Nous augmentons la durée de fonctionnement de l'onduleur. Choix de la batterie

L'automne arrive et les problèmes d'électricité approchent. C'est une situation typique lorsque le chauffage n'est pas encore allumé et que tous les voisins commencent à être chauffés par des foyers électriques et divers radiateurs, dilapidant un réseau déjà chargé. Les tempêtes cassent les fils, les fils se cassent, l'équipement est sans courant. Le secours de l'alimentation sans coupure ou de l'onduleur aide. Mais que faire lorsque l'accident sur la ligne dure plus d'une heure et que la batterie ininterrompue génère toute la ressource en quelques dizaines de minutes? Renforcez la capacité des batteries intégrées. Comment le faire correctement et en toute sécurité, ainsi que comment choisir la batterie nécessaire, je vais vous dire aujourd'hui avec un exemple réel.




L'autre jour, une tâche plutôt banale mais intéressante a surgi. Pendant longtemps, le rack de serveur avec une petite quantité d'équipement et une consommation approximative de 250 à 400 W est équipé d'un onduleur IPPON Smart Winner Pro 2000 . La durée de vie de la batterie est d'environ une heure et, en cas de panne de courant prolongée, un générateur de gaz installé dans la rue a été démarré manuellement. Objectif: fournir au moins 6 heures d'autonomie avec un coût minimum.

La conclusion survient immédiatement pour équiper le générateur d'une sorte de système de démarrage automatique, tel que celui-ci.. Le plus est que le coût d'une telle modification est d'environ 13 000 roubles, et le moins est que l'entretien et le ravitaillement réguliers du générateur sont nécessaires. Le facteur humain est ajouté, ce qui signifie que la fiabilité globale du système est réduite.

La deuxième méthode, choisie pour sa simplicité et sa fiabilité, consiste à augmenter la capacité de la batterie. Dans ce cas, il suffit d'augmenter simplement la capacité des batteries, car dans ce cas, le pack batterie est distant et connecté par un fil séparé. Étant donné que les batteries standard ont une capacité de 9 Ah et sont assemblées en une batterie de 48 V, il suffit de les remplacer par des batteries au gel similaires d'une capacité de 40 à 50 Ah. Étant donné que l'unité de charge est équipée d'un système de refroidissement forcé, une telle charge ne sera pas critique et n'affectera que le temps de charge de la batterie.

Et que faire pour ceux dont la consommation est beaucoup plus élevée et les exigences relatives à la durée de vie de la batterie diffèrent considérablement. Par exemple, le rack est de 1-1,5 kW et nécessite jusqu'à 24 heures d'autonomie. Dans ce cas, il est plus facile d'installer des alimentations sans coupure pendant 10 minutes de fonctionnement et des générateurs puissants avec un système de démarrage automatique, qui démarrera 5 minutes après la mise hors tension. L'ensemble de ce système coûte beaucoup d'argent, mais parfois il paie pour la stabilité.

Je veux envisager une option intermédiaire pour un petit bureau ou une maison privée lorsqu'une réserve est requise pour une charge variable, avec un pic de 6 kW et une consommation moyenne allant jusqu'à 1 kW pendant une longue période sans recharge externe. Peut-être l'ajout d'un générateur, puis le système devient complètement autonome.

En tant que sans interruption pour moi, j'ai choisi l'option de montage en rackUPS de la société MicroART. Heureusement, une telle instance a fonctionné suffisamment de temps et a démontré un fonctionnement sans problème. De plus, il dispose d'un large éventail de paramètres, vous permettant d'économiser la batterie et de les utiliser correctement.

Explication: Tous les onduleurs de bureau utilisent des batteries au gel, qui présentent de nombreux avantages: elles sont fournies chargées, ne nécessitent pas d'entretien et l'électrolyte est dans un état épaissi, ce qui signifie qu'il ne se renversera jamais. Mais toutes les alimentations sans coupure prennent en charge la haute tension sur les batteries, ce qui vous permet d'utiliser 100% de la capacité et de les charger le plus rapidement possible. Voici seulement les deux derniers points qui réduisent considérablement la durée de vie de la batterie, ce qui les conduit à un chiffre de 2-3 ans à l'échec.

Je voulais 5-7 ans, mais c'est mieux les 10 sans remplacer les piles. Et puis nous arrivons au choix du type de batteries.

Types de batteries
AGM La


technologie AGM utilise une charge poreuse imprégnée d'électrolyte liquide dans les compartiments du boîtier en fibre de verre. Les micropores de ce matériau ne sont pas complètement remplis d'électrolyte. Le volume libre est utilisé pour recombiner les gaz.
Serré, sans entretien, ne nécessite pas de pièce ventilée pour l'installation. Les batteries AGM fonctionnent bien en mode de recharge (mode tampon) avec une durée de vie allant jusqu'à 10-12 ans. S'ils sont utilisés en mode cyclique (c'est-à-dire constamment chargés-déchargés d'au moins 60% à 80% de la capacité), leur durée de vie est alors réduite de près de deux à trois fois. Durée de vie en pleine autonomie jusqu'à 3 ans. Recommandé pour l'alimentation de secours sans coupure.

GEL

Une substance à base de dioxyde de silicium (SiO2) est ajoutée à l'électrolyte liquide, à la suite de quoi une masse dense est formée qui ressemble à de la gelée de consistance. Cette masse remplissait l'espace entre les électrodes à l'intérieur de la batterie. Au cours des réactions chimiques, de nombreuses bulles de gaz apparaissent dans l'épaisseur de l'électrolyte. Dans ces pores et coquilles, les molécules d'hydrogène et d'oxygène se rencontrent, c'est-à-dire recombinaison de gaz. La quasi-totalité de la vapeur retourne donc dans l'accumulateur et c'est ce qu'on appelle la recombinaison gazeuse. Le séparateur dans les batteries au gel est également inhabituel - duroplastique microporeux, en raison des additifs en aluminium, il a une résistance élevée dans un environnement agressif, a une stabilité à haute température et une résistance mécanique; ce dernier offre une résistance élevée aux vibrations et aux chocs de la structure.Dans la production de batteries au gel, du plomb de haute pureté est utilisé - cela augmente les performances de la batterie de plusieurs fois. Durée de vie avec autonomie jusqu'à 4 ans, avec alimentation de secours jusqu'à 12 ans. Recommandé pour l'alimentation de secours sans coupure.

Les batteries telles que GEL et AGM sont presque indiscernables à l'extérieur et ont des caractéristiques assez similaires. Plus intéressant.

Blindé


La base de la plaque de coque est un couvercle (coque) en plastique microporeux non tissé sous la forme d'une série de tubes parallèles. Une masse active est enfermée à l'intérieur des tubes. La partie conductrice de courant de la plaque est un cadre central pressé dans la masse active et coulé à partir d'un alliage plomb-antimoine. Le cadre central est moulé sous pression, ce qui élimine la formation d'éviers et d'autres défauts de coulée dans les tiges en aval, augmentant considérablement la durée de vie. La carapace microporeuse protège de manière fiable la masse active positive de la perte et du fluage pendant toute la durée de fonctionnement de la batterie. Recommandé pour une autonomie complète et / ou des systèmes de sauvegarde. La durée de vie des batteries de type coque dans des conditions autonomes est d'au moins 10 ans avec un bon fonctionnement (ou 1500 cycles de 80% des décharges), ou 15-17 ans avec une alimentation de secours.Livré en charge sèche.

Phosphate de fer et de lithium (LiFePo4):



batteries scellées fabriquées à l'aide de la technologie de phosphate de fer et de lithium. Recommandé pour une autonomie complète et / ou des systèmes de sauvegarde. La durée de vie des batteries au lithium-phosphate de fer en autonomie est jusqu'à 20 ans avec une utilisation appropriée (ou 5000 cycles de décharges à 70%), ou 25-30 ans avec une alimentation de secours. Livré complet avec BMS. Ces batteries présentent un certain nombre d'avantages importants et sont les batteries les plus prometteuses au monde.

Le choix de
Tout parle en faveur des batteries Lithium-fer-phosphate (LiFePo4), mais l'investissement initial est assez important, bien que les avantages soient indéniables: pas d'acide, scellé, sans entretien et le coût du cycle de charge-décharge le plus bas. Compte tenu de tous les avantages et inconvénients, j'ai décidé de rester sur des batteries blindées chargées à sec.

Préparation et assemblage de la batterie



Étant donné que les batteries shell que j'ai choisies sont fournies en bidons de 2V, et que j'avais besoin d'obtenir 24V, j'ai dû assembler moi-même une batterie de 12 pièces. La première étape a été le ravitaillement en électrolyte. La procédure est associée à un risque pour la santé, il est donc nécessaire d'utiliser un équipement de protection: des lunettes ou un masque pour les yeux, un respirateur, des gants en caoutchouc, des bottes en caoutchouc. J'ai également ajouté un imperméable en cas d'éclaboussures de l'électrolyte, qui contient de l'acide. De plus, il est préférable de verser les piles sur un tapis en caoutchouc ou en plastique, de sorte qu'en cas de déversement d'électrolyte, aucune trace ne soit laissée sur le sol.

Pour remplir l'électrolyte, j'ai utilisé cette pompe à main résistante aux acides.



La charge de la batterie elle-même est assez simple, mais compte tenu de 12 canettes, cela prend beaucoup de temps. La soude dans le cadre n'est pas seulement. D'un cours de chimie, il est connu qu'il est beaucoup plus efficace de ne pas rincer l'acide avec de l'eau, mais de neutraliser la soude, donc pour des raisons de sécurité, il est préférable de garder un paquet ouvert de soude à proximité.



Après avoir rempli les batteries d'électrolyte, il est nécessaire de recharger la batterie au plus tard après 3 heures. La procédure de charge elle-même doit être effectuée par un chargeur approprié avec un courant de 10% (0,1 C) de la capacité de la batterie. Par exemple, si la capacité est de 210 Ah, le courant de charge maximal ne doit pas dépasser 21 A. Des cavaliers épais sont utilisés afin qu'ils ne deviennent pas un goulot d'étranglement lorsque de grands courants de démarrage circulent. De plus, lorsque le courant passe à travers des fils minces, ils chauffent sensiblement, ce qui peut entraîner une usure prématurée de la batterie ou un incendie. Après tout, chauffer la batterie de +25 à +35 degrés réduit la durée de vie de la batterie de moitié.



L'étape suivante, qui nous permet de fabriquer des batteries nécessitant peu d'entretien ou ne nécessitant aucun entretien à partir de batteries entretenues, a été l'installation de bouchons de récupération. L'hydrogène libéré pendant la charge, montant dans une telle prise, se combine avec l'oxygène et retourne dans la batterie. Avant d'installer de telles fiches, il est nécessaire de charger complètement la batterie et de la laisser reposer pendant plusieurs jours, car la première fois il peut y avoir une augmentation de la production de gaz, pour laquelle de tels récupérateurs ne sont pas conçus. Si cette situation est négligée, un triste résultat est possible: l'échangeur de chaleur surchauffe.



En conséquence, la batterie a acquis cette forme et ne nécessitera qu'une vérification préventive de la différence de tension entre les bancs de batteries une fois par an, et vérifier le niveau d'électrolyte tous les 6 ans. Si la tension de différentes batteries commence à "monter", alors il est nécessaire d'effectuer une charge d'égalisation (charge avec une tension accrue). Si le niveau d'électrolyte est plus faible, ajoutez simplement de l'eau distillée.

Voici l'avantage d'une telle solution: pour les batteries scellées (GEL et AGM), l'hydrogène, malgré la récupération interne, s'évapore également lentement, mais il n'est plus possible d'ajouter de l'eau et il est nécessaire de jeter ces batteries scellées beaucoup plus tôt.



L'énergie stockée de cet ensemble particulier est de 5040 Wh * h, et sans grande perte pour la santé de la batterie, vous pouvez en dépenser la moitié. Autrement dit, deux ou trois ordinateurs portables en fonctionnement normal peuvent survivre pendant une journée et il y aura toujours un approvisionnement en énergie. Si vous y ajoutez un générateur externe ou des panneaux solaires, le système devient complètement autonome et vous permettra de travailler pendant plus d'un an.

Conclusion Un
onduleur avec une batterie externe s'est avéré être plus grand qu'un onduleur compact standard avec batteries intégrées, mais la capacité presque infinie des batteries externes peut augmenter considérablement la durée de vie de la batterie. Et si le temps d'alimentation d'urgence de l'onduleur est de quelques minutes ou dizaines de minutes, alors lorsque vous utilisez un onduleur avec des batteries externes, la durée de vie de la batterie est considérée en heures ou en jours.

Si c'est intéressant, je peux comparer deux appareils sur le front: l' onduleur Powercom Smart King SMK-2000A-RM-LCD et l' onduleur SIN Energy Pro HYBRID MAP avec une batterie externe.

Source: https://habr.com/ru/post/fr382955/