Технические параметры АКБ для ИБП
Перед тем как рассмотреть существующие типы аккумуляторов для ИБ предлагаем кратко ознакомиться с их наиболее значимыми техническими параметрами.
| Техническая характеристика | Описание |
| Ёмкость |
Количество электрического заряда, которым может «запастись» аккумулятор. В качестве единицы измерения емкости аккумуляторов для ИБП принято использовать ампер-час (Ah). От этого параметра напрямую зависит продолжительность работы ИБП в автономном режиме: большая емкость АКБ способна обеспечить большее время автономной работы. |
|---|---|
| Глубина разряда | Минимальное значение напряжения, до которого может быть разряжен аккумулятор без ухудшения его технических параметров. |
| Саморазряд | Процесс разряда и потеря емкости батареи при полном отсутствии подключенных потребителей. |
| Количество циклов заряда-разряда | Иначе говоря, это срок службы аккумулятора – количественный показатель продолжительности работы АКБ. |
| Допустимая температура эксплуатации | Диапазон температур, эксплуатация в котором не приводит к снижению работоспособности АКБ. |
Классификация аккумуляторных батарей для ИБП по конструктивному типу
В зависимости от конструкции различают следующие типы АКБ:
- свинцово-кислотные;
- никель-кадмиевые;
- никель-металлогидридные;
- литий-ионные.
Рассмотрим их особенности, достоинства и недостатки.
Свинцово-кислотные
Наиболее распространенный тип аккумуляторов, конструктивно представляющих собой погруженные в электролит (раствор на основе серной кислоты) свинцовые пластины, помещенные в пластиковый корпус. Имея достаточно продолжительный срок службы (5-12 лет), АКБ этого типа хорошо себя зарекомендовали как надежные источники питания.
Область применения свинцово-кислотных АКБ довольно широка: они успешно применяются как в быту, так и на производстве, в качестве источников питания в устройствах резервирования электроэнергии, автомобильной технике и т. п.
| Преимущества свинцово-кислотных аккумуляторов | Недостатки свинцово-кислотных аккумуляторов |
|
|
Никель-кадмиевые (Ni-Cd)
Аккумуляторные батареи данного типа конструктивно состоят из двух помещенных в щелочной электролит электродов:
- положительного, выполненного из оксид-гидроксид никеля;
- отрицательного, выполненного на основе кадмия.
Наиболее распространенными примерами применения никель-кадмиевых аккумуляторов являются штатные элементы питания различных электроинструментов, а также тяговое оборудование. Высокий рабочий ресурс делает их предпочтительными и для применения в источниках бесперебойного питания переменного и постоянного тока.
| Преимущества никель-кадмиевых аккумуляторов | Недостатки никель-кадмиевых аккумуляторов |
|
|
Никель-металлогидридные (Ni-MH)
Эти гальванические элементы имеют некоторую схожесть конструкции с никель-кадмиевыми АКБ и состоят из разделенных сепаратором водородно-металлогидридного анода и никелевого катода, помещенных в щелочной электролит.
Аккумуляторы этого типа, как и никель-кадмиевые, получили широкое распространение в качестве элементов питания электроинструмента. Благодаря меньшей токсичности они могут применяться как элементы питания любой стационарной электроники: навигаторов, бытовых фонариков, детских игрушек, фотоаппаратов и пр.
| Преимущества никель-металлогидридных аккумуляторов | Недостатки никель-металлогидридных аккумуляторов |
|
|
Литий-ионные аккумуляторы (Li-ion)
Конструктивно эти аккумуляторы представляют собой пропитанные электролитом и разделенные пористым сепаратором следующие элементы:
- положительный анод, выполненный из медной фольги;
- отрицательный катод, выполненный из алюминиевой фольги.
Чтобы избежать перегрева, перезаряда, коротких замыканий в устройстве, как правило, предусматривается электронная защита – встроенный контроллер.
На сегодняшний день это наиболее прогрессивным типом аккумуляторов. Благодаря высоким показателям своих технических характеристик, батареи Li-ion-технологии можно смело назвать универсальными химическими источниками тока.
Они стали наиболее предпочтительными в использовании в качестве источников питания самых разных электронных устройств и электротехники различного назначения: мобильных телефонов, ноутбуков, планшетов, в электросистемах автомобильной, железнодорожной, авиа- и военной техники, а также в качестве накопителей электроэнергии в ИБП.
| Преимущества литий-ионных аккумуляторов | Недостатки литий-ионных аккумуляторов |
|
|
Классификация аккумуляторов для ИБП по типу электролита
По типу используемого электролита, все аккумуляторы могут быть разделены на три вида:
- АКБ с жидким электролитом;
- АКБ, использующие технологию GEL;
- АКБ, использующие технологию AGM.
Рассмотрим особенности, преимущества и недостатки аккумуляторов для ИБП с приведенными выше типами электролита.
АКБ с жидким электролитом
Это наиболее распространенные аккумуляторы. В качестве примера можно привести знакомые многим обычные свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы.
Говоря о применении их в ИБП к достоинствам могут быть отнесены:
- широкий диапазон температур эксплуатации;
- низкий саморазряд;
- продолжительный срок службы (большой резерв по количеству циклов заряда-разряда);
- отсутствие «эффекта памяти»;
- способность выдерживать высокие токи разряда;
- небольшая стоимость.
Однако, у таких АКБ есть недостатки, делающие использование этих батарей не лучшим решением в качестве накопителя электроэнергии для ИБП:
- токсичность выделяемых паров электролита;
- большой вес;
- габариты.
АКБ с технологией GEL
Другое их название – гелевые аккумуляторы. Особенностью таких батарей заключается в консистенции электролита (GEL-Electrolite). Благодаря добавленному загустителю, электролит имеет гелеобразное состояние. АКБ изготавливаются герметичными и не выделяют газ. Они имеют следующие преимущества:
- высокий циклический ресурс заряда-разряда;
- малая чувствительность к глубоким разрядам;
- экологичность;
- высокая надежность;
- отсутствие необходимости в обслуживании;
- продолжительный срок службы.
Однако, несмотря на это, аккумуляторы, использующие технологию GEL, малопригодны для применения в ИБП, то есть для работы в буферном режиме с редкими нерегулярными циклами заряда-разряда. Дело в том, что ввиду высокой на сегодняшний день их стоимости, использование гелевых аккумуляторов для ИБП будет оправдано лишь при эксплуатации в рабочих режимах с интенсивной цикличностью заряда-разряда.
Из недостатков гелевых аккумуляторов следует отметить:
- высокую стоимость;
- губительность эксплуатации АКБ при низких температурах;
- чувствительность к коротким замыканиям;
- необходимость контроля напряжения заряда (неустойчивость к перезарядам).
АКБ с технологией AGM (Absorbed Glass Mat)
Особенностью устройства таких батарей является наличие помещенного между пластинами электродов пропитанного электролитом пористого стекловолокна. Волокна этого стойкого к воздействию электролита полотна удерживают его на протяжении всего срока эксплуатации.
В 90% случаев именно аккумуляторы этого типа используются в ИБП. Предпочтительность использования АКБ с технологией AGM в системах резервирования электропитания обусловлена следующими их преимуществами:
- способность обеспечить высокие токи в цепи независимо от глубины разряда;
- способность выдержать большое количество циклов заряда-разряда;
- низкий саморазряд;
- не нуждаются в обслуживании;
- невысокая стоимость.
Из значимых недостатков AGM аккумуляторов для ИБП можно отметить:
- более высокий по сравнению с гелевыми АКБ саморазряд;
- небольшой резерв по количеству циклов заряда-разряда;
- чувствительность к глубоким разрядам.
Аккумуляторные батареи, используемые для резервного питания ИБП «Штиль»
Для всего модельного ряда онлайн ИБП ГК «Штиль» использует именно AGM-аккумуляторы из-за следующих преимуществ этого типа батарей:
- абсолютная безопасность эксплуатации. Такие батареи не выделяют токсичных веществ при своей работе, что позволяет размещать их в любых помещениях. Электролит надежно изолирован в герметичном корпусе, поэтому полностью исключено возникновение опасных ситуаций: даже при механическом повреждении батареи не происходит вытекание электролита.
- не требуют периодического обслуживания;
- распространены на рынке электропитания и считаются наиболее доступными – имеют адекватную стоимость.
Для организации резервного электроснабжения ответственной нагрузки производитель выпускает батарейные модули – металлические боксы, внутри которых размещаются АКБ емкостью 9 Ач. Они предназначены для компактного и безопасного размещения батарей. Некоторые батарейные модули представлены ниже.