Батареи для бесперебойников – Как выбрать аккумуляторную батарею для источника бесперебойного питания | Блог

Содержание

Выбор аккумулятора для бесперебойника для дома: советы и помощь

akkumulyator dlya bespereboynikaИсточники 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.

Свинцовый аккумулятор

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=(P*t)/V*k

Где:

  • 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:

(140*5)/12*0,7=83,3 А/ч

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.

АКБ для бесперебойника

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.

Сравнение GEL и AGM аккумуляторов

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.

Таблица гелевые и AGM аккумуляторы

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»

АКБ ЭнергияИзвестная 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.

voltobzor.ru

Типы аккумуляторов для ИБП

Источник бесперебойного питания со встроенным аккумулятором позволяет фильтровать помехи и какое-то время обеспечивает стабильность работы оборудования при неожиданном отключении электричества. Функцию хранения и обеспечения энергией приборов при нарушении электрообеспечения в бесперебойнике осуществляет аккумуляторная батарея. От нее зависит продолжительность автономного энергоснабжения и мощность ИБП. Для бесперебойной работы немаловажен правильный выбор АКБ. Разберем, какие есть типы аккумуляторов для ИБП, их плюсы и минусы.

Классификация по конструктивному типу

Совершенного устройства для хранения и обеспечения приборов электричеством не существует. Есть установленная спецификация использования бесперебойников, а также технологические предпочтения.

Однако если разобраться с характеристиками в плане использования, реально подобрать максимально пригодный вариант для каждого устройства.

Свинцово-кислотные

Этот тип аккумуляторов используют чаще всего, и не только в ИБП для оргтехники.

Преимущества свинцово-кислотных АКБ:

  • неизменность напряжения;
  • небольшой саморазряд;
  • продолжительность циклов работы;
  • перезарядка до 1000 циклов;
  • увеличенный температурный диапазон;
  • надежность.

К минусам причисляют низкую удельную емкость, необходимость замены после полной разрядки, большие размеры и массу.

Свинцово-кислотные аккумуляторы используют для стационарных, независимых и запасных ИБП.

Они работают довольно долго – до 12 лет — и доступны по стоимости.

Никелево-кадмиевые

Подобные батареи для бесперебойников в последнее время становятся популярными за счет небольших габаритов и массы, их все чаще используют в переносной электронике.

Их главные плюсы:

  • устойчивость к скачкам температуры;
  • легкость применения;
  • надежность;
  • небольшая цена;
  • малый процент самостоятельного разряда;
  • значительная плотность энергии.
Подобные аппараты способны выдержать до полутора тысяч зарядно-разрядных циклов.

Однако никелево-кадмиевые АКБ трудно утилизировать. В их составе – компоненты с высокой токсичностью. Еще один минус – АКБ теряют емкость из-за «эффекта памяти».

Никелево-металлогидридные

У подобных устройств – высокая плотность энергии и удельная емкость с отсутствием ее уменьшения. Но они не приобрели популярности из-за эксплуатационных сложностей.

Основными изъянами считаются:

  • значительный уровень самостоятельного разряда;
  • небольшая нагрузочная способность;
  • дисфункция при полной разрядке;
  • высокая цена;
  • малое количество циклов перезарядки;
  • сложная зарядка;
  • низкий температурный диапазон.
Но, несмотря на обилие минусов, спрос на подобные батареи есть — из-за их стабильной работы.

Литиево-ионные

Их особенность– повышенная удельная емкость, что способствует применению для энергоснабжения мощных электроприборов. При этом батареи компактны и мало весят.

Аккумуляторные устройства подобного вида характеризуются большой энергетической плотностью и малой скоростью саморазряда. Они надежны и недороги в обслуживании. К недостаткам таких АКБ причисляется малый температурный диапазон и то, что их разрешено хранить лишь заряженными.

Виды по типу электролита

АКБ могут отличаться по виду применяемого электролита: батареи AGM или GEL, устройства с жидким электролитом. В чем особенности разных вариантов?

С жидким электролитом

В подобных АКБ применяется разбавленная серная кислота. Главный изъян устройств в том, что они не герметичны, и токсичные вещества могут попадать в окружающую среду. Обслуживать и заряжать их можно только в специализированных помещениях.

Однако стоят подобные батареи недорого, поэтому пользуются спросом.

GEL-батареи

Электролитный заполнитель здесь имеет структуру геля благодаря особому сгущающему компоненту. В процессе работы гелевый тип аккумуляторов для ИБП не образует летучих соединений, что позволяет изготовить герметичный корпус. Гелевые АКБ не нуждаются в специализированном обслуживании в связи с полной герметичностью, они безвредны для человека.

Дополнительные преимущества гелевых аккумуляторов в том, что они:

  • мощные;
  • надежные;
  • емкие.
Их можно часто перезаряжать и использовать практически в любых температурных условиях.

Срок эксплуатации гелевых аккумуляторов для ИБП – продолжительный, до 12 лет. Но подобные АКБ дорогостоящие и не переносят полной разрядки.

AGM-батареи

Это более совершенный вариант батарей на основе геля. Аккумуляторы производятся в герметичных корпусах и имеют пониженное электросопротивление, что положительно влияет на их качества. В ИБП подобные батареи применяются все чаще. К плюсам AGM-аккумуляторов можно причислить то, что они:

  • долговечны;
  • емки;
  • надежны;
  • устойчивы к вибрации;
  • размещаются в любом положении;
  • недороги.

Аккумуляторы AGM работают в буферном режиме, поскольку обладают большим числом циклов перезарядки и низкими показателями саморазряда. Немаловажно отсутствие у подобных элементов питания «эффекта памяти». Некоторые изготовители декларируют повышенную производительность таких АКБ и высокий пусковой ток.

К минусам таких батарей причисляют то, что они мало восприимчивы к перезарядке и не приспособлены для пополнения части утрачиваемого электролита.

Габаритная классификация

Этот фактор тоже необходимо принимать во внимание, в противном случае батареи попросту не встанут на посадочное место или возникнут трудности с фиксацией, что приведет к постоянному раскачиванию. Аккумуляторы различаются по габаритам, которые зависят от модели ИБП.

Наибольшее количество применяемых в бесперебойниках АКБ выдают напряжение  12 вольт, их характеристики можно представить упрощенно в форме таблицы:

Формат в мм (длина, ширина, высота)Сила тока в А·ч
151х65х946–9
151х98х9812–15
90х70х1024–5,8
181х76х16617–22
Лидирующий размер для всех аккумуляторов в ИБП – 151х65х94 мм.

Вес АКБ зависит от объема электролита в ней. Поэтому качественная батарея не может иметь малую массу. Средний вес 2,5–5 кг.

Средняя продолжительность работы батареи для ИБП – три года. Но из-за неоптимальных настроек устройство приходит в негодность намного раньше отведенного времени. Если же подобрать тип аккумулятора точно и правильно, время эксплуатации можно продлить.

generatorexperts.ru

Характеристики аккумуляторов для бесперебойника

При краткосрочных или длительных отключениях электричества источник бесперебойного питания для компьютера не имеет альтернативы. Основной узел, обеспечивающий работоспособность данного устройства, – батарея. Именно она – слабое звено. Чтобы определиться с заменой, придется изучить характеристики аккумуляторов для бесперебойника заранее, пройти небольшой ликбез.

Задача грамотно подобрать аккумулятор, который идеально заменит отслуживший, вполне решаема. Лучший вариант – посмотреть модель аккумулятора в документации к ИБП и приобрести такой же или аналог (если он указан). В большинстве случаев подбором аналога приходится заниматься самостоятельно.

Что нужно знать о параметрах?

При рассмотрении характеристик аккумулятора акцентируем внимание на наиболее оптимальных значениях и причинах изменения этих значений в процессе эксплуатации.

Напряжение питания нагрузки

Когда речь идет о компьютерной технике, вариантов всего два: 12 V и 6 V. Следует учитывать, что даже новая батарея очень редко выдает заявленный вольтаж идеально точно.

Колебания происходят чаще в сторону увеличения и могут доходить до 0,5 Вольта.

Емкость

Величина емкости аккумулятора указывается на корпусе и в паспорте или на  упаковочной таре в ампер-часах.

Чем больше это значение, тем дольше компьютер проработает с момента отключения электричества. Например, на заменяемом устройстве указано – 9 Аh. Значит, новое устройство должно иметь емкость не менее этого показателя. Вероятно, удастся подобрать аккумулятор большей емкости (в разумных пределах) и тех же габаритов.

Типы ИБП

По конструктивному исполнению бесперебойники бывают трех типов:

  • Off-Line;
  • Line-Interactive;
  • On-Line.
Наиболее простые – первые.

Применяются для обеспечения непродолжительной работы аппаратуры в случае перебоев с подачей электричества. Корректировка параметров сети (повышенное, пониженное напряжение, скачки и т.д.) не предусмотрена.

Источники второго типа позволяют не опасаться низкокачественных параметров электросети благодаря встроенному автотрансформатору и стабилизатору напряжения.Самые сложные в исполнении и обеспечивающие идеальное питание компьютера благодаря двойному преобразованию электроэнергии – приборы третьего типа.

Вес

Почему АКБ различных изготовителей при одинаковых габаритах и емкости могут существенно отличаться по весу? Имеются в виду наиболее распространенные и общедоступные свинцово-кислотные аккумуляторы. Больший вес говорит о том, что изготовитель не пожалел металла. Это косвенный признак качества изделия.

Максимальный ток заряда

Зарядка установленного в ИБП аккумулятора производится током правильного значения (предусмотрено конструкцией), и это значение (в амперах) не превышает 0,3 от указанной емкости. Например, если емкость 9 Ah, то максимально допустимый ток заряда — 2,7 А.

В процессе эксплуатации пластины изнашиваются, характеристики аккумулятора, в том числе, емкость, перестают соответствовать заявленным значениям.

Соответственно, и максимальный ток заряда требует корректировки.

Внутреннее сопротивление

Величина внутреннего сопротивления аккумулятора – условный показатель. Значение зависит и от степени заряда (разряда) устройства, и от температуры, и от срока службы. Чем качественнее АКБ, тем меньше сопротивление. Обычно оно составляет от 0,2 до 0,7 Ом.

Диапазон температур

Наиболее стабильно аккумуляторы работают при температуре окружающей среды от +10 до +25 градусов. При отрицательных значениях, как правило, компьютерную технику не эксплуатируют. А перегревы нередки. Следует помнить, что частое использование устройства при температуре +30 градусов и выше снижает срок службы примерно на треть.

Саморазряд

Полностью заряженный аккумулятор при хранении неизбежно теряет емкость. Процесс медленный, но неприятный для потребителя. Есть риск полного разряда с последующей невозможностью реанимации.

Фактор, ускоряющий саморазряд, – высокая температура.

Размеры

Поскольку речь идет о замене отслужившей АКБ, при прочих равных условиях следует выбирать модель того же типоразмера.

В противном случае, придется самостоятельно дорабатывать конструкцию самого бесперебойника для компьютера.
Не лишним будет посмотреть следующее видео

Другие характеристики

В сопроводительном документе на аккумулятор обычно указан либо срок службы (не путать с гарантийными обязательствами), либо количество циклов «заряд/разряд». Разумеется, чем больше эти числа, тем выгоднее приобрести именно эту модель. В среднем, при аккуратной эксплуатации аккумулятор исправно служит около 3-х лет.

Еще раз подчеркнем, что основные технические характеристики аккумуляторов – напряжение питания нагрузки и емкость.

Остальные значения покупатель выбирает самостоятельно, сравнивая предложения разных фирм-изготовителей и стоимость аккумуляторов.

generatorexperts.ru

разбираемся в плюсах и минусах на примере продукции Schneider Electric / МУК corporate blog / Habr

При всеобщем технологическом прогрессе остаются вещи, которые не меняются на протяжении десятилетий. Это, например, свинцово-кислотные батареи для источников бесперебойного питания (ИБП), которые используются в производстве этих устройств на протяжении десятков лет, а сама технология была изобретена еще в 1859 году. Но прогресс все же не стоит на месте, и более совершенные технологии берут свое. Так, компания Schneider Electric, выпускающая источники бесперебойного питания под брендом АРС, с 2015 года предлагает ряд моделей ИБП с литий-ионными аккумуляторами. Мы расскажем вам, чем такие ИБП отличаются от традиционных, и в чем их преимущество.

Существенны ли различия?

Литий-ионные аккумуляторы сейчас используются практически повсеместно — в портативной электронике, электромобилях и других устройствах. Перед кислотно свинцовыми они имеют ряд преимуществ, которые очень важны для ИБП, установленных в серверных, центрах обработки данных, промышленных процессов или критической инфраструктуры. Среди них:

Существенно меньший вес и габариты. При одинаковом физическом объеме, литий-ионные батареи обладают более высоким уровнем энергетической плотности. Они могут накапливать более чем в три раза больше энергии на килограмм веса, чем свинцовые аккумуляторы. Следовательно, можно существенно сэкономить пространство в серверной или ЦОД, что особенно важно для предприятий среднего и малого бизнеса.

Отсутствие заметного эффекта памяти. Батарея не требует полной разрядки перед циклом заряда, что особенно важно для ИБП, так как при питании оборудования без подачи энергии из сети они далеко не всегда полностью разряжаются. Конечно, у литий-ионных аккумуляторов минимальный эффект памяти тоже присутствует. Однако он настолько мал, что, по словам ученых, речь идет исключительно о принципиальном наличии эффекта, а не о его сколько-нибудь существенном влиянии на работу батареи.

Широкий диапазон рабочих температур. Свинцовые аккумуляторы теряют приблизительно половину мощности при повышении температуры на каждые 10 градусов при температуре выше +25 градусов Цельсия. Это значит, что в помещении, где они используются, нужно более мощное охлаждение. В то же время литий-ионные аккумуляторы гораздо менее чувствительны к колебаниям температуры, такие изменения практически не влияют на срок службы батареи. Они могут использоваться при температуре до +50 градусов Цельсия без заметных изменений производительности. Единственное, где свинцовые аккумуляторы по-прежнему выигрывают — это температуры ниже 0 градусов Цельсия.

Высокие уровни тока при зарядке и разрядке. Литий-ионные аккумуляторы могут быстро как получать, так и отдавать большие объемы энергии. Это делает их более продуктивным решением для питания энергоемкого оборудования.

Большое количество циклов заряда/разряда. Средние показатели для свинцовых батарей — 700 циклов, тогда как для литий-ионных — 5000. Для ИБП этот показатель не очень важен, так как они срабатывают только изредка.

Длительный период эксплуатации. А вот этот показатель как раз очень важен для батарей, использующихся в ИБП. Для свинцового аккумулятора срок службы (без превышения допустимого количества зарядки/разрядки) составляет 3 года, тогда как литий-ионные работают более 10 лет.

Очень низкий саморазряд. В среднем этот показатель не превышает 2% от первоначального заряда в месяц.

Продвинутый мониторинг состояния. Литий-ионные аккумуляторы оснащены продвинутой системой мониторинга состояния. Она, например, дает возможность вашему смартфону не только показать, сколько осталось процентов заряда, но и показать, какое приложение сколько потребляет и на сколько хватит оставшегося заряда энергии до полного разряда, а также «состояние здоровья» батареи. В свинцовых аккумуляторах такое реализовать практически невозможно. А для ИБП эта функция критически важна, так как позволяет знать о состоянии каждого устройства и в случае выявления неполадок оперативно его заменить.

На этом фоне единственным существенным недостатком литий-ионных батарей является их цена. Она действительно значительно выше стоимости свинцовых, поэтому ИБП на базе таких аккумуляторов стоит дороже. Однако, с течением времени разница нивелируется — тратить на новые батареи и поддержание работоспособности имеющихся придется значительно меньше и реже, что в перспективе делает приобретение ИБП с литий-ионными батареями даже более выгодным с финансовой точки зрения — вы один раз существенно потратитесь, но надолго забудете о такой статье расходов. Смотря на то, где применяются литий-ионные аккумуляторы, в течение срока их службы можно добиться экономии от 10 до 40% по сравнению с традиционными ИБП. Долгосрочные преимущества от ИБП на литий-ионных аккумуляторах вы можете просчитать с помощью специального калькулятора.

Решение от АРС

В арсенале Schneider Electric, есть три серии источников бесперебойного питания под брендом АРС, в которых возможно использование литий-ионных батарей. Конфигурация этих моделей позволяет как сразу приобретать решения на литий-ионных аккумуляторах, так и произвести замену свинцовой батареи на литий-ионную после окончания ее службы.

Galaxy 7000

Энергоэффективные решения, обладающие функцией трехфазной защиты ИБП с высокой адаптируемостью для удовлетворения потребностей средних и крупных центров обработки данных, зданий и критически важной инфраструктуры. В модельном ряде доступны шесть устройств разной мощности.

Galaxy VM

Одни из простейших в своем классе для установки и обслуживания устройства, обладающие эффективной защитой от перегрузки. Модельный ряд предназначен для использования в дата-центрах среднего размера, а также на промышленных объектах. Устройства серии Galaxy VM имеют верхний и нижний кабельный входы, что избавляет от необходимости установки дополнительного бокового шкафа. Также они обеспечивают полный доступ к передней панели и имеют модульный дизайн, что позволяет использовать несколько вариантов установки. В модельном ряду присутствуют пять устройств.

Symmetra MW

Этот модельный ряд предназначен для крупных дата-центров и объектов критически важной инфраструктуры. Устройства серии Symmetra MW имеют функцию трехфазной защиты, а также внутреннюю конфигурацию параллельного соединения, которая обеспечивает высокий уровень отказоустойчивости. Всего в модельном ряду доступно шесть устройств.

Вместо послесловия

Использование литий-ионный батарей в источниках бесперебойного питания еще не стало мейнстримом. На рынке доминируют свинцово-кислотные аккумуляторы, в первую очередь из-за их низкой стоимости. Однако уже сейчас наметилась тенденция на сокращение разрыва в цене, так что можно смело предположить, что доля литий-ионных батарей постепенно будет увеличиваться, так как они обладают рядом существенных преимуществ. Среди них длительный срок службы, высокая энергоэффективность, широкий диапазон рабочих температур и другие плюсы.

habr.com

ИБП на технологии Li-Ion / Bigd.host corporate blog / Habr

Аккумуляторные батареи (АКБ) — уязвимое звено многих систем бесперебойного питания ЦОД. Проблемы — большой вес, требующий усиления несущих конструкций помещений, где размещаются такие батареи, сильная зависимость их характеристик от температуры, что вынуждает использовать средства кондиционирования, недолговечность — быстрый выход из строя ведет к частой замене с соответствующими затратами. Все это относится к традиционным, свинцово-кислотным аккумуляторам, которые на данный момент доминируют в проектах.

Специалисты возлагают надежды на новое поколение аккумуляторов, прежде всего на литий-ионные, которые лишены многих недостатков свинцово-кислотных АКБ и имеют отличные перспективы использования в самых разных областях, включая промышленность, системы связи, центры обработки данных и пр.


За последние несколько лет цены на литий-ионные аккумуляторы значительно снизились, благодаря чему они постепенно становятся целесообразным выбором для использования в качестве ИБП для ЦОД. Анализ совокупной стоимости владения за 10 лет показывает, что литий-ионные аккумуляторы имеют на 39% меньшую TCO, чем традиционные свинцово-кислотные аккумуляторы с регулирующим клапаном (VRLA), несмотря на первоначальную разницу в цене.

Li-Ion в ИБП


Литий-ионные аккумуляторы (Li-Ion) используются в различных устройствах уже более двух десятков лет, однако в качестве аккумуляторов ИБП для ЦОД их стали применять относительно недавно, когда удалось добиться сбалансированных показателей цены, удельной энергии, мощности, безопасности и надежности. Развитие литий-ионной технологии в значительной степени стимулировалось потребностями электромобилестроения.

Промышленные литий-ионные аккумуляторы отличаются от тех, что применяются в потребительских устройствах, где чаще всего используют батареи LCO (литиево-кобальтовые) c емкостью несколько ампер-часов в корпусе из фольги. В ИБП устанавливают батареи с внутренней структурой LMO (литиево-марганцевые) с емкостью одной батареи более 60 А×ч в прочном алюминиевом корпусе. Батареи именно этого типа давно и успешно используются в электромобилях.

В такой батарее предусмотрено несколько ступеней защиты от неблагоприятных ситуаций. На разработку и обкатку подобных технологий уходит несколько лет, тогда как аккумуляторы для потребительских устройств выводятся на рынок за несколько месяцев.

Для устройств ИБП необходимы аккумуляторы, способные обеспечить большую мощность в течение 5-10 минут, то есть подачу большого тока в течение короткого промежутка времени, поддерживая при этом безопасную температуру каждого элемента. Литий-ионные аккумуляторы характеризует большая мощность на единицу веса — удельная энергия (Вт-ч/кг) и удельная мощность (Вт/кг).


Рост спроса на центральное резервирование электропитания ЦОД в Северной Америке и Европе в 2016-2025 гг., по данным отчета Bloomberg New Energy Financе. Ожидается, что к 2025 году в крупнейших центрах обработки данных (hyperscale) будет сосредоточено около 55% резервируемых мощностей.

В настоящее время литий-ионные аккумуляторы имеют, пожалуй, лишь один серьезный недостаток по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами с регулирующим клапаном: капитальные затраты на одинаковое количество энергии в два-три раза больше из-за более высокой стоимости изготовления и стоимости системы управления аккумулятором. Зато достоинств у них немало.

Преимущества литий-ионных батарей


Перечислим преимущества литий-ионных батарей перед традиционными свинцово-кислотными батареями с регулируемым клапаном (Valve-Regulated Lead-Acid, VRLA) с точки зрения применения в ИБП:
  • В три раза меньший вес при аналогичной запасаемой энергии. Система литий-ионных аккумуляторов для ИБП весит на 60–80% меньше сопоставимой свинцово-кислотной системы.
  • Компактность, свойственная литий-ионным аккумуляторам. Они занимают до 50-80% меньше площади.
  • Высокая удельная энергия. Конкретные энергетические показатели для литиевых аккумуляторов, доступных на сегодняшний день, — от 70 кВт*ч/кг до 260 кВт*ч/кг. Типовые показатели свинцово-кислотных аккумуляторов находятся в диапазоне 30-50 кВт*ч/кг.
  • Приблизительно в четыре раза меньший саморазряд (т. е. медленный разряд аккумулятора, когда он не используется) — 1-2% в месяц.
  • Значительно более быстрый заряд — в четыре и более раз, а это ключевое преимущество в случае многочисленных перебоев подачи энергии (от 30 минут до одного часа).
  • Продолжительный срок службы. До десяти раз больше циклов заряда-разряда, в зависимости от химии, технологии, температуры и глубины разряда. Некоторые современные литий-ионные аккумуляторы способны выдержать до 5000 циклов.
  • Меньшее число (или полное отсутствие) замен аккумулятора, необходимое в течение срока службы ИБП, что устраняет риск простоя из-за замены аккумулятора.
  • Литий-ионные аккумуляторы не требуют технического обслуживания.
  • Экономия на TCO за 10 лет составляет 10-40%.

Однако говорить о переходе с традиционных свинцово-кислотных батарей на литий-ионные как о тенденции в области систем бесперебойного электропитания пока что, пожалуй, рано. Это лишь одна из альтернатив, но она быстро набирает популярность.

По данным IMS Research, уже в 2016 году на долю систем, использующих литий-ионные элементы питания, пришлось чуть менее 10% продаж. По оценке экспертов, в ближайшие несколько лет уже порядка 30% всех ИБП будут комплектоваться литий-ионными батареями.


По данным отчета Bloomberg New Energy Finance, в 2025 году на литий-ионные аккумуляторы будет приходиться 5,6 ГВт*ч резервируемых мощностей центров обработки данных по сравнению с 8,3 ГВт*ч у традиционной технологии VRLA. Это означает, что литий-ионная технология завоюет 40% рынка всего за 8 лет.

В числе первых такие решения для своих ИБП предложила компания Schneider Electric, сотрудничающая с Samsung. Литий-ионные батареи применяются в ее ИБП Galaxy 7000, VM, VX и Symmetra MW. С 2016 года она запустила такие решения в серию.


Литий-ионные аккумуляторы Samsung. Компания Samsung SDI, лидирующая на мировом рынке аккумуляторных батарей, используемых в источниках бесперебойного питания, (ИБП) сделала ставку именно на литий-ионные решения.

Системы Schneider Electric уже установлены на более чем 20 объектах общей мощностью свыше 10 МВт*ч. Интересно, что литий-ионные ИБП применяются в проектах разного масштаба — от крупных компаний, в том числе провайдеров услуг колокации/хостинга и компаний из сегмента финансовых услуг с дата-центрами корпоративного уровня, до промышленных приложений и серверных помещений. Очевидно, что технология применима к широкому спектру сценариев.


Сравнение ИБП Galaxy 7000 с аккумуляторами Li-Ion и VRLA (данные Schneider Electric).

Новое решение Schneider Electric отвечает таким требованиям к батареям для ИБП как безопасность (полный мониторинг), высокая плотность мощности (до 35 кВтч*ч и до 230 кВТ на стойку), длительная автономная работа (в течение 5-30 минут) и большой срок службы (15 лет). В ИБП Schneider Electric используется трехуровневая система мониторинга: на уровне отдельного модуля, шкафа и системы.


Li-ion батареи в модульном решении от Schneider Electric.

В настоящее время 30% поставок аккумуляторов для ИБП обеспечивает Samsung. Литий-ионные батареи она поставляет трем крупнейшим производителям ИБП: Schneider Electric, Vertiv и Eaton, которые контролируют больше половины мирового рынка ИБП.


Новый ИБП Eaton 1500VA удваивает время автономной работы по сравнению с обычным ИБП. Благодаря новой технологии Li-Ion клиенты могут ожидать значительного снижения общей стоимости владения энергетической инфраструктурой, считают разработчики.

Свинцово-кислотные аккумуляторы против литий-ионных


Итак, благодаря более высокой энергоемкости, литий-ионные аккумуляторы не только занимают меньше площади, но и имеют более низкую массу по сравнению со свинцово-кислотным — снижается стоимость транспортировки. Однако регламентные требования транспортировки литий-ионных аккумуляторов более жесткие из-за высокой энергоемкости и активности некоторых химических составляющих.

Ресурс свинцово-кислотных аккумуляторов с регулирующим клапаном — 3–6 лет, в то время как ресурс литий-ионных может составлять более 10 лет. Замена батарей — серьезные дополнительные расходы и даже остановка дата-центра, если в его схеме энергоснабжения не предусмотрено резервирование, либо дополнительные работы, во время которых надежность питания дата-центра снижается. Устаревшие батареи необходимо вывозить и утилизировать, а на смену им устанавливать новые. Все это требует времени и средств. Использование литий-ионных батарей избавляет подобных проблем и затрат.

Быстрая скорость перезарядки и больший срок службы литий-ионного аккумулятора обусловлены как его технологией, так и наличием в его составе обязательной системы мониторинга. Она следит за состоянием каждой аккумуляторной ячейки (температура, напряжение, ток) и всего шкафа. Системой контроля литий-ионные аккумуляторы оснащены по умолчанию, так как для них необходим полный контроль зарядки и разрядки, предотвращающий превышение температуры в литий-ионных элементах.


Литий-ионные аккумуляторы и свинцово-кислотные аккумуляторы: некоторые ключевые отличия.

Поскольку литий-ионные аккумуляторы предлагают улучшенные возможности управления, включая встроенное управление на уровне ячеек, модулей и шкафов, это приводит к предсказуемой, стабильной производительности и безопасности батарей. Снижаются требования к охлаждению в центре обработки данных: литий-ионные батареи занимают меньше места и, в отличие от традиционных батарей VLRA, могут работать при более высоких температурах, не жертвуя временем автономной работы.

Все эти преимущества помогают сократить затраты, что приводит к снижению общей стоимости владения литиево-ионными ИБП с течением времени по сравнению с VLRA. Именно поэтому владельцы центров обработки данных обращают внимание на литий-ионную технологию.

Для литий-ионных аккумуляторов определенные химические решения и технологии силовых элементов обеспечивают привлекательную совокупную стоимость владения на период более 10-15 лет — типового срока службы ИБП. По данным Schneider Electric, совокупная стоимость владения за 10 лет для решения с литий-ионным аккумулятором почти на 40% ниже, чем для решения со свинцово-кислотным аккумулятором с регулирующим клапаном. Его окупаемость составляет 3,4 года, несмотря на более высокие капитальные затраты на литий-ионные аккумуляторы.

TradeOff Tool, калькулятор для сравнения литий-ионных аккумуляторов со свинцово-кислотными, позволяет изменять различные исходные данные и смотреть, какой эффект они оказывают на совокупную стоимость владения двух типов аккумуляторов.

Менять или нет?


При выборе литий-ионных аккумуляторов для устройства ИБП важно учесть несколько факторов в зависимости от того, переоснащаете вы имеющийся ИБП или покупаете новый. Предполагается, что ожидаемый срок службы ИБП составляет около 10–15 лет, ресурс свинцово-кислотного аккумулятора с регулирующим клапаном — около 3–6 лет, а ресурс литий-ионного аккумулятора — 10 лет и более. Есть три возможных сценария переоснащения свинцово-кислотных аккумуляторов ИБП: начало, середина или конец срока эксплуатации ИБП. Вот какие рекомендации дает Schneider Electric.

В начале срока эксплуатации ИБП (обычно — менее 5 лет) может иметь смысл замена свинцово-кислотных аккумуляторов на литий-ионные, так как они с большой вероятностью достигнут окончания срока эксплуатации одновременно с ИБП.

В середине срока эксплуатации замена аккумуляторов на литий-ионные может не иметь смысла с экономической точки зрения, т.к. срок эксплуатации литий-ионных аккумуляторов превысит оставшийся срок эксплуатации ИБП более чем на 5 лет. Однако, учитывая снижение цен на литий-ионные аккумуляторы, экономические факторы могут все-таки сыграть в пользу замены.

При приближении конца срока эксплуатации ИБП (более 10 лет) может иметь смысл полностью заменить ИБП на новый, использующий литий-ионные аккумуляторы. Это решение зависит от соотношения затрат на сохранение и техническое обслуживание старого ИБП (т.е. контракты на обслуживание, запчасти, т. д.) и затрат на новую систему.

Даже если литий-ионный аккумулятор будет иметь такое же номинальное напряжение, как существующий свинцово-кислотный, может потребоваться обновление программного обеспечения и аппаратной части ИБП. Это, помимо прочего, обусловлено тем, что характеристики зарядки аккумулятора могут измениться, формула продолжительности работы может отличаться, и оценка времени работы может оказаться некорректной. Кроме того, поставщику может потребоваться интегрировать систему контроля аккумуляторов в ИБП.

Например, можно внедрить литий-ионные батареи в уже приобретенное решение Galaxy 7000. Потребуются обновление прошивки модуля управления в ИБП и замена некоторых плат.

Покупка нового ИБП является самым простым сценарием при условии, что поставщик эффективно интегрировал литий-ионную технологию в ИБП. Интеграция ИБП и системы управления литий-ионными аккумуляторами значительно зависит от работы этой системы.


ИБП Galaxy VM компании Schneider Electric, укомплектованные литий-ионными батареями. Такие батареи позволяют минимизировать операционные расходы за счет большого количества (до 5000) циклов заряда-разряда и увеличенного до 15 лет срока службы. Их можно использовать и с другими ИБП Schneider Electric, в том числе с Galaxy VX мощностью от 500 до 1500 кВт.

Использование литий-ионных аккумуляторов будет очень хорошим подспорьем в снижении операционных расходов на системы бесперебойного питания. Между тем, остается значительная часть рынка, которая по-прежнему будет продолжать использовать технологию VRLA, да и технология свинцово-кислотных аккумуляторов также совершенствуется.


Vertiv, ранее Emerson Network Power, объявила о пополнении линейки систем бесперебойного питания, совместимых с литиево-ионными АКБ. ИБП Liebert EXM 480V (50-250 кВт/кВА) с литиево-ионными батареями расширяют возможности хранения энергии в ЦОД среднего размера.

Однако литий-ионные системы станут еще шире применяться в крупных центрах обработки данных, подобных тем которые принадлежат интернет-гигантам, таким как Amazon, Facebook и Google, где даже незначительный выигрыш в потреблении энергии и эффективности использования пространства означает огромную экономию.

Выводы


Тем, кто хочет минимизировать капитальные расходы, литий-ионные аккумуляторы не подойдут, поскольку они дороже свинцово-кислотных батарей примерно на 15% (для типового ИБП). Но можно с уверенностью сказать, что цены на литий-ионные аккумуляторы продолжат снижаться, на рынке появятся новые химические решения и технологии, а уже существующие будут улучшены. Несмотря на то, что цены на некоторые литий-ионные решения пока еще слишком высоки для перехода на них со свинцово-кислотных аккумуляторов с регулирующим клапаном, они имеют привлекательную совокупную стоимость владения за 10 лет с окупаемостью менее чем за 4 года. Если принимать во внимание операционные расходы, то их выбор может быть вполне оправдан.

habr.com

выбор по производителям, цены, каталог с фото и описаниями

Функциональность, продолжительность и долговечность источников бесперебойного питания напрямую зависит от используемых аккумуляторных батарей. Как правило, производители всех моделей ИБП указывают срок работы АКБ до трех лет, но наши аккумуляторы прослужат Вам минимум 5 лет, а некоторые модели 10 лет! Однако по прошествии времени в режиме интенсивной эксплуатации полезная емкость батарей снижается, что соответственно отражается и на работе источников. Снижение функциональности защитного источника является прямым свидетельством необходимости замены.

Замена АКБ для бесперебойника

  • Важно! При выборе нового аккумулятора для ИБП, обращайте внимание на однотипные модели одного производителя и с одной датой изготовления.

Подобрать новый аккумулятор для блока бесперебойного питания взамен изношенных сегодня не составляет труда, для чего достаточно снять показания с уже используемых. Однако, если возникают трудности либо желание модернизировать защитное устройство, то можно воспользоваться консультационной поддержкой менеджеров специализированной компании.

  • Советы по замене
  • Замена должна выполняться ТОЛЬКО при отключенной нагрузке.
  • В момент подсоединения новой АКБ между контактами проскакивает искра, которая свидетельствует о том, что батарея имеет начальный заряд и вполне работоспособна.
  • После подключения новой батареи следует незамедлительно активировать источник, чтобы он провел режим самотестирования. В случае выявления системных ошибок прибор издаст звуковой сигнал или покажет соответствующей индикацией на дисплее.

Большинство моделей защитных устройств используют одинаковые батареи для ИБП, которые совместимы между собой. Однако предпочтение потребителями отдается более известным брендам, среди которых Delta.

Аккумуляторы для ИБП для котлов

Газовое оборудование, хотя и потребляет немного электроэнергии, однако нуждается в стабильном энергоснабжении практически круглосуточно. Поэтому для них подбираются преимущественно источники, способные функционировать продолжительное время. Это требует более емкостных аккумуляторов для ИБП газовых котлов, подключаемых внешне.

Источники подобного типа не имеют встроенных АКБ, а также дополнены зарядным устройством интеллектуального управления и с большой мощностью.

Выбор таких батарей для бесперебойника основывается на желаемой продолжительности функционирования в автономном режиме. Она определяется мощностью используемого газового котла, характером сбоев в электросети.

Батареи для ИБП APC

Они в настоящее время пользуются заслуженным авторитетом среди прочих аналогов. Они представляют собой необслуживаемые герметизированные свинцово кислотные аккумуляторы для бесперебойника APC, которые активно используются в комплекте с однофазными источниками малой мощности.

Если у вас возникли сложности с выбором, а также иные проблемы эксплуатационного либо технического характера мы с радостью окажем всяческую поддержку в их разрешении. Наши специалисты помогут в решении вопросов, связанных с подбором - оптимальные цены на батареи.

www.bespereboynik.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о