एकल-चरण यूपीएस में लिथियम-आयन बैटरी का उपयोग

एकल-चरण यूपीएस में ली-आयन बैटरी

पिछले कुछ वर्षों में, लिथियम आयन बैटरी लोकप्रियता प्राप्त कर रहे हैं। ब्लूमबर्ग न्यू एनर्जी फाइनेंस के अनुसार, 2025 तक उनका उपयोग 40% डेटा सेंटरों में किया जाएगा। वे आरक्षित क्षमता के 5.6 GWh के लिए जिम्मेदार होंगे।

इसलिए औद्योगिक तीन-चरण यूपीएस में लिथियम-आयन बैटरी का उपयोग किसी को आश्चर्यचकित करने की संभावना नहीं है। ऐसी बैटरियों की अपेक्षाकृत उच्च कीमत एक बड़ी सुविधा की ऊर्जा बुनियादी ढांचे की कुल लागत की पृष्ठभूमि के खिलाफ लगभग अदृश्य है, और बाद में समाधान के स्वामित्व की कम कुल लागत से ऑफसेट होती है।

एक पूरी तरह से अलग चीज एकल-चरण यूपीएस है, जिसके दायरे में पारंपरिक रूप से मितव्ययिता शामिल है। अंत में, ये अवसंरचनात्मक और छवि समाधान नहीं हैं। यह दराज के कोने में खड़ा है, जिसे महीने में एक बार या उससे भी कम समय की आवश्यकता हो सकती है। ऐसी चीजें अक्सर अवशिष्ट आधार पर हासिल की जाती हैं।

तो क्या यह लिथियम आयन बैटरी द्वारा संचालित एकल-चरण यूपीएस पर पैसा खर्च करने के लिए लायक है या सामान्य समाधान पसंद करना बेहतर है? ऐसी अनिश्चित स्थिति में, पेशेवरों और विपक्षों की गिनती शुरू करने के लिए शांति से सांस लेना और भावनाओं को छोड़ना सबसे अच्छा है। और बाद तक के लिए स्थगित करने का निर्णय।

लिथियम आयन बैटरी क्या है?

लिथियम-आयन बैटरी के संचालन का सिद्धांत सिलिकॉन ऑक्साइड, ग्रेफाइट या अन्य सामग्रियों के क्रिस्टल लैटिस में एकीकृत करने की लिथियम की क्षमता पर आधारित है, जो आपको एक इलेक्ट्रोड पर चार्ज जमा करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, चार्जिंग के दौरान ग्रेफाइट का उपयोग करते समय, एनोड पर लिथियम ग्रेफाइट बनता है। ऑपरेटिंग मोड में, रिवर्स प्रक्रिया होती है - अतिरिक्त चार्ज कैथोड पर जाता है, और बाहरी सर्किट के माध्यम से एक विद्युत प्रवाह बहता है।

लिथियम सॉल्ट को उनकी संरचना में शामिल करने में सक्षम पॉलिमर का उपयोग लिथियम आयन बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट्स के रूप में किया जाता है। यह आपको एक बड़ी आंतरिक सतह तक पहुंचने और लगभग किसी भी आकार के उत्पादों का उत्पादन करने की अनुमति देता है।

लिथियम आयन बैटरी के लाभ

लिथियम-आयन बैटरी की सेवा का जीवन 10 साल तक पहुंचता है, जो पारंपरिक सीसा बैटरी की तुलना में 2-3 गुना अधिक है। यहां तक ​​कि कीमतों में अंतर को ध्यान में रखते हुए, ऑपरेशन की पूरी अवधि में बचत 35% तक पहुंच सकती है, जो पहले से ही बहुत कुछ है।

सल्फेशन की कमी के कारण, लिथियम-आयन बैटरी डिस्चार्ज के मामले में सीसा-एसिड बैटरी से काफी बेहतर हैं: 3-5% प्रति माह बनाम 10-15% प्रति माह। इस प्रकार, उन्हें अग्रिम में भी खरीदा जा सकता है - अच्छी भंडारण स्थितियों (लगभग 15 डिग्री और चार्ज का 30-50% का तापमान) के तहत, बैटरी कुछ वर्षों के बाद भी पूरी तरह से चालू हो जाएगी।

लिथियम आयन बैटरी चार्ज करने में कई गुना कम समय लगता है। दूरस्थ स्थानों पर निर्बाध बिजली सुनिश्चित करने के लिए और जहां आपूर्ति लाइन क्षति अक्सर होती है, यह संपत्ति आवश्यक होने पर निर्णायक हो सकती है। इसके अलावा, लगातार ब्लैकआउट्स के साथ, लिथियम-आयन बैटरी का लंबा जीवन एक सकारात्मक भूमिका निभाएगा: एसिड एसिड बैटरी के लिए 400-600 बनाम 200। हालांकि, यूपीएस में उपयोग किए जाने पर लिथियम-आयन बैटरी का निर्णायक लाभ दो संभावित संस्करणों में है: शक्ति और ऊर्जा-गहन। । इस प्रकार, एक सार्वभौमिक स्रोत के बारे में बात करने का कारण है जो इससे जुड़े किसी भी उपकरण की रक्षा कर सकता है।



निष्पादन के शक्ति संस्करण में कम समय में उच्च शक्ति की वापसी शामिल है। लिथियम आयन बैटरी वाला यूपीएस 1-2 मिनट तक शक्तिशाली उपकरण प्रदान कर सकता है, 20% तक की छुट्टी दे सकता है।

ऊर्जा-गहन मोड में, बैटरी अपेक्षाकृत लंबी अवधि के लिए इससे जुड़ी छोटी शक्ति के उपकरणों को चालू कर देगी। तदनुसार, एक ही समय के दौरान, क्षमता की खपत लगभग 20% होगी।

एसिड-क्षारीय बैटरी के रासायनिक और तकनीकी गुणों के कारण, वे विशेष रूप से ऊर्जा-गहन मोड में काम कर सकते हैं। बेशक, यह वह है जो व्यवहार में सबसे लोकप्रिय है, लेकिन मामले अलग हैं।

लिथियम-आयन बैटरी की उच्च ऊर्जा तीव्रता इस तथ्य की ओर ले जाती है कि, अन्य चीजें समान होने के कारण, वे छोटी और हल्की होंगी। बेशक, 3-4 लोगों के लिए एक घर या कार्यालय के वातावरण में, जहां यूपीएस की वास्तविक जरूरतों की गणना उत्पादों की इकाइयों में की जाती है, यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण नहीं है (हालांकि, कैसे कहें?), लेकिन एक छोटे उद्यम के लिए भी, लाभ मूर्त होगा।
सबसे पहले, वहाँ बहुत अधिक जगह नहीं है। दूसरे, आकार और वजन दोनों परिवहन की लागत हैं।

ऑपरेटिंग तापमान के लिए, यह 0 डिग्री सेल्सियस से 40 डिग्री सेल्सियस तक की सीमा में है। इस प्रकार, यूपीएस में इन बैटरियों के उपयोग को अतिरिक्त रूप से ठंडा करने की आवश्यकता नहीं है, लेकिन यह मत भूलो कि तापमान जितना अधिक आरामदायक होगा, बैटरी जीवन, यूपीएस स्वयं और यूपीएस से संचालित होने वाले उपकरण।

लिथियम-आयन बैटरी में विशिष्ट ऊर्जा नुकसान लीड-एसिड बैटरी के आधे हैं। और यह बिना संभव बिजली आउटेज को ध्यान में रखे, जिसके दौरान बैटरी को डिस्चार्ज किया जाता है और फिर चार्ज किया जाता है।

10 वर्षों के लिए, एक लीड-एसिड बैटरी के उपयोग में लगभग दो प्रतिस्थापन शामिल हैं। लिथियम आयन बैटरी के लिए, यह आंकड़ा शून्य हो सकता है। यदि आप उपकरण की लागत को अनिवार्य संगठनात्मक लागत से जोड़ते हैं, तो ली-आयन आपको सभ्य धन बचाने की अनुमति देता है।

लिथियम आयन बैटरी की विशेषताएं

उच्चतम प्रदर्शन लिथियम-आयन बैटरी कई शर्तों के तहत हासिल की जाती हैं। विशेष रूप से, उनके पास "स्मृति प्रभाव" नहीं है, इसलिए, उन्हें शून्य में छुट्टी देना अव्यवहारिक और यहां तक ​​कि अवांछनीय है - इष्टतम भंडारण मूल्य लगभग 40% है। व्यवहार में, इसका मतलब है कि बैटरी को बिना किसी क्षति के आवश्यक रूप से चार्ज किया जा सकता है।

लिथियम-आयन बैटरी के अत्यधिक चार्ज की भी अनुमति नहीं होनी चाहिए। तथ्य यह है कि इलेक्ट्रोड के क्रिस्टल लैटिस में पेश किए गए लिथियम आयन धीरे-धीरे अपनी रचना बदलते हैं। इस प्रकार, यदि चार्ज बहुत अधिक है (साथ ही बहुत कम), बहुत सारे लिथियम आयन एनोड या कैथोड में हैं, जिससे तत्व का क्षरण होता है और इसकी सेवा जीवन छोटा हो जाता है।

मुख्य मुद्दा सुरक्षा है। वास्तव में, एक समय में, सैमसंग गैलेक्सी नोट 7 ने बहुत शोर मचाया था, जो कि सचमुच और लाक्षणिक रूप से दोनों में से एक था। इसके अलावा, पानी में भी लिथियम जलना अभी भी औसत उपयोगकर्ता को भ्रमित करता है, इसलिए आपको इसे अच्छी तरह से समझना चाहिए।

सबसे पहले, लिथियम-आयन बैटरी में लिथियम धातु नहीं होती है, लेकिन इसके आयन, जो रासायनिक रूप से कम सक्रिय होते हैं। इस प्रकार, ऐसी बैटरी के सहज दहन के संभावित कारण मौलिकता में भिन्न नहीं होते हैं: शारीरिक क्षति या अधिक गर्मी। जाहिर है, यहां कोई लिथियम-आयन विशिष्टता नहीं देखी जाती है।

हालांकि, अनुचित संचालन स्थितियों के तहत उच्च विशिष्ट ऊर्जा और तापमान संवेदनशीलता के कारण, लिथियम-आयन बैटरी संभावित रूप से थर्मल अस्थिरता की स्थिति तक पहुंचने में सक्षम हैं। इस प्रकार, सुरक्षा समस्या को विश्वसनीय सामग्री और एक प्रभावी प्रबंधन प्रणाली के उपयोग के माध्यम से हल किया जाता है, जिसे नीचे चर्चा की जाएगी।

इसके अलावा, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि आज उत्पादित लिथियम-आयन बैटरी की संख्या लाखों में है, इसलिए हमेशा तकनीकी विवाह या खराब-गुणवत्ता वाले प्रदर्शन की संभावना है। यूपीएस खरीदते समय, एक सिद्ध ट्रैक रिकॉर्ड के साथ प्रसिद्ध निर्माताओं पर ध्यान केंद्रित करना आवश्यक है, जो सावधानीपूर्वक अपने उपकरणों के परीक्षण और घटकों के आपूर्तिकर्ताओं को चुनने से संबंधित हैं।

एक समाधान के रूप में, एक यूपीएस के लिए लिथियम आयन बैटरी एक लीड-एसिड की तुलना में अधिक महंगा है। अधिकांश भाग का कारण यह है कि बिना असफल लिथियम-आयन बैटरी का अर्थ एक जटिल नियंत्रण प्रणाली है, जो मुख्य रूप से इस बैटरी के उपयोग की सुरक्षा के लिए जिम्मेदार है, अगर तत्काल कोई भी पैरामीटर स्वीकार्य सीमा से बाहर जाता है और दूसरी बात। बैटरी की सर्वोत्तम परिचालन स्थितियों को सुनिश्चित करने के लिए: कितनी बार और किस धारा के साथ चार्ज किया जाना चाहिए, कितने प्रतिशत की क्षमता पूर्ण प्रभार में रहना चाहिए, शेष सेवा जीवन का अनुमान लगाते हुए और यह सब ध्यान में रखते हुए। बड़ी संख्या में पैरामीटर। सीसा-एसिड बैटरी वाले एक यूपीएस में बैटरी प्रबंधन प्रणाली भी होती है, लेकिन इसकी कम बिजली खपत और पैरामीटर परिवर्तन की धीमी प्रतिक्रिया और बैटरी की विफलता का बहुत कम जोखिम के कारण यह बहुत सरल है।

इस प्रकार, मुख्य नियम, जिसके कार्यान्वयन की गारंटी लिथियम-आयन बैटरी की सुरक्षा है, बाहरी गर्मी स्रोतों और यांत्रिक क्षति से अधिक गर्मी को रोकने के लिए है। और हां, डिसाइड मत करो। यदि यूपीएस किसी दूरस्थ साइट पर स्थापित है, तो यूपीएस घटनाओं के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए दूरस्थ निगरानी स्थापित करना उपयोगी होगा।

यहां तक ​​कि लिथियम-आयन बैटरी के गुणों का एक सतही विश्लेषण इस निष्कर्ष पर जाता है कि उनकी क्षमता बहुत बड़ी है, लेकिन यह पूरी तरह से क्षमता है। सिंगल फेज ली-आयन यूपीएस
एक उदाहरण के रूप में, 1 केवीए और 1.5 केवीए लिथियम-आयन बैटरी का उपयोग करके स्मार्ट-यूपीएस ऑनलाइन निर्बाध बिजली आपूर्ति पर विचार करें। वे प्रीइंस्टॉल्ड नेटवर्क कार्ड के साथ या उसके बिना उपलब्ध हैं। एक बाहरी बैटरी पैक को शामिल किया गया है, और कुल 5 इकाइयों को जोड़ा जा सकता है।

श्रृंखला में चार मॉडल शामिल हैं: SRTL1000RMXLI, SRTL1500RMXLI, SRTL1000RMXLI-NC और SRTL1500RMXLI-NC। अंतिम दो नेटवर्क कार्ड से लैस हैं।



श्रृंखला के मॉडल 0 डिग्री सेल्सियस से 40 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर संचालन के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, सापेक्ष आर्द्रता का ऑपरेटिंग मोड 0-95% है। UPS सुरक्षा वर्ग IP 20 प्रदान करता है।

स्रोत के स्थिर संचालन के लिए मुख्य गारंटियों में से एक समय पर निवारक रखरखाव है। श्रृंखला यूपीएस उपयोगकर्ता को बैटरी जीवन के अंतिम छोर के बारे में पहले से सूचित करेगा, ताकि रखरखाव कर्मी इसे समय पर ढंग से बदल सकें।

"ग्रीन मोड" मोड की संभावित सेटिंग के कारण, अन्य बातों के अलावा, दक्षता का एक उच्च स्तर सुनिश्चित किया जाता है, जिसका अर्थ है कि लोड को बाईपास करने के लिए स्वचालित स्विचिंग, यदि मुख्य आपूर्ति को समायोजित करने की आवश्यकता नहीं है। यह ऑपरेटिंग मोड बैटरी को प्रभावित नहीं करेगा, यह यूपीएस के नियंत्रण में रहेगा।

बैटरी की दक्षता, इसकी सेवा के जीवन में वृद्धि और विश्वसनीयता को बुद्धिमान नियंत्रण प्रणाली द्वारा बढ़ाया जाता है। यह आपको बैटरी की वर्तमान स्थिति की निरंतर निगरानी करने और इष्टतम चार्जिंग मोड का उपयोग करने की अनुमति देता है, साथ ही डिवाइस बंद होने पर भी बैटरी को ऊर्जा की आपूर्ति जारी रखता है।

बैटरी चार्ज करते समय, तापमान मुआवजा मोड लागू किया जाता है। यह आपको बैटरी के हीटिंग के आधार पर चार्जिंग वोल्टेज को समायोजित करने की अनुमति देता है, जो इसके सेवा जीवन का विस्तार करता है और संभावित खतरनाक स्थिति में संक्रमण को रोकता है।

ईपीओ फ़ंक्शन का उपयोग करके एक आपातकालीन शक्ति बंद है। जब यह सक्रिय होता है, तो लोड और सभी पावर कन्वर्टर्स दोनों को तुरंत डिस्कनेक्ट कर दिया जाता है, और यूपीएस स्वयं ही गलती संकेत मोड में स्विच करता है। ईपीओ पूरी तरह से खतरनाक साधन वोल्टेज से डिवाइस को अलग करता है, और स्रोत को अतिरिक्त-कम वोल्टेज से आपूर्ति की जाती है।

उच्च ऊर्जा तीव्रता को देखते हुए लिथियम आयन बैटरी का उपयोग यूपीएस के आयामों को कम कर सकता है, साथ ही समाधान के वजन को कम कर सकता है, जो कुछ मामलों में काम में आ सकता है। चूंकि लिथियम आयन बैटरी पर आधारित यूपीएस प्रीमियम सेगमेंट से संबंधित हैं, इसलिए उपकरण काफी समृद्ध है: एक एलसीडी डिस्प्ले, नियंत्रित आउटलेट के दो समूह, अतिरिक्त नियंत्रण को जोड़ने के लिए एक स्मार्टशॉट सॉकेट, एक सीरियल पोर्ट और एक यूएसबी पोर्ट। स्रोत SRTL1000RMXLI-NC और SRTL1500RMXLI-NC अतिरिक्त रूप से पहले से स्थापित नेटवर्क कार्ड से लैस हैं, जिसके माध्यम से डिवाइस को बिजली की आपूर्ति के रिमोट कंट्रोल के एक सामान्य सिस्टम में एकीकृत किया जा सकता है।