Baterias de íon de lítio no no-break monofásicoNos últimos anos, as baterias de íon-lítio estão ganhando popularidade. De acordo com a Bloomberg New Energy Finance, até 2025 eles serão usados em 40% dos data centers. Eles serão responsáveis por 5,6 GWh de capacidade reservada.
Portanto, é improvável que o uso de baterias de íon de lítio em no-breaks trifásicos industriais surpreenda alguém. O preço relativamente alto dessas baterias é quase invisível no contexto do custo total da infraestrutura de energia de uma grande instalação e é subsequentemente compensado pelo menor custo total de propriedade da solução.
Uma coisa completamente diferente são os no-breaks monofásicos, cujo escopo tradicionalmente envolve frugalidade. No final, essas não são soluções de infraestrutura e imagem. Fica no canto da gaveta, que pode ser necessária uma vez por mês, ou até menos. Tais coisas são frequentemente adquiridas em uma base residual.
Então vale a pena gastar dinheiro em no-breaks monofásicos alimentados por baterias de íon-lítio ou é melhor preferir a solução usual? Em uma situação tão incerta, é melhor expirar calmamente e deixar as emoções em paz para começar a contar os prós e os contras. E a decisão de adiar para mais tarde.
O que é uma bateria de íons de lítio?O princípio de operação das baterias de íons de lítio baseia-se na capacidade do lítio de integrar-se nas grades cristalinas de óxido de silício, grafite ou outros materiais, o que permite acumular carga em um eletrodo. Por exemplo, ao usar grafite durante o carregamento, a grafite de lítio se forma no ânodo. No modo de operação, o processo inverso ocorre - o excesso de carga vai para o cátodo e uma corrente elétrica flui através do circuito externo.
Polímeros capazes de incorporar sais de lítio em sua composição são usados como eletrólitos em baterias de íon-lítio. Isso permite que você alcance uma grande superfície interna e produza produtos de praticamente qualquer formato.
Vantagens das baterias de íon de lítioA vida útil de uma bateria de íons de lítio atinge 10 anos, 2-3 vezes mais que a de uma bateria de chumbo tradicional. Mesmo levando em consideração a diferença de preços, a economia em todo o período de operação pode chegar a 35%, o que já é muito.
Devido à falta de sulfatação, as baterias de íon-lítio são notavelmente superiores às baterias de chumbo-ácido em termos de descarga: 3-5% ao mês, contra 10-15% ao mês. Assim, eles podem ser adquiridos com antecedência - em boas condições de armazenamento (temperatura de cerca de 15 graus e 30-50% da carga), a bateria estará totalmente operacional mesmo depois de alguns anos.
Carregar uma bateria de íon de lítio leva várias vezes menos. Essa propriedade pode ser decisiva, se necessário, para garantir energia ininterrupta em locais remotos e onde geralmente ocorrem danos à linha de suprimento. Além disso, com apagões frequentes, a vida útil mais longa da bateria de íons de lítio terá um papel positivo: 400-600 versus 200 para baterias de chumbo-ácido, mas a vantagem decisiva das baterias de íons de lítio quando usadas em no-breaks é em duas versões possíveis: uso intensivo de energia e energia . Portanto, há motivos para falar sobre uma fonte universal que possa proteger qualquer equipamento conectado a ela.
A versão de potência da execução envolve o retorno de alta potência em um curto período de tempo. Um no-break com uma bateria de íon de lítio pode fornecer equipamentos poderosos por 1-2 minutos, descarregando até 20%.
No modo de uso intensivo de energia, a bateria energiza os dispositivos de pequena potência conectados a ela por um período relativamente longo. Consequentemente, durante o mesmo tempo, o consumo de capacidade será de aproximadamente 20%.
Devido às propriedades químicas e tecnológicas das baterias ácido-alcalinas, elas podem funcionar exclusivamente no modo de uso intensivo de energia. Certamente, é ele quem é, na prática, o mais exigido, mas existem casos diferentes.
A alta intensidade de energia das baterias de íons de lítio leva ao fato de que, outras coisas são iguais, elas serão menores e mais leves. Obviamente, em um ambiente doméstico ou de escritório para 3-4 pessoas, onde a necessidade real de um no-break é calculada em unidades de produtos, isso não é particularmente significativo (embora, como posso dizer?), Mas mesmo para uma pequena empresa, o ganho será tangível.
Em primeiro lugar, nunca há muito espaço. Em segundo lugar, tamanho e peso são os custos de transporte.
Quanto à temperatura de operação, está na faixa de 0 ° C a 40 ° C. Portanto, o uso dessas baterias no no-break objetivamente não requer refrigeração adicional, mas não esqueça que quanto mais confortável a temperatura, maior a vida útil da bateria, o próprio no-break e o equipamento alimentado pelo no-break.
As perdas de energia típicas nas baterias de íon-lítio são metade da das baterias de chumbo-ácido. E isso sem levar em consideração possíveis quedas de energia, durante as quais a bateria é descarregada e carregada.
Por 10 anos, o uso de uma bateria de chumbo-ácido envolve cerca de duas substituições. Enquanto para uma bateria de íons de lítio, esse número pode ser zero. Se você adicionar ao custo do equipamento os custos organizacionais inevitáveis, o Li-Ion permitirá economizar dinheiro decente.
Recursos de baterias de íon de lítioAs baterias de íon-lítio de mais alto desempenho são alcançadas sob várias condições. Em particular, eles não têm um “efeito memória”, portanto, descarregá-los a zero é impraticável e até indesejável - o valor ideal de armazenamento é de aproximadamente 40% da carga. Na prática, isso significa que a bateria pode ser carregada conforme necessário, sem danificá-la.
O carregamento excessivo de baterias de íons de lítio também não deve ser permitido. O fato é que os íons de lítio introduzidos nas estruturas cristalinas dos eletrodos mudam gradualmente sua composição. Assim, se a carga for muito alta (e também muito baixa), muitos íons de lítio estão no ânodo ou no cátodo, o que leva à degradação do elemento e diminui sua vida útil.
A questão principal é a segurança. De fato, ao mesmo tempo, o Samsung Galaxy Note 7 fez muito barulho, literal e figurativamente. Além disso, a queima de lítio, mesmo na água, ainda confunde o usuário comum; portanto, você deve entender isso completamente.
Antes de tudo, as baterias de íon-lítio não contêm metal de lítio, mas seus íons, que são quimicamente menos ativos. Assim, as possíveis causas de combustão espontânea dessas baterias não diferem em originalidade: danos físicos ou superaquecimento. Obviamente, nenhuma especificidade de íons de lítio é observada aqui.
No entanto, devido à maior sensibilidade específica à energia e temperatura sob condições inadequadas de operação, as baterias de íons de lítio podem potencialmente atingir rapidamente um estado de instabilidade térmica. Assim, o problema de segurança é resolvido através do uso de materiais confiáveis e de um sistema de gerenciamento eficaz, que será discutido abaixo.
Além disso, deve-se levar em consideração que hoje o número de baterias de íon-lítio produzidas é de milhões, portanto, há sempre a possibilidade de casamento técnico ou desempenho ruim. Ao comprar um no-break, é necessário focar em fabricantes conhecidos com um histórico comprovado, que se relacionam cuidadosamente ao teste de seus equipamentos e à escolha de fornecedores de componentes.
Como solução, uma bateria de íon de lítio para um no-break é mais cara que uma bateria de chumbo-ácido. A razão para a maior parte é que a bateria de íon de lítio sem falha implica em um sistema de controle complexo que é o principal responsável pela segurança do uso dessa bateria, para o desligamento instantâneo no caso de algum dos parâmetros sair da faixa aceitável e secundariamente para garantir as melhores condições de operação da bateria: com que frequência e com que corrente carregar, quantos por cento da capacidade deve permanecer com carga total, prevendo a vida útil restante e tudo isso levando em consideração Um grande número de parâmetros. Um no-break com baterias de chumbo-ácido também possui um sistema de gerenciamento de baterias, mas é muito mais simples devido ao seu menor consumo de energia e resposta mais lenta às alterações de parâmetros e um risco muito menor de falha da bateria.
Assim, a regra principal, cuja implementação garante a segurança das baterias de íons de lítio, é evitar o superaquecimento de fontes externas de calor e danos mecânicos. E, claro, não desmonte. Se o no-break estiver instalado em um local remoto, será útil configurar o monitoramento remoto para obter rapidamente informações sobre os eventos do no-break.
Mesmo uma análise superficial das propriedades das baterias de íon-lítio leva à conclusão de que seu potencial é muito grande, mas esse é exatamente o potencial. UPS monofásica de íon de lítio
Como exemplo, considere as fontes de alimentação ininterruptas do Smart-UPS Online usando baterias de íon de lítio de 1 kVA e 1,5 kVA. Eles estão disponíveis com ou sem uma placa de rede pré-instalada. Uma bateria externa está incluída e até 5 unidades podem ser conectadas no total.
A série consiste em quatro modelos: SRTL1000RMXLI, SRTL1500RMXLI, SRTL1000RMXLI-NC e SRTL1500RMXLI-NC. Os dois últimos estão equipados com uma placa de rede.
Os modelos da série são projetados para operação em temperaturas de 0 ° C a 40 ° C, o modo de operação da umidade relativa é de 0 a 95%. O no-break fornece classe de proteção IP 20.
Uma das principais garantias para a operação estável da fonte é a manutenção preventiva oportuna. Os no-breaks da série informarão o usuário com antecedência sobre o fim da vida útil da bateria, para que o pessoal de manutenção possa substituí-la em tempo hábil.
Um alto nível de eficiência é garantido, entre outras coisas, devido à possível configuração do modo "Modo verde", o que significa comutação automática da carga para desviar se a alimentação principal não precisar ser ajustada. Esse modo de operação não afetará a bateria, continuará sob o controle do no-break.
A eficiência da bateria, o aumento de sua vida útil e a confiabilidade são aprimorados pelo sistema de controle inteligente. Permite monitorar continuamente a condição atual das baterias e usar o modo de carregamento ideal, além de continuar fornecendo energia à bateria, mesmo quando o dispositivo está desligado.
Ao carregar a bateria, o modo de compensação de temperatura é aplicado. Permite ajustar a tensão de carregamento, dependendo do aquecimento da bateria, o que prolonga sua vida útil e impede a transição para um estado potencialmente perigoso.
Há um desligamento de emergência usando a função EPO. Quando ativado, a carga e todos os conversores de energia são desconectados instantaneamente e o próprio UPS alterna automaticamente para o modo de indicação de falha. O EPO isola completamente o dispositivo da tensão perigosa da rede elétrica e a fonte é fornecida da tensão extra baixa.
O uso de baterias de íon de lítio, devido à alta intensidade de energia, pode reduzir as dimensões do no-break e também o peso da solução, o que, em alguns casos, pode ser útil. Como os no-breaks baseados em baterias de íon-lítio pertencem ao segmento premium, o equipamento é bastante rico: um monitor LCD, dois grupos de tomadas controladas, um soquete SmartSlot para conectar controles adicionais, uma porta serial e uma porta USB. Fontes SRTL1000RMXLI-NC e SRTL1500RMXLI-NC também são equipadas com uma placa de rede pré-instalada, através da qual o dispositivo pode ser integrado a um sistema comum de controle remoto da fonte de alimentação.