Аккумуляторы для стабилизаторов бесперебойного питания

Выбор аккумулятора для бесперебойника для дома

Источники бесперебойного питания являются гарантией работы любой бытовой техники, несмотря на возможное отключение энергоснабжения. Поэтому ИБП пользуются большим спросом, особенно в сельской местности, где перебои с электричеством давно стали нормой. Важнейшим элементом системы аварийного питания являются аккумуляторы для ИБП.

Показатели качества аккумуляторов

Как говорят специалисты, аккумуляторы бывают хорошие и плохие, но это достаточно субъективная оценка. Какие же параметры на самом деле могут быть показателями качества?

Приведем некоторые из них:

• Прежде всего, оценивается количество зарядно-разрядных циклов. От этого зависит срок службы аккумулятора, а, следовательно, и работа резервного источника питания;
• Следующий показатель качества это потеря заряда или саморазряд. Некоторые типы аккумуляторных батарей способны длительное время держать заряд, а некоторые разряжаются довольно быстро;
• При выборе аккумулятора следует так же обращать внимание на разброс температур, при которых производитель гарантирует работоспособность изделия без ухудшения его характеристик.

Выбор аккумулятора для ИБП

Аккумулятор для бесперебойного питания выбирается по электрическим характеристикам и конструкции. Электрические параметры практически не зависят от конструкции изделия и одинаковы для разных типов аккумуляторных батарей.

К основным электрическим характеристикам относятся следующие параметры:

• Ёмкость аккумулятора в А/час;
• Номинальное напряжение;
• Количество зарядно-разрядных циклов;
• Максимальная глубина разряда;
• Саморазряд;
• Внутреннее сопротивление;
• Зарядный ток;
• Рабочая температура.

Как определить необходимую ёмкость?

Одним из основных параметров, по которому осуществляется выбор аккумулятора – это его ёмкость. От этой величины зависит время, в течение которого бытовая техника будет обеспечена электрической энергией в случае отключения основной сети. Для обозначения ёмкости аккумуляторной батареи используется единица А/ч (ампер/час). Она обозначает, какой ток будет отдаваться в нагрузку за единицу времени.

Так, аккумуляторная батарея ёмкостью 50 А/ч сможет обеспечить ток 50 ампер в течение одного часа или 5 ампер в течение 10 часов. Наиболее широкое распространение получили аккумуляторные батареи имеющие ёмкость от 50 до 200 А/ч.

Для определения времени бесперебойного питания следует использовать несложную формулу:

• Q – ёмкость аккумуляторной батареи;
• P – известная мощность нагрузки в ваттах;
• t – требуемое время резервирования;
• V – номинальное напряжение аккумулятора;
• K – коэффициент использования ёмкости.

Пример: имеется активная нагрузка 140 Вт, которая должна работать без перерыва при отключении напряжения, в течение 5 часов. Напряжение питания аккумуляторной батареи равно 12 В, а коэффициент использования ёмкости обычно составляет 0,6-0,8.

Подставляем величины в формулу:

Получаем, что емкость аккумулятора для обеспечения напряжением данной нагрузки в течение 5 часов должна равняться 83,3 А/ч. Таким образом выбираем ближайший по номиналу аккумулятор 100 А/ч.

Другие критерии выбора

Напряжение и количество циклов. Аккумулятор для бесперебойника может иметь стандартное напряжение соответствующее 12, 24 или 48 вольтам. Количество зарядно-разрядных циклов это, как правило, срок службы конкретного аккумулятора.

Их число может варьироваться от 200 до 1000, в зависимости от конструкции аккумулятора. При этом учитывается максимально допустимый полный разряд. Если аккумулятор разряжается до какой-то промежуточной величины, то число циклов заметно возрастает.

Глубина разряда. У любого аккумулятора имеется важный параметр – это максимально допустимая глубина разряда. Ни один аккумулятор не допускает без ущерба для своей конструкции полного, что называется до нуля, разряда. В паспорте на батарею всегда указывается допустимый и рекомендованный уровень разряда.

Некоторые модели очень критичны к глубине разряда. Превышение этой величины у кислотных батарей со свинцовыми электродами может привести к полному выходу изделия из строя. Менее подвержены этому дефекту современные никель-кадмиевые аккумуляторы.

Саморазряд. Аккумуляторная батарея для ИБП, которая установлена в бесперебойный источник питания, не подвержена саморазряду, поскольку она всегда подключена к зарядному устройству. Под понятием саморазряд подразумевается потеря аккумулятором части заряда в результате длительного хранения.

Кислотные батареи могут лишиться до 50% своей ёмкости при хранении в нормальных условиях (+20°C) в течение года. Очень важно, при выборе и покупке аккумулятора обращать внимание на дату изготовления. Если батарея была изготовлена 3-4 года назад и всё это время хранилась на складе, приобретать её не стоит.

Такой параметр как внутреннее сопротивление аккумулятора иногда упоминается в технических статьях, но подробной информации об этом параметре мало. В документации на аккумуляторную батарею эта величина может быть указана, а может и отсутствовать. Внутреннее сопротивление батареи представляет собой совокупность сопротивления электролита, пластин, контактов и всего прочего. Этот параметр не является постоянной величиной и в процессе разряда аккумулятора может изменяться. Повлиять на этот параметр невозможно, поэтому при выборе аккумулятора для резервного источника питания лучше всего не обращать на него внимания. Единственным критерием здесь может служить только одно – чем меньше внутреннее сопротивление аккумулятора, тем лучше, поскольку меньше энергии будет расходоваться на внутренние потери.

Ток заряда. Ток заряда аккумулятора указывается в документации на резервный источник питания. Обычно зарядный ток должен составлять приблизительно 10 % от ёмкости батареи. Ток в 5 ампер подойдёт для заряда аккумуляторов на 50 А/ч, но им допускается заряжать батареи до 100 А/ч. Поскольку аккумуляторы на 100 А/ч в источниках резервного питания используются чаще других, то оптимальным зарядным током будет ток 10 ампер.

Температура эксплуатации. Очень важным для батареи энергопитания может быть температура эксплуатации. Особенно негативно на работу влияет повышенная температура. При работе в сложных условиях гораздо быстрее происходит разряд батарей, а время её службы заметно сокращается. Постоянная работа при температуре повышенной до +30°C может на 25-30 % сократить срок службы батареи.

В устройствах бесперебойного питания имеется место для установки штатного аккумулятора, но некоторые ИБП допускают подключение дополнительных батарей для увеличения срока работы внешних устройств при отключении основной сети.

Виды аккумуляторов

АКБ для ИБП могут быть самых разных конструкций. Некоторые известны уже несколько десятков лет, некоторые разработаны сравнительно недавно, но уже успели приобрести большую популярность благодаря своим высоким техническим характеристикам.

Аккумуляторы можно разделить на несколько групп:

• Батареи с кислотным электролитом и свинцовыми электродами;
• Аккумуляторы с гелевым электролитом;
• AGM батареи;
• Ni-Cd аккумуляторы;
• Батареи Li-ion, Li-PO.

Аккумуляторы с жидким электролитом

Они представляют собой негерметизированную ёмкость с электродами из свинца. В качестве электролита используется раствор серной кислоты. Аккумуляторы выделяют водород, и сернокислотные пары, что ограничивает их применение в бытовых помещениях.

Такие аккумуляторы могут использоваться как дополнительные батареи при возможности их размещения в отдельных вентилируемых помещениях. Батареи отличаются низкой стоимостью, надёжностью и большим количеством зарядно-разрядных циклов

Гелевые аккумуляторы

Эта конструкция представляет собой дальнейшее развитие кислотных батарей. Благодаря добавке загустителя на основе кремния, жидкий электролит превращается в желеобразную массу. Гелевые аккумуляторы для ИБП полностью герметичны, не выделяют токсичные вещества и очень надёжны. Они обладают большой ёмкостью и большим количеством циклов разряда-заряда. GEL-аккумуляторы очень критичны к глубокому разряду, и стоят дороже аккумуляторов с жидким электролитом.

Аккумуляторы с AGM технологией

Результатом дальнейшей модернизации гелевых аккумуляторов стало появление AGM источников питания. Они считаются современными и перспективными моделями. В этих батареях жидкий компонент абсорбирован специальным пористым материалом. Батареи можно эксплуатировать в любом положении. Они обладают очень маленьким внутренним сопротивлением.

AGM аккумуляторы для ИБП отличаются большой ёмкостью, надёжностью и продолжительным сроком работы. Такие источники чаще других применяются в резервных блоках питания.

Никель-кадмиевые батареи

Эти типы аккумуляторов отличаются большим количеством зарядных циклов и большой удельной ёмкостью. Они обладают малым саморазрядом и могут эксплуатироваться в широком диапазоне температур. Эти батареи компактны и обладают малым саморазрядом.

Ограничение на их использование накладывает высокая цена и применение в конструкции соединений кадмия, которые очень ядовиты, что осложняет не только их эксплуатацию, но и утилизацию.

Аккумуляторы с Li-электродами

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы, с развитием инновационных технологий получают всё большее распространение. Эти батареи при компактных размерах имеют большую ёмкость и могут обеспечить энергией потребителя большой мощности.

Литиевые аккумуляторы не теряют ёмкость в процессе работы и обладают очень незначительным саморазрядом. Недостатками являются их высокая стоимость и малый диапазон рабочих температур.

Аккумулятор от компании «Энергия»

Известная российская компания «Энергия», выпускающая электрические приборы и системы, производит как источники резервного питания, так и аккумуляторы к ним. Аккумулятор для бесперебойника 12 вольт и ёмкостью 100 А/ч можно считать самым востребованным.

Обычно принято считать, что 50 А/ч – это маловато, 200 А/ч имеет большие размеры и стоит дорого, а батарею на 100 А/ч по соотношению ёмкость-цена можно считать самым оптимальным вариантом для источника аварийного питания.

Аккумулятор «Энергия» 12-100 выполнен по самой современной AGM технологии. Он допускает большое количество разрядно-зарядных циклов, обладает минимальным саморазрядом и рассчитан на 12-летний срок службы.

Аккумулятор для ИБП 12V будет служить длительное время при соблюдении элементарных правил эксплуатации:

• Избегать глубокого разряда;
• Не эксплуатировать батарею при критических температурах.

Приобретать аккумуляторные батареи лучше всего у надёжных отечественных производителей.

Источник

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.

Источник