Аккумуляторная батарея – самый важный компонент ИБП. И самый дорогой. К тому же, ещё и обладающий определенным жизненным циклом. Стало быть, рано или поздно, вопрос замены батареи обязательно встанет.
Разница в цене между специализированным аккумуляторами для ИБП и обычными автомобильными примерно раза в два при сопоставимой ёмкости.
Какие бывают батареи ИБП?
Свинцово-кислотные аккумуляторы.
Достоинства — хорошо держат напряжение, имеют маленький саморазряд и высокую продолжительность циклов работы (до 1000 циклов перезарядки), способны работать при в широком диапазоне температуры. Технология их производства достаточно отработана, что делает эти АКБ надежнее.
Недостатки. В первую очередь это низкая удельная емкость, большой вес и размер. И их нужно менять после полной, глубокой разрядки, поскольку сильно падает ёмкость.
Никель-кадмиевые аккумуляторы
Достоинства: малый размер и вес. Довольно надёжны, устойчивы к скачкам температуры, могут выдержать до 1500 зарядно-разрядных циклов, имеют низкий процент самостоятельного разряда и довольно значительную плотность энергии. К тому же, эти АКБ недорого стоят.
Недостатки: эти аккумуляторы утрачивают свою емкость в следствие «эффекта памяти», высокая цена.
Никель-металлогидридные аккумуляторы
Достоинства: обладают высокой плотностью энергии и удельной емкостью, которая практически не уменьшается в ходе эксплуатации.
Недостатки: большая цена, высокий уровень самостоятельного разряда и небольшая токоотдача, чувствителен к глубоким разрядам и температуре, малое количество циклов перезарядки
Литий-ионные батареи
Достоинства: повышенная удельная емкость при небольших габаритах и весе, большая энергетическая плотность и малая скорость саморазряда, быстрая зарядка, большое количество циклов заряда/разряда, возможность работы при высокой температуре до 40°С. Кроме того, они вполне надежны и недороги в обслуживании.
Недостатки: — плохо работают ниже нуля градусов, можно хранить только в заряженном состоянии (теряют ёмкость), боятся перегрева при перезаряде (взрываются).
Самые распространённые в ИБП — свинцово-кислотные аккумуляторы.
Они могут отличаться по виду применяемого электролита
В батарее с жидким электролитом применяется разбавленная серная кислота. И опасность в том, что устройства не герметичны, есть риск попадания вредных веществ в окружающую среду. Соответственно, обслуживание и зарядка таких батарей возможна только в специальных помещениях. Зато они недорого стоят, чем обусловлена их популярность.
В GEL-батарее электролит в виде геля, что теоретически снижает скорость, с которой с пластин осыпается намазка, уменьшает прочие побочные эффекты, увеличивает срок службы. В ходе работы он не производит летучих соединений, их корпуса вполне герметичны и гелевые АКБ совершенно безвредны для человека. Кроме того, такие батареи мощные, надежные – срок службы до 12 лет, ёмкие, способны часто перезаряжаться и функционировать почти в любых температурных условиях. Можно эксплуатировать в помещениях, где находятся люди — выделение паров там ничтожное.
Но есть и недостатки: им противопоказана полная разрядка и стоят они довольно недешево.
AGM-батареи между пластинами плотно упакованы слои пористого наполнителя, пропитанные гелем. Все те же плюсы, что и в GEL-батарее, но в большей степени. Имеют пониженное внутреннее сопротивление, долговечны, обладают большой емкостью, устойчивы к вибрации и готовы к размещению в любом положении.
При этом, аккумуляторы AGM работают в буферном режиме, потому что обладают большим числом циклов перезарядки и низкими показателями саморазряда. Плюс – у них нет уже упомянутого «эффекта памяти».
Но AGM имеют и свои минусы. Они мало восприимчивы к перезарядке и не приспособлены для компенсации части утрачиваемого электролита. Высокая цена.
Итак, мой выбор — AGM батарея.
Почему автомобильный аккумулятор нельзя использовать в ИБП?
AGM аккумуляторы работают равномерно при малых и номинальных токах, стартерные автомобильные от малых деградируют в разы быстрее
Заряд. ИБП настроен на заряд AGM. Меньше напряжения, больше тока. AGM заряжаются током 0,1-0,2C10. Тяговые заряжаются 0,05-0,12C10. Большинство ИБП можно перепрошить, изменив показатели зарядных напряжений и тока.
Определяем необходимую ёмкость батареи ИБП, или сколько Ампер*часов нам нужно?
- Определяемся, сколько времени должен работать ИБП без внешнего питания. Я условно принимаю 8 часов, исходя из длительности восстановления электроснабжения дома. Брать больше — очень дорого.
- Определяемся с нагрузкой ИБП. В моём случае, это газовый котёл (200Вт) и связь (сетевые коммутаторы для интернета и WiFi + телефон — 100Вт) Итого 300Вт или 0,3кВт.
- Определяем запас энергии, который нам нужно хранить в аккумуляторе. 0,3кВт*8ч=2.4кВт*ч энергии.
- Определяемся с ёмкостью батареи. Опустим все КПД, и учитывая что котёл не всегда работает с полной нагрузкой. В 100А*ч аккумуляторе содержится 1,2кВт*ч энергии. (100А*ч означает, что аккумулятор может выдавать 100А в течении одного часа. Значит полная ёмкость такого аккумулятора при напряжении 12В составит 100А*12В*1час=1200Вт*ч, или 1,2кВт*ч.). Поскольку мой ИБП работает от 24В, значит нам нужно 2 аккумулятора по 100Ач. Соединим их последовательно 2*12В получим 24В. Ёмкость составит 24В*100Ач*1ч=2.4кВт*ч.
Если быть до конца честным — 100Ач аккумуляторов мало. Учитывая, что ИБП не до конца разряжает аккумуляторы, а использует только 70% (в среднем) ёмкости, нам нужно 130Ач ёмкость.
Учитывая, что 100Ач довольно дорогое удовольствие, пожертвуем временем, и закупим (когда-нибудь потом) бензиновый генератор, чтобы в случае блэкаута у нас было время вручную его запустить.
Итак, это будет 100Ач батарея, с AGM или жидким электролитом.
Какой марки выбрать аккумулятор для ИБП. Так что же с производителями???
Тут всё очень сложно.
Есть бренды
Fiamm (AGM FIAMM 12FLB400P (12В/105 А·ч) — 360$ за штуку).
Hoppecke (AGM Hoppecke net.power 12V 100 (108Ah 12V) — цены под заказ, 42.8 кг!)
Учитывая,что » ….из опыта содержания более чем сотни ИБП с гелевыми аккумуляторами разных типов и емкостей — НИ ОДНА даже из хороших марок батарей, как правило, не «выхаживает» рекламных сроков эксплуатации. Даже серий «L», «LL» (10 лет) — ни Yuasa, ни SSB. 6-7-8 лет — предел.»
Есть ещё такие
Leoch (AGM Leoch DJM 12100 (100ah, 12v) — 195$ за штуку)
CSB (AGM CSB GP121000 (12В/100 А·ч) — 270$ за штуку)
Sunlight (не нашёл ничего околобытового, цены под заказ)
Для недорогих серий надо рассчитывать на ресурс 3-4 года, не более.
Долговечность сильно зависит от качества блока ВЗУ. В первую очередь поддержания правильного напряжения stand-by. Лишние пол вольта могут укоротить жизнь наполовину. А как раз эта часть схемы в дешевых ИБП сделана крайне экономно — собственно, так и должно быть, иначе недорого не получится.
Читайте ещё: 7 лет непрерывной эксплуатации бесперебойника.
