Сколько аккумуляторов нужно для ибп

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

Как подобрать АКБ для ИБП

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:

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.

Источник