Как выбрать батарею для ИБП?

Разновидности

Принцип действия всех выпускаемых в настоящее время аккумуляторов для источников непрерывного электропитания похож, а вот конструктивное исполнение может иметь весьма значительные отличия. В настоящее время производители предлагают три основных разновидности аккумуляторов для ИБП:

1. AGM – кислотные герметичные необслуживаемые.
2. GEL – гелиевые.
3. MGEL – мульти-геливые.

Их главное отличие – состояние, в котором пребывает находящаяся внутри кислота. Оно может быть жидким либо гелеобразным. Что касается свинца, он есть во всех трех типах. АКБ каждого типа имеют свои плюсы, минусы и просто особенности.

Свинцово-кислотные батареи для ИБП

Это самый распространенный вариант для большинства источников электропитания UPS (англ. Uninterruptible Power Supply). Данное сочетание латинских букв - AGM означает, что рабочая среда в этих батареях не жидкая, а пребывает в абсорбированном виде, благодаря чему они не нуждаются в доливке воды, являясь герметичными (проще говоря, их не надо обслуживать).

Конструктивно свинцово-кислотные UPS-аккумуляторы состоят из прочного корпуса, который внутри посредством стекловолоконных перегородок делится на отсеки. В эти специальные сепараторы погружен микропористый заполнитель и залит электролит, не до конца заполняющий мельчайшие поры этого материала. Этот свободный объем оставлен специально, чтобы не создавать помех рекомбинации газов, которая неизбежна в процессе протекания электротока по пластинам, погруженным в пористый заполнитель.

Свинцово-кислотные АКБ выпускаются для использования в режиме буфера, поскольку у них малый коэффициент саморазряда и большой показатель циклов заряда/разряда. Несомненными плюсами являются низкая чувствительность AGM-аккумуляторов к изменению условий внешней среды и длительный период работы – порядка 12 лет, отсутствие так называемого «эффекта памяти» (обратимой потери емкости), отличная стойкость к вибрациям. Также их можно монтировать в любом положении.

Некоторые заводы-производители указывают больший пусковой ток и повышенную производительность АКБ, но пользователи больше ценят их за доступную стоимость. Это особенно важно в связи с тем, что в общей стоимости источника бесперебойного питания порядка 30% приходится на стоимость аккумулятора.

Самые весомы недостатки AGM-батарей – в них нет возможности доливки электролита, теряемого при работе, и они обладают малой стойкостью к перезарядке.

Гелиевые и мульти-гелиевые АКБ

В отличие от AGM-аккумуляторов электролит в гелиевых и мульти-гелиевых АКБ находится в виде геля, а не в абсорбированном виде. В источниках непрерывного электропитания такие аккумуляторные батареи применяются реже, поскольку стоят больше и выпускаются для функционирования в циклическом режиме и суровых условиях - для длительной автономной работы с значительными и глубокими разрядами.

Несомненными плюсами таких АКБ являются отсутствие вредных для здоровья человека испарений, малый показатель саморазряда, а также довольно длительный срок работы (порядка 10 лет). Монтировать их можно практически в любом положении.

В качестве минусов следует упомянуть, что они дороже в сравнении со свинцово-кислотными аккумуляторами, а еще обладают худшими показателями заряда/разряда. Для мощных источников непрерывного электропитания, цикличность работы которых в среднем 15 минут, низкие коэффициенты заряда/разряда, демонстрируемые гелиевыми и мульти-гелиевыми батареями, неприемлемы.

Расчет емкости АКБ

Самый важный для любого аккумулятора показатель, который в первую очередь учитывают при его выборе, - это его емкость. Рассчитывается данный коэффициент по специальной формуле:

E = (P· T) / (V· K),

где E – емкость аккумулятора, Ач;

 P– расчетная мощность подключенной нагрузки, Вт.

 T– время резервирования нагрузки, ч;

 V– напряжение питания батареи, В;

 K– коэффициент используемой емкости, учитывающий часть заряда, который идет на электроснабжение оборудования.

Но эта формула используется только в том случае, когда запитанная от аккумуляторной батареи техника работает в автономном режиме десять и более часов.

В качестве примера рассчитаем емкость батареи, которая понадобится для функционирования циркуляционного насоса отопительной системы коттеджа на протяжении 14 часов, если его мощность составляет 600 Вт. В качестве исходных данных коэффициент использования емкости принимается равным 1 для 12-вольтного аккумулятора. После подстановки исходных данных в имеющуюся формулу получается:

E = (600 · 14) / (12 · 1) = 700 Ач.

Согласно сделанным расчетам, для успешного решения поставленной задачи потребуется АКБ мощность минимум 700 Ач, а с учетом запаса мощности необходим аккумулятор на 750-800 Ач.

Если система бесперебойного энергообеспечения достаточно мощная и предназначена для функционирования на протяжении длительного времени, для нее понадобится АКБ с напряжением 12 В и минимальной емкостью порядка 250 Ач. Чтобы увеличить емкость подобных аккумуляторов с высокой производительностью, их соединяют между собой параллельно или последовательно. В бытовых источниках непрерывного электроснабжения, функционирующих в автономном режиме кратковременно (до 30 минут), часто находят применение аккумуляторы емкостью 7-12 Ач и напряжением 12 и 6 В.

Внутреннее сопротивление аккумулятора – также значимый показатель, который влияет на его емкость. Учитывать его влияние достаточно просто: чем ниже внутреннее сопротивление, тем меньший заряд способна отдать АКБ за краткий временной период.

Напряжение ИБП

При выборе АКБ следует знать точное значение напряжения аккумуляторов, установленных в ваш UPS. Многие модели современных источников бесперебойного питания рассчитаны на запитку от 12-вольтовых батарей, но нередко маломощные модели работают от 6-вольтовых аккумуляторов. Обычно все эти данные прописаны производителей в техдокументации ИБП, а у многих моделей – непосредственно на корпусе аккумулятора. Если нет данных от производителя, узнать напряжение питания батареи тоже возможно. Для этого с клемм аккумулятора снимаются замеры – ведь он даже на холостом ходу в практически разряженном состоянии выдаст значение, по которому можно ориентироваться на номинальное напряжение – 12 или 6 вольт.

Выбор габаритных размеров

Габариты – это тоже важный показатель, который нельзя не учитывать при выборе аккумулятора для ИБП. Если этим критерием пренебречь, может оказаться, что батарею не получается закрепить надлежащим образом и она остается «болтаться», или АКБ просто не помещается на посадочном месте. Габариты аккумуляторов зависят от модели источников бесперебойного электроснабжения и бывают разными.

При выборе АКБ нужно быть внимательным, так как сейчас многие из моделей ИБП комплектуются нестандартными батареями. Лучший вариант – следовать при выборе рекомендациям производителя UPS.