) и HFL (емкость от 33 Ач, срок службы — 10 лет).

Эти аккумуляторные батареи для ИБП и телекоммуникаций с повышенной энергоотдачей специально разработаны для получения максимальной мощности в течение короткого времени. И обеспечивают в таких режимах на 20-40% больше времени автономной работы по сравнению с батареями общего назначения. Но не рекомендуется использовать АКБ для ИБП с повышенной энергоотдачей, если Ваша система рассчитана на время автономии более часа, поскольку выгода по времени автономии будет уже несущественной, а длительный разряд небольшими токами окажет негативное влияние на срок службы таких батарей.

Для обеспечения времени автономии более часа рекомендуется использовать необслуживаемые герметичные аккумуляторы общего назначения серий MP и ML.

Конечно, их можно использовать и в системах с меньшим временем автономии, но эффективность такого решения будет заметно ниже, чем у аккумуляторов к ибп серий HP и HFL.

Для обеспечения длительного времени автономии оборудования, установленного в 19” стойку, идеально подходят промышленные (телекоммуникационные) аккумуляторные батареи серии XFT (расчетный срок службы — 12 лет).

Оптимальное использование пространства, удобство монтажа и контроля, высокая приспособленность к разряду небольшими токами делают эти аккумуляторы лучшим выбором для работы со стоечными ИБП постоянного и переменного напряжения.

Как подобрать аккумулятор для ИБП с использованием разрядных таблиц

Реальное время автономной работы оборудования наиболее точно можно определить по разрядным таблицам. Существует множество таблиц в каталогах ИБП, интернет-калькуляторов, программ расчета, но, как правило, они не учитывают того, что параметры различных серий батарей могут сильно отличаться друг от друга. Если Вы хотите правильно подобрать батареи AQQU для ИБП, необходимо:

1. Сформулировать задачу

Необходимые параметры:
— мощность нагрузки,
— требуемое время автономной работы,
— КПД инвертора ИБП (если батареи используются с ИБП),
— номинальное напряжение линейки батарей.

Существенное замечание: на время автономии влияет только активная мощность, то есть цифра, измеряемая в Ваттах.

Для упрощения можно считать, что КПД при работе от батарей ИБП с двойным преобразованием мощностью 10 кВА и выше — 0,9; меньшей мощности — 0,85. линейно-интерактивных ИБП — 0,8. Также надо учитывать, что КПД преобразования тем меньше, чем меньше процент его загрузки. При нагрузке до 5-10% ИБП, особенно маломощные, могут потреблять для питания собственных цепей больше мощности подключенной нагрузки. Чтобы не ошибиться с временем автономии при мощности нагрузки менее 40% от номинала имеет смысл принимать собственное потребление ИБП равным 10% от мощности для линейно-интерактивных ИБП, 6% для онлайн ИБП мощностью до 3 кВА, 4% для более мощных ИБП.

Повторим, что наша главная задача — не завысить время автономии, а удовлетворить требованиям, возможно, с небольшим запасом.

2. Рассчитать мощность нагрузки из расчета количества Ватт на один элемент линейки батарей.

Одна батарея напряжением 12 В содержит 6 двухвольтовых элементов. Значит, чтобы получить количество элементов, мы умножаем количество 12-вольтовых батарей на 6 или делим номинальное напряжение линейки батарей на 2. Полученную цифру делим на КПД. Если расчет предполагает выполнение требования по времени автономной работы в течение всего срока службы (то есть, до падения емкости батареи ниже уровня 80% от номинала), то надо добавить к этой цифре 25%.

3. Найти в таблице «Разряд постоянной мощностью» столбец, соответствующий требуемому времени автономии. В этом столбце найти значение мощности, наиболее близкое к рассчитанному в п. 2. К емкости батареи ниже уровня 80% от номинала), надо добавить 25%.

---

Расчет требуемой мощности АКБ для ИБП

• Нагрузка = 25 кВт
• Мощность ИБП = 40 кВА/32 кВт
• Напряжение батарей 348 В (29 батарей, 174 элемента)
• Время автономии 15 мин
• КПД принимаем за 0,9

Требуемую мощность на 1 элемент можем рассчитать по формуле:

Нагрузка/Кол-во элементов/КПД

25000/174/0,9=160 Вт

Считаем, что требование времени автономии в техническом задании на поставку ИБП должно выполняться для новых батарей, поэтому запас на старение не делаем. Поскольку время автономии менее часа, то смотрим серию HFL.

Находим столбец «15 мин». В нем есть значения 120 Вт (для батареи 12HFL165) и 163 Вт (для батареи 12HFL211). Нам надо не менее 160 Вт, поэтому требуемое решение — 12HFL211 (12 В, 45 Ач).

Для того, чтобы понять, не лучше ли сэкономить и выбрать менее дорогие батареи серии ML, повторим расчет для нее:

В разрядной таблице серии ML находим столбец «15 мин», в нем есть значения 140 Вт (для батареи 12ML45) и 177 Вт (для батареи 12ML55). Нам требуется не менее 160 Вт, поэтому требуемое решение — 12ML55. (12 В, 55 Ач)

В серии ML решением будет батарея емкостью 55 Ач. В серии HFL — батарея емкостью 45 Ач, которая благодаря повышенной энергоотдаче имеет при 15-минутном разряде существенно большую реальную емкость. Таким образом, при выборе АКБ для ИБП батарея 12HFL211 будет наиболее эффективной по цене и занимаемому пространству решением.

Где купить АКБ

Правила эксплуатации АКБ

 

Как выбрать аккумулятор для ИБП

Одним из основных элементов источника бесперебойного питания, от которого зависит эффективность и продолжительность работы, запас энергии является аккумуляторная батарея. Для ИБП инверторного типа, предназначенного для резервного энергоснабжения частного дома, коттеджа, дачного домика сезонного проживания, потребуется предварительный расчет аккумуляторов для того, чтобы обеспечить достаточный ток для питания всех потребителей, в том числе и с электродвигателями (пылесос, стиральная машина, водяной насос и пр.).

Основные положения

Аккумулятор подбирается исходя из особенностей самого инвертора и условий эксплуатации источника резервного (автономного) энергоснабжения. Например, если в доме имеется много техники с электрическими двигателями, которая будет использоваться при питании от ИБП, то сам источник бесперебойного питания должен выдавать на выходе напряжение синусоидальной формы с входным напряжением 24 В для 1-3 кВт или 48 В для выше 3 кВт. ИБП на 12 В уместно устанавливать при потреблении до 1 кВт.

Также предварительно рассчитывается мощность (если инвертор и АКБ подбираются отдельно для новой системы, а не требуется подключение аккумуляторов к уже эксплуатируемому ИБП). Пиковая мощность – суммарная мощность всех электроприборов и оборудования, подключаемого одновременно. Исходя из мощности инвертора, выбирают подходящие батареи.

При покупке аккумуляторных батарей в первую очередь определяются с режимом работы системы резервирования. Если оборудование необходимо для дома постоянного проживания, то потребуется большая суммарная емкость батарей, чем для загородного коттеджа, где жильцам нужен накопленный запас энергии на 2 суток и больше. В первом случае необходима установка большего количества АКБ высокой емкости.

Какие факторы учитывать при выборе аккумулятора для ИБП?

При подборе аккумуляторных батарей для источника бесперебойного питания (инвертора) учитывают следующие факторы:

• Тип АКБ. Для инверторов рекомендуется выбирать необслуживаемые батареи AGM или GEL (гелиевые аккумуляторы). Первые подходят для поддержки высокой нагрузки и выдерживают более высокие токи разряда по сравнению с АКБ типа GEL. Обеспечивается оптимальная работа ИБП с AGM батареями. Гелиевые изделия идеально работают с ветряными генераторами, солнечными батареями и прочими альтернативными источниками энергии в циклическом режиме. Некоторые наливные АКБ, хотя и можно применять в системе резервирования, но делать это не рекомендуется из-за взрывоопасности – в процессе работы выделяется водород. Автомобильные батареи рассчитаны на большие токи, выдаваемые на малое время, и при работе в системе резервного энергоснабжения после нескольких глубоких разрядов до 20% уже не могут использоваться в дальнейшем.
• Режим работы. Для полностью автономного энергоснабжения частного дома, коттеджа, офиса, промышленного объекта на солнечных панелях лучше выбирать всё же тяговые панцирные аккумуляторы, а для резервного режима работы – AGM или гелиевые.
• Емкость. При малом количестве мощных потребителей электроэнергии достаточно будет несколько АКБ емкостью 200 Ач – порядка 2-х штук для автономного отопления, 4-х штук – для коттеджа с автономным отоплением, водоснабжением, холодильником, телевизором и другой техникой, и до 8 штук для полного резервного электроснабжения коттеджа или дома, где пиковая мощность может достигать до 30000 ВА.
• Температурный режим. При низкой температуре окружающей среды заметно снижается энергоемкость батареи, возможно образование конденсата и последующего коррозийного разрушения. Поэтому независимо от указанного производителем температурного режима устанавливать аккумуляторы необходимо в отапливаемых помещениях.

Средний срок службы AGM аккумуляторов в режиме автономного энергоснабжения с применением автономной энергетики на основе солнечных панелей – до 3-х лет, поскольку цикл заряд-разряд осуществляется ежедневно. При резервном – порядка 10 лет, поскольку работают в буферном режиме с 3-стадийным зарядом. Не стоит забывать, что значительному снижению срока эксплуатации герметизированных необслуживаемых АКБ способствует глубокий разряд до 20%. Оптимальным является цикл разряда до 30-50% и заряда до 80% в резервном режиме работы источника бесперебойного питания.

Подводя итог, можно отметить, что для коттеджа при нормальных условиях для обеспечения резервного энергоснабжения подойдет от 2 до 8 необслуживаемых АКБ типа AGM или GEL (если выбран этот вариант) емкостью 200 А*ч. Установка возможна в любом месте частного дома, офиса – в котельной, под пролетом межэтажной лестницы, в бытовом помещении и т.д.

Главное при использовании резервного энергоснабжения на инверторе – правильно рассчитать, подобрать и подключить аккумуляторы в систему, и соблюдать правила эксплуатации аккумуляторов для ИБП.

рекомендаций по продлению срока службы батареи ИБП

Прогнозируемый срок службы свинцово-кислотной батареи (VRLA) с регулируемым клапаном в APC от Schneider Electric UPS составляет от 3 до 5 лет при рекомендуемых условиях; однако ожидаемая продолжительность жизни будет сильно колебаться в зависимости от следующих факторов. Проактивность и знание этих характеристик и условий обеспечит вам максимальный срок службы вашей батареи и будут готовы к любым неизбежным сбоям питания.

Единица размещения

При установке ИБП пользователь должен определить, где установить блок, чтобы наилучшим образом обеспечить защиту питания ИТ-оборудования в помещении. Рекомендуется устанавливать ИБП в условиях с контролируемой температурой, аналогичных предполагаемому применению. ИБП не следует размещать рядом с открытыми окнами или участками, которые содержат большое количество влаги; и окружающая среда не должна содержать чрезмерной пыли и едких паров.

Не эксплуатируйте ИБП, если температура и влажность выходят за указанные пределы.Вентиляционные отверстия спереди, сбоку или сзади устройства не должны быть заблокированы. Дальнейшее обсуждение стратегий охлаждения можно найти в Белой книге 68 «Стратегии охлаждения для ИТ-проводных шкафов и небольших комнат ».

Техническое обслуживание

Большинство однофазных батарей ИБП классифицируются как «необслуживаемые», что заставляет многих пользователей считать, что мониторинг и обслуживание батарей ИБП не требуется, однако это не так. Необслуживаемая батарея относится только к тому факту, что эти батареи не требуют замены жидкости, поэтому важно понимать, как правильно ухаживать за батареями и следить за ними.

Температура окружающей среды

Все батареи имеют номинальную емкость, которая определяется на основании указанных условий. Номинальная емкость батареи ИБП основана на температуре окружающей среды 25 ° C (77 ° F). Эксплуатация ИБП в этих условиях продлит срок службы ИБП и обеспечит оптимальную производительность.

Несмотря на то, что ИБП продолжит работать при различных температурах, важно отметить, что это может привести к снижению производительности и срока службы вашей батареи.Следует помнить общее правило: на каждые 8,3 ° C (15 ° F) выше температуры окружающей среды, составляющей 25 ° C (77 ° F), срок службы батареи сокращается на 50 процентов. Поэтому поддержание ИБП при комфортной температуре имеет решающее значение для максимизации срока службы и возможностей ИБП.

Велоспорт

Когда происходит сбой питания, ИБП автоматически переключается на питание от батареи для обеспечения энергии подключенного оборудования (нагрузки). После восстановления электроснабжения батарея ИБП автоматически перезаряжается, чтобы подготовиться к следующему отключению электроэнергии, процессу, известному как цикл разрядки.Химия батареи VRLA, подобной той, которая используется в однофазном ИБП, диктует, что батарея может пройти только столько циклов разрядки / перезарядки, пока не достигнет конца своего срока годности, и должна быть заменена.

При установке батарея имеет 100% своей номинальной емкости, однако каждая разрядка и последующая перезарядка немного уменьшают относительную емкость батареи. Продолжительность цикла разрядки будет зависеть от того, насколько уменьшится емкость батареи. В то время как езда на велосипеде является необходимой частью работы ИБП, знание частоты циклов поможет предсказать срок службы ИБП.

Батарея Химия

Аккумуляторная батарея определена как требующая замены по окончании срока ее полезного использования, который определяется как то, что он больше не может обеспечивать 80% своей номинальной емкости. Когда батарея достигает этой вышеупомянутой точки, процесс разложения ускоряется, и требуется замена батареи. Важно отметить, что, хотя срок службы батареи определяется как потеря 20% или более ее номинальной емкости, влияние на фактическое время работы ИБП может быть намного больше.

Аккумулятор

• Проактивные владельцы ИБП могут попытаться приобрести сменную батарею до того, как она понадобится, чтобы избежать возможных последствий простоя. Хотя это приемлемая и даже рекомендуемая практика, при помещении батареи ИБП в хранилище следует учитывать несколько важных факторов.
• Неиспользованная батарея неизбежно будет испытывать сокращение жизненного цикла. Свинцово-кислотные аккумуляторы, подобные тем, которые используются в ИБП, имеют автоматический саморазряд, поэтому рекомендуется заряжать аккумуляторную батарею каждые 3-4 месяца.Отказ от поддержания заряда батареи вашего ИБП приведет к постоянной потере емкости в течение 18 и 30 месяцев.
• Если вы не хотите или не можете заряжать аккумулятор во время хранения, рекомендуется хранить аккумулятор при температуре не более 10 ° C. Это замедлит цикл разряда батареи и поможет продлить срок ее службы.
ИБП
• и связанные с ними аккумуляторы рассчитаны на долговечность и надежность; однако максимальное продление срока службы вашего устройства требует надлежащего ухода от пользователя.Большинство пользователей знают, что батареи в конечном итоге нуждаются в замене, однако многие упускают из виду важность обслуживания батареи. Температура и частота циклирования являются двумя характеристиками, которые следует наиболее тщательно контролировать, однако нельзя упускать из виду важность периодических проверок, размещения и хранения.

Аккумуляторы, которые служат дольше всего и обеспечивают наилучшую производительность, — вот те, которые обеспечиваются наилучшим управлением и уходом.Обеспечение оптимального контроля за аккумулятором ИБП должно быть простым; просто убедитесь, что вы понимаете обсуждаемые факторы и что ваш план прост, последовательн и активен по своей природе.