Как выбрать аккумулятор для ибп

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.

Выбираем аккумулятор для ИБП

Источники бесперебойного питания получают среди Россиян все большее распространение. Это объясняется плохим состоянием электросетей и все большей доступностью резервных и автономных энергетических систем.

Современные ИБП доступны по цене и могут иметь достаточно большую номинальную мощность, чтобы обслуживать жилые здания или даже промышленные объекты.

Как выбрать и купить аккумулятор для ИБП?

Важной частью любого источника бесперебойного питания являются аккумуляторные батареи, именно они запасают энергию и обеспечивают работу системы в автономном режиме, поэтому прежде чем аккумулятор для ИБП купить, необходимо определиться с типом и емкостью батареи.

Как правило, для стационарных автономных и резервных энергосистем идеально подходят свинцово-кислотные аккумуляторы. Данный тип АКБ широко распространен, имеет продолжительный ресурс работы, от 5 до 12 лет и доступен по цене. Но и свинцово-кислотные аккумуляторы различны и требуют особенного подхода к подбору типа и емкости изделия.

AGM или гелевые аккумуляторы?

  • Отличие гелевых аккумуляторов в том, что в их составе раствор серной кислоты связан в гель. Образованные, при протекании большого тока, кислород и водород остаются внутри геля, где рекомбинируя они образуют воду, которая вновь поглощается гелем. Благодаря эффективной рекомбинации газов , гелевые аккумуляторы имеют долгий срок службы, до 12 лет, увеличенное число циклов заряда-разряда и устойчивы к глубоким разрядам. К тому же аккумуляторы, произведенные по технологии GEL , имеют широкий диапазон рабочих температур. Эти преимущества позволяет широко использовать технологию в автономных энергосистемах, в том числе и на базе альтернативных источников энергии.
  • Тяговые, или стартерные АКБ широко используются в автомобилях, но не подходят для использования в составе ИБП и автономных систем, на основе альтернативных источников энергии.

Основная особенность тяговых аккумуляторов – наличие жидкого электролита, который может свободно кипеть при протекании большого тока, поэтому батареи производятся в негерметичном корпусе и имеют возможность долива электролита. Пластины стартерных аккумуляторов имеют пористую структуру, что позволяет получать большой ток, но сокращает срок службы аккумулятора.

При кипении электролита выделяются водород и кислород, что может привести к возгоранию или даже к взрыву, поэтому помещение, где располагаются аккумуляторы должно хорошо проветриваться.

Свинцово-кислотные AGM аккумуляторы имеют между пластинами сепаратор в виде волокон, пропитанных электролитом. За счет пустот между волокнами происходит рекомбинация газов, что позволяет изготавливать аккумулятор в герметичном корпусе.

По сравнению с тяговыми или стартерными аккумуляторами, AGM аккумуляторные батареи имеют больший срок службы, не выделяют взрывоопасных газов и, как следствие, хорошо подходят для систем бесперебойного электроснабжения. В настоящее время технология AGM позволяет производить аккумуляторы, хорошо выдерживающие глубокий разряд, что очень важно для автономных систем электроснабжения.

Подведем итоги. Для каждой системы – свой аккумулятор:

  • для ИБП – лучше всего использовать аккумуляторы, произведенные по технологии AGM ;
  • для автономных систем хорошо подойдут гелевые аккумулятры и AGM глубокого разряда.

Тяговые или стартерные АКБ можно применять, но с большой осторожностью. Особенно если система расположена в жилом доме.

Как рассчитать необходимую емкость аккумулятора?

Рассчитать необходимую емкость аккумуляторов довольно просто. Возьмите количество запасаемой аккумуляторами энергии, Ватт*ч, и разделите на напряжение системы, Вольт. При расчете обратите внимание на значение предельной глубины разряда, для долгой службы Ваших аккумуляторов мы рекомендуем не разряжать их до уровня менее 25%.

Среднесуточное потребление жилого дома 4,5кВт*ч сутки. Напряжение системы АКБ 12 Вольт, а предельная глубина разряда не менее 25%. Для автономной работы системы в течении 2х суток нам необходимы аккумуляторы суммарной емкостью:

4500Ватт*2суток/12Вольт/(1-0.25)(25%предельная глубина разряда) = мин. 1000Ач

Как выбрать аккумулятор для ИБП?

Эффективность источника бесперебойного питания зависит не только от топологии устройства, реализованного принципа работы, но и от типа используемой АКБ. Давайте разбираться, как выбрать аккумулятор для ИБП, чтобы обеспечить надежную защиту обслуживаемого оборудования.

Как понять, что пора идти выбирать новый аккумулятор для ИБП?

Срок службы аккумулятора зависит от доступного количества циклов зарядки/разрядки. В зависимости от конструкции АКБ и условий эксплуатации этот показатель может составлять от 300–500 до 2-3 тысяч. Чем чаще на объекте происходит аварийное отключение электроэнергии на длительный срок, тем меньше прослужит батарея.

Практика показала, что задуматься о таком шаге, как выбор аккумулятора для ИБП, приходится тогда, когда время автономной работы снизилось до 20–25% от первоначального показателя. В противном случае столкнетесь с ситуацией, когда просто не успеете сохранить данные при аварийном отключении питания.

Критерии выбора аккумулятора для бесперебойника

Перед тем, как выбрать батарею для ИБП, потребуется оценить ряд технических и эксплуатационных параметров. На этом этапе нет мелочей. Совместимость определенной модели АКБ и источника питания зависит от габаритных размеров, конструкции, предполагаемых условий эксплуатация и других показателей. Обратим внимание на основные моменты, которые необходимо учесть.

Выбор исходя из конструкции аккумуляторов

Решая, какой аккумулятор для ИБП выбрать, обращайте внимание на следующие особенности конструкции батареи:

  • Свинцово-кислотные с жидким электролитом относятся к бюджетному сегменту. Основной плюс — возможность отдавать высокий пусковой ток, но у них недостаточная устойчивость к глубокому разряду и несколько меньшая емкость.
  • Свинцово-кислотные со связанным электролитом (AGM, GEL) более безопасны в эксплуатации. Такая конструкция обеспечила невозможность розлива агрессивной химической жидкости даже в том случае, когда АКБ будет лежать на боку. Отличаются большим показателем доступных циклов заряда/разряда.
  • Батареи на основе соединений никеля отличаются небольшими габаритами и весом, при этом отличаются минимальным саморазрядом, способны выдерживать до 1500–1800 циклов. Среди минусов отметим высокую стоимость и наличие в конструкции потенциально опасных компонентов.
  • Абсолютным рекордсменом по долговечности считаются литий-ионные АКБ. Но при выборе стоит учитывать ток факт, что они весьма чувствительны к перезаряду, а цена батарей большой емкости еще запредельно велика.

Делая выбор АКБ для ИБП на основании классификации по конструктивным особенностям, оцените доступный бюджет, обычную периодичностью переключения аппаратуры в автономный режим. Для отдельных случаев подойдет даже недорогой свинцово-кислотный аккумулятор.

Использование сравнительных таблиц

Чтобы сравнить эксплуатационные характеристики и возможности разных батарей, воспользуйтесь данными из следующей таблицы:

Уже на основании этих данных можно подобрать АКБ под определенные условия эксплуатации, а не только по цене.

Подбор АКБ по характеристикам

Среди многих характеристик аккумуляторов, делая выбор батареи для ИБП, в первую очередь обращайте внимание на следующие параметры:

  • Рабочее напряжение. Для маломощных источников бесперебойного питания обычно применяют батареи с показателем до 12 В. Для устройств, обслуживающих более мощную технику, напряжение повышают до 24 вольт или соединяют несколько АКБ последовательно.
  • Емкость. Этот критерий выбирают исходя из пожеланий к длительности автономной работы. При необходимости значение увеличивают, подсоединяя несколько батарей параллельно. Но стоит учитывать, что увеличивать показатель безгранично нецелесообразно. В этом случае мощности зарядного устройства не хватит для поддержания АКБ в рабочем состоянии.
  • Форм-фактор. Эта характеристика важна для ИБП с внутренним размещением аккумулятора. При выносном расположении показатель не играет важной роли.

Только решив, какую выбрать батарею для ИБП исходя из технических характеристик, определяйтесь с подходящей стоимостью, производителем.

Выбор по производителю

Принято считать, что оптимальным вариантом станет установка родного АКБ. Но вполне можно найти и более доступные по стоимости аналоги. Хорошими показателями отличается продукция японских Yuasa, CSB, а также европейских брендов Fiamm, Delta. Отметим, что они поставляют батареи для всемирно известных производителей ИБП.

Совместимость батарей ИБП. Как определить требуемую емкость нового аккумулятора?

Если не удается приобрести родные аккумуляторы, то покупайте модели других производителей, но обязательно соответствующие по основным параметрам оригинальной батареи. При выборе сравните емкость, напряжение, чувствительность к перезаряду, возможность эксплуатации при глубоком разряде, габариты, если предполагается установка в корпус ИБП.

Обязательно обратите внимание на полярность и тип клемм, которые должны соответствовать конструкции ИБП. В большинстве случаев подключение реализовано ножевого разъема Т1/Т2 или винтового Т5–Т10, которые используются в мощных моделях.

Требуемую емкость определяют исходя из необходимой продолжительности автономной работы и мощности обслуживаемого оборудования. Формула расчета проста:

U — напряжение;

Р — мощность.

Чтобы получить более точный результат, полученное значение дополнительно корректируют при помощи коэффициентов, учитывающих КПД источника, степень разряда и доступную емкость аккумулятора.

Что можно узнать по цветовой маркировке аккумулятора?

По внешнему виду можно судить о пригодности АКБ для совместной работы с ИБП. Так, черные AGM батареи мало подходят для этого из-за малой отдачи тока. Лучше выбрать оранжевые батареи, которые подходят для большинства UPS. Хорошие результаты показали и синие GEL аккумуляторы.

При выборе учитывайте то, что цветовая маркировка продукции неизвестных брендов часто не соответствует техническим характеристикам.

Варианты выбора

Обратим внимание на эксплуатационные характеристики основных типов батарей, используемых в бесперебойниках.

Свинцово-кислотные

Такой выбор отличается по следующим показателям:

  • Устройства с жидким электролитом надежны, но плохо выдерживают глубокий разряд. Ставить необходимо в хорошо проветриваемых помещениях.
  • AGM — выдерживают 300–400 циклов хорошо отдают ток, неустойчивы к глубокому разряду.
  • GEL — малый саморазряд, увеличенное количество циклов, никаких последствий даже при регулярных серьезных разрядах.

Предпочтение отдают 2 или 3 типу, несмотря на то, что стоимость таких АКБ выше.

Никелево-кадмиевые

Эти батареи обладают минимальным саморазрядом, выдерживают более 1500 циклов, отличаются минимальными габаритами и весом. Хороший, но дорогой выбор.

Никелево-металлогидридные

Этот вариант отличается высокой удельной энергоемкостью, средним сроком службы, который все равно в 2-3 раза выше по сравнению с кислотно-свинцовыми. Среди относительных недостатков отметим слабую устойчивость к перезаряду.

Литий-ионные

Перспективные, но дорогие аккумуляторы. Срок службы до потери емкости увеличен в 1,5–2 раза, могут эксплуатироваться при температуре до + 50 градусов. Современные модификации отличаются повышенной безопасностью, случаи самовозгорания из-за перезаряда, как это было с первыми моделями, сейчас не наблюдаются.

Преимущества использования оригинальных батарей

Как говорили, по рекомендациям производителей ИБП, такое решение будет оптимальным. Дело в том, что вся аппаратура спроектирована для эксплуатации совместно с батареями, показатели которой адаптированы к модели источника бесперебойного питания.

Практика показала, что при установке неродной АКБ, она прослужит меньше оригинала. Кроме того, свою роль играет такой фактор, как гарантия производителя, который согласен выполнять условия только при наличии оригинальных комплектующих. Но сразу скажем, цена такой батареи будет выше по сравнению с моделями других брендов.

О ценах на оригинальные аккумуляторы. Оправдан ли выбор?

Желание сэкономить толкает на покупку неоригинальных АКБ. Да, в таком случае удается сэкономить, иногда до 50%. Но тут не стоит вдаваться в крайности, ведь неправильный подбор чреват выходом аппаратуры из строя.

Подобный выбор будет оправдан только в том случае, если предполагается применение совместимых аккумуляторов, соответствующих по техническим характеристикам оригиналу. Не гонитесь за дешевизной, не покупайте батареи неизвестных брендов, даже если предложение покажется выгодным.

Примеры и отличия выбора аккумуляторов для ИБП на разное время автономии

При выборе АКБ необходимо учитывать предполагаемый режим работы ИБП — сколько времени автономной работы требуется, чтобы не прерывать процесс. Это может быть показатель, характеризующий продолжительность сохранения данных и отключения компьютера, период, необходимый для перехода на генератор.

При этом не стоит стремиться взять минимальное значение, ведь от аварийных ситуаций никто не застрахован. По этой причине запас автономности лучше брать из учета 10–20%. Кроме того, если предполагается длительная работа от аккумулятора, то стоит выбирать модели, которые устойчивы к критическому разряду. А вот для маломощных моделей, которые должны отработать до 5–10 минут, можно выбрать что-нибудь попроще.

Выбор АКБ для ИБП на 5 минут

Для батарей малой емкости характерно влияние характеристик самого устройства на продолжительность работы. Так, если необходимый показатель не превышает 30 минут, то для расчета принимают значение, большее в 2 раза. То есть, для 5 минут автономной работы потребуется определить емкость, способную по расчету продержаться 10 минут, только так можно получить гарантированный запас. Зависимость емкости от продолжительности работы при постоянной мощности нагрузки выглядит следующим образом:

Рассчитаем необходимую емкость для автономной работы на протяжении 5 минут (0,12 часа) при нагрузке 4 кВт, напряжении АКБ 12 В и КПД инвертора 0,85.

T=E х U х К/P

E = T x P/U x K = 0,12 х 4000/12 х 0,85 = 47 А*ч

Выбор АКБ для ИБП на 12 часов

Расчет в этом случае выполняется аналогично, только он будет вестись исходя из показателя 12/ 85%. Для такой же, как и в прошлом примере, нагрузки получаем:

Е = 14,12 х 4000/12 х 0,85 = 5537 А*ч.

Чтобы получить точный вариант расчета при большой длительности автономной работы, следует использовать и другие дополнительные коэффициенты. Целесообразный вариант решения задачи — доверить расчет емкости проектировщику, досконально разбирающемуся в этом вопросе.

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.

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.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий