نحن نزيد من وقت تشغيل UPS. اختيار البطارية

الخريف قادم ومشاكل الكهرباء تقترب. إنها حالة نموذجية عندما لم يتم تشغيل التدفئة بعد ، ويبدأ تسخين جميع الجيران بواسطة المواقد الكهربائية والسخانات المختلفة ، وتبديد شبكة محملة بالفعل. العواصف تكسر الأسلاك ، تنكسر الأسلاك ، المعدات بدون كهرباء. إنقاذ إمدادات الطاقة غير المنقطعة أو UPS يساعد. ولكن ماذا تفعل عندما يستمر الحادث على الخط لأكثر من ساعة ، والبطارية غير المنقطعة تولد المورد بأكمله في عشرات الدقائق؟ بناء قدرة البطاريات المدمجة. كيفية القيام بذلك بشكل صحيح وآمن ، وكذلك كيفية اختيار البطارية اللازمة ، سأخبرك اليوم بمثال حقيقي.




في ذلك اليوم فقط نشأت مهمة تافهة ولكنها مثيرة للاهتمام. لفترة طويلة ، تم تجهيز رف الخادم مع كمية صغيرة من المعدات واستهلاك تقريبي 250-400 واط مع IPPON Smart Winner Pro 2000 UPS . عمر البطارية حوالي ساعة ، وفي حالة نقص الطاقة لفترة أطول ، تم تشغيل مولد غاز مثبت في الشارع يدويًا. الهدف: توفير ما لا يقل عن 6 ساعات من عمر البطارية بأقل تكلفة.

ينشأ الاستنتاج على الفور لتزويد المولد بنوع من نظام التشغيل التلقائي ، مثل هذا. زائد هو أن تكلفة مثل هذا التغيير حوالي 13 ألف روبل ، والناقص هو أن الصيانة المنتظمة والتزود بالوقود للمولد مطلوب. يتم إضافة العامل البشري ، مما يعني أن الموثوقية الإجمالية للنظام تقل.

الطريقة الثانية ، التي تم اختيارها للبساطة والموثوقية ، هي زيادة سعة البطارية. في هذه الحالة ، يكفي ببساطة زيادة سعة البطاريات ، لأنه في هذه الحالة تكون حزمة البطارية بعيدة ومتصلة بسلك منفصل. نظرًا لأن البطاريات القياسية لها سعة 9 أمبير ويتم تجميعها في بطارية 48 فولت ، يكفي استبدالها ببطاريات هلامية مماثلة بسعة 40-50 أمبير. نظرًا لأن وحدة الشحن مجهزة بنظام تبريد قسري ، فلن يكون هذا الحمل حرجًا وسيؤثر فقط على وقت شحن البطارية.

وماذا تفعل لأولئك الذين يكون استهلاكهم أعلى بكثير وتختلف متطلبات عمر البطارية بشكل ملحوظ. على سبيل المثال ، الرف هو 1-1.5 كيلو واط ويتطلب ما يصل إلى 24 ساعة من الاستقلالية. في هذه الحالة ، من الأسهل تثبيت مصادر طاقة غير منقطعة لمدة 10 دقائق من التشغيل ومولدات قوية مع نظام تشغيل تلقائي ، والذي سيبدأ بعد 5 دقائق من إيقاف تشغيل الطاقة. يكلف هذا النظام بأكمله الكثير من المال ، لكنه يدفع في بعض الأحيان مقابل الاستقرار.

أريد التفكير في خيار وسيط لمكتب صغير أو منزل خاص عندما يكون احتياطي حمولة متغيرة مطلوبًا ، مع ذروة 6 كيلوواط ومتوسط ​​استهلاك يصل إلى 1 كيلو واط لفترة طويلة دون إعادة شحن خارجية. ربما إضافة مولد ، يصبح النظام مستقلاً تمامًا.

بصفتي غير منقطع لنفسي ، اخترت خيار تركيب الرفUPS من شركة MicroART. لحسن الحظ ، عملت مثل هذه الحالة وقتًا كافيًا وأظهرت عملية خالية من المتاعب. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي على مجموعة واسعة من الإعدادات ، مما يسمح لك بحفظ عمر البطارية وتشغيلها بشكل صحيح.

التفسير: تستخدم جميع أجهزة UPS المكتبية بطاريات الهلام ، والتي لها العديد من المزايا: يتم تزويدها مشحونة ، ولا تتطلب الصيانة ، والكهارل في حالة سميكة ، مما يعني أنها لن تتسرب أبدًا. لكن جميع مصادر الطاقة غير المنقطعة تدعم الجهد العالي على البطاريات ، مما يسمح لك باستخدام 100 ٪ من السعة وشحنها في أسرع وقت ممكن. فيما يلي النقطتان الأخيرتان تقللان بشكل كبير من عمر البطارية ، مما يؤدي إلى فشل 2-3 سنوات.

كنت أرغب في 5-7 سنوات ، ولكن من الأفضل كل 10 سنوات بدون استبدال البطاريات. ثم نأتي إلى اختيار نوع البطاريات.

أنواع بطاريات
AGM


تستخدم تقنية AGM حشو مسامي مشرب بالكهرباء السائل في حجرة إسكان مصنوعة من الألياف الزجاجية. لا يتم ملء المسام الصغيرة لهذه المادة بالكامل بالكهرباء. يستخدم الحجم الحر لإعادة تجميع الغازات.
ضيق ، لا يحتاج إلى صيانة ، لا يتطلب غرفة مهواة للتثبيت. تعمل بطاريات AGM بشكل جيد في وضع إعادة الشحن (وضع التخزين المؤقت) مع عمر خدمة يصل إلى 10-12 سنة. إذا تم استخدامها في وضع دوري (على سبيل المثال ، تفريغ الشحن باستمرار على الأقل 60٪ -80٪ ​​من السعة) ، فسيتم تقليل عمر الخدمة بنحو مرتين إلى ثلاث مرات. عمر الخدمة مع الاستقلال الذاتي الكامل حتى 3 سنوات. يوصى باستخدامه مع مصدر طاقة احتياطي غير منقطع.

جل

تضاف مادة قائمة على ثاني أكسيد السيليكون (SiO2) إلى المنحل بالكهرباء ، ونتيجة لذلك تتشكل كتلة كثيفة تشبه الهلام في الاتساق. ملأت هذه الكتلة الفراغ بين الأقطاب الكهربائية داخل البطارية. في عملية التفاعلات الكيميائية ، تنشأ العديد من فقاعات الغاز في سمك المنحل بالكهرباء. في هذه المسام والأصداف ، تلتقي جزيئات الهيدروجين والأكسجين ، أي إعادة تركيب الغاز. وبالتالي يعود كل البخار تقريبًا إلى المركم وهذا ما يسمى إعادة التركيب بالغاز. الفاصل في بطاريات الهلام غير معتاد أيضًا - البلاستيك المقوى الدقيق ، بسبب إضافات الألمنيوم لديه مقاومة عالية في بيئة عدوانية ، لديه استقرار درجة حرارة عالية وقوة ميكانيكية ؛ يوفر هذا الأخير مقاومة عالية للاهتزاز ومقاومة تأثير الهيكل.في إنتاج بطاريات الهلام ، يتم استخدام الرصاص عالي النقاء - وهذا يزيد من أداء البطارية عدة مرات. عمر الخدمة مع الاستقلال الذاتي حتى 4 سنوات ، مع طاقة احتياطية تصل إلى 12 سنة. يوصى باستخدامه مع مصدر طاقة احتياطي غير منقطع.

لا يمكن تمييز البطاريات مثل GEL و AGM خارجيًا تقريبًا ولها خصائص متشابهة إلى حد ما. أكثر إثارة للاهتمام.

مدرعة


قاعدة صفيحة القشرة عبارة عن غطاء (قشرة) مصنوع من البلاستيك الصغير غير المنسوج على شكل سلسلة من الأنابيب المتوازية. يتم وضع كتلة نشطة داخل الأنابيب. الجزء الحامل للوحة هو إطار أساسي مضغوط في الكتلة النشطة ويلقي من سبيكة الأنتيمون الرصاص. يتم تشكيل الإطار الأساسي تحت الضغط ، مما يلغي تكوين الأحواض وعيوب الصب الأخرى في قضبان المصب ، مما يزيد بشكل كبير من عمر الخدمة. يحمي الكارافور الصغير الحجم بشكل موثوق الكتلة النشطة الإيجابية من التساقط والزحف طوال فترة تشغيل البطارية بالكامل. يوصى به لأنظمة الحكم الذاتي و / أو النسخ الاحتياطي الكاملة. عمر الخدمة للبطاريات من نوع القشرة في ظروف مستقلة هو 10 سنوات على الأقل مع التشغيل السليم (أو 1500 دورة من 80 ٪ من التفريغ) ، أو 15-17 سنة مع طاقة احتياطية.سلمت في الشحن الجاف.

فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePo4):



بطاريات مختومة مصنوعة باستخدام تقنية فوسفات الحديد الليثيوم. يوصى به لأنظمة الحكم الذاتي و / أو النسخ الاحتياطي الكاملة. عمر الخدمة لبطاريات فوسفات الليثيوم والحديد في الاستقلالية يصل إلى 20 عامًا مع الاستخدام المناسب (أو 5000 دورة من تصريفات 70 ٪) ، أو 25-30 سنة مع طاقة احتياطية. يأتي كاملة مع BMS. تتمتع هذه البطاريات بعدد من المزايا الهامة وهي أكثر البطاريات الواعدة في العالم.

إن اختيار
كل شيء يتحدث لصالح بطاريات الليثيوم والحديد والفوسفات (LiFePo4) ، لكن الاستثمار الأولي كبير جدًا ، على الرغم من أن المزايا لا يمكن إنكارها: لا يوجد حمض ، ومختوم ، وخالي من الصيانة وأقل تكلفة لدورة التفريغ. بالنظر إلى كل الإيجابيات والسلبيات ، قررت البقاء على بطاريات مدرعة مشحونة جافة.

تحضير وتجميع البطارية



نظرًا لأن بطاريات الصدفة التي اخترتها يتم توفيرها في علب 2V ، وكنت بحاجة إلى الحصول على 24V ، كنت بحاجة إلى تجميع بطارية من 12 قطعة بنفسي. كانت الخطوة الأولى إعادة التزود بالكهرباء. يرتبط الإجراء بمخاطر صحية ، لذلك من الضروري استخدام معدات وقائية: نظارات أو قناع العين ، جهاز تنفس ، قفازات مطاطية ، أحذية مطاطية. أضفت أيضًا معطف واق من المطر في حالة تناثر الإلكتروليت الذي يحتوي على حمض. أيضا ، من الأفضل سكب البطاريات على حصيرة مطاطية أو بلاستيكية ، لذلك في حالة انسكاب الكهارل ، لا تترك أي آثار على الأرض.

لملء المنحل بالكهرباء ، استخدمت هذه المضخة اليدوية المقاومة للأحماض.



إن شحن البطارية بسيط للغاية ، ولكن مع مراعاة 12 علبة يستغرق الكثير من الوقت. الصودا في الإطار ليست فقط. من دورة الكيمياء ، من المعروف أنه أكثر كفاءة بكثير عدم شطف الحمض بالماء ، ولكن لتحييد الصودا ، لذلك من الأفضل الحفاظ على علبة مفتوحة من الصودا في مكان قريب لأسباب تتعلق بالسلامة.



بعد ملء البطاريات بالكهرباء ، يلزم إعادة شحن البطارية في موعد لا يتجاوز 3 ساعات. يجب أن يتم إجراء الشحن نفسه بواسطة شاحن مناسب بتيار 10٪ (0.1 درجة مئوية) من سعة البطارية. على سبيل المثال ، إذا كانت السعة 210 Ah ، فيجب ألا يزيد الحد الأقصى لتيار الشحن عن 21 A. يتم استخدام وصلات العبور السميكة بحيث لا تصبح عنق الزجاجة عند تدفق تيارات البدء الكبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، عندما يتدفق التيار عبر أسلاك رقيقة ، فإنها تسخن بشكل ملحوظ ، مما قد يؤدي إلى استهلاك البطارية أو نشوبها قبل الأوان. بعد كل شيء ، تسخين البطارية من +25 إلى +35 درجة يقلل عمر البطارية.



كانت الخطوة التالية ، التي تسمح لنا بصنع بطاريات منخفضة الصيانة أو خالية تمامًا من البطاريات المخدومة ، هي تركيب سدادات الاسترداد. يتم إطلاق الهيدروجين الذي يتم إطلاقه أثناء الشحن ، والذي يرتفع إلى مثل هذا القابس ، مع الأكسجين ويتدفق مرة أخرى إلى البطارية. قبل تثبيت مثل هذه المقابس ، يلزم شحن البطارية بالكامل وتركها تقف لعدة أيام ، حيث قد يكون هناك لأول مرة زيادة في توليد الغاز ، حيث لم يتم تصميم مثل هذه أجهزة الاسترداد. إذا تم تجاهل هذا الوضع ، فمن الممكن نتيجة محزنة: ارتفاع درجة حرارة المبادل الحراري.



ونتيجة لذلك ، اكتسبت البطارية هذا النموذج وستتطلب فقط فحصًا وقائيًا لفرق الجهد بين بنوك البطاريات مرة واحدة في السنة ، والتحقق من مستوى المنحل بالكهرباء كل 6 سنوات. إذا بدأ الجهد الكهربائي للبطاريات المختلفة في "التشغيل" ، فمن الضروري تنفيذ شحنة معادلة (الشحن مع زيادة الجهد). إذا كان مستوى المنحل بالكهرباء أقل - فقط أضف الماء المقطر.

إليك ميزة هذا الحل: بالنسبة للبطاريات المختومة (GEL و AGM) ، فإن الهيدروجين ، على الرغم من الاسترداد الداخلي ، يتبخر أيضًا ببطء ، ولكن لم يعد من الممكن إضافة الماء ومن الضروري التخلص من هذه البطاريات المختومة في وقت أبكر بكثير.



الطاقة المخزنة لهذا التجميع المحدد هي 5040 واط * ساعة ، وبدون فقدان كبير لصحة البطارية ، يمكنك إنفاق نصفها. أي أن اثنين أو ثلاثة من أجهزة الكمبيوتر المحمولة في التشغيل العادي يمكن أن تعيش لمدة يوم واحد وسيظل هناك مصدر للطاقة. إذا قمت بإضافة مولد خارجي أو ألواح شمسية لهذا ، يصبح النظام مستقلاً تمامًا وسيسمح لك بالعمل لأكثر من عام واحد.

الخلاصة
اتضح أن العاكس الذي يحتوي على حزمة بطارية خارجية أكبر من UPS صغير قياسي مع بطاريات مدمجة ، ولكن السعة اللانهائية تقريبًا للبطاريات الخارجية يمكن أن تزيد بشكل كبير من عمر البطارية. وإذا كان وقت إمداد الطاقة في حالات الطوارئ من UPS هو دقائق أو عشرات الدقائق ، فعند استخدام العاكس مع البطاريات الخارجية ، يتم اعتبار عمر البطارية في ساعات أو أيام.

إذا كان الأمر مثيرًا للاهتمام ، يمكنني مقارنة جهازين في الجبين: Powercom Smart King SMK-2000A-RM-LCD UPS و SIN Energy Pro HYBRID العاكس MAP مع حزمة بطارية خارجية.

Source: https://habr.com/ru/post/ar382955/