我们增加了UPS的运行时间。电池选择

秋天快到了,电力问题也迫在眉睫。在没有打开暖气的情况下,这是一种典型情况,所有邻居都开始被电壁炉和各种加热器加热,浪费了已经加载的网络。暴风雨打断电线,电线打断,设备没有电。抢救不间断电源或UPS会有所帮助。但是,如果线路上的事故持续一个多小时,并且不间断的电池在数十分钟内产生了全部资源,该怎么办?增强内置电池的容量。今天我将以一个真实的例子告诉您如何正确,安全地执行此操作以及如何选择必需的电池。




就在前几天,一个相当琐碎但有趣的任务出现了。长期以来,服务器机架上的设备数量很少,消耗的功率大约为250-400 W,它配备了IPPON Smart Winner Pro 2000 UPS 。电池寿命约为一个小时,如果长时间没有电力,则手动启动安装在街道上的气体发生器。目标:以最低的成本提供至少6个小时的电池寿命。

结束后立即出现了某种自动启动系统的装备发电机,如。优点是这种更改的成本约为13000卢布,缺点是需要对发电机进行定期维护和加油。增加了人为因素,这意味着降低了系统的整体可靠性。

为了简单和可靠而选择的第二种方法是增加电池容量。在这种情况下,仅增加电池容量就足够了,因为在这种情况下,电池组是遥远的,并通过单独的电线连接。由于标准电池的容量为9 Ah,并且组装为48 V电池,因此足以用容量为40-50 Ah的类似凝胶电池替换它们。由于充电单元配备了强制冷却系统,因此这种负载并不是至关重要的,只会影响电池的充电时间。

对于那些消耗量大得多且对电池寿命的要求却明显不同的人该怎么办。例如,机架的功率为1-1.5 kW,最多需要24小时的自治时间。在这种情况下,最简单的安装方式是连续运行10分钟,安装不间断电源,而带有自动启动系统的强大发电机则将在电源关闭5分钟后启动。整个系统要花很多钱,但有时却要付出稳定性。

我想为小型办公室或私人住宅考虑一种中间选择,当可变负载需要储备时,峰值功率为6 kW,长时间平均消耗功率为1 kW,而无需外部充电。也许增加一台发电机,系统就会变得完全自治。

作为我自己的不间断产品,我选择了机架安装选项UPS从公司MicroART。幸运的是,这样的实例工作了足够的时间并证明了无故障运行。此外,它具有广泛的设置,可让您节省电池寿命并正确操作它们。

说明: 所有办公室UPS均使用胶体电池,这些胶体电池具有很多优势:可以给它们充电,不需要维护,并且电解质处于稠化状态,这意味着它永远不会溢出。但是,所有不间断电源都支持电池上的高压,这使您可以使用100%的容量并尽快对其充电。以下仅是最后两点,它们会大大缩短电池寿命,导致电池故障2-3年。

我想要5到7年,但最好是10年不用更换电池。然后我们来选择电池的类型。AGM

电池的类型
AGM


技术在玻璃纤维外壳隔室中使用液体电解质浸渍的多孔填料。该材料的微孔未完全充满电解质。自由体积用于重新组合气体。
密封,免维护,不需要通风空间即可安装。 AGM电池在充电模式(缓冲模式)下可以正常工作,使用寿命长达10-12年。如果以循环模式使用它们(即,至少以容量的60%-80%持续充放电),则它们的使用寿命将缩短近两到三倍。完全自主权的使用寿命长达3年。建议用于备用不间断电源。

凝胶

将基于二氧化硅(SiO 2)的物质添加到液体电解质中,结果形成稠密的团块,其稠度类似胶冻。该物质充满了电池内部电极之间的空间。在化学反应过程中,在电解质的厚度中会产生大量气泡。在这些孔和壳中,氢和氧分子相遇,即气体重组。因此,几乎所有的蒸气都返回到蓄能器,这被称为气体复合。凝胶电池中的隔膜也是不寻常的-微孔硬质塑料,由于添加了铝,在腐蚀性环境中具有很高的抵抗力,具有高温稳定性和机械强度。后者提供了结构的高抗振性和抗冲击性。在凝胶电池的生产中,使用了高纯度铅-这使电池性能提高了数倍。自治寿命长达4年,备用电源长达12年。建议用于备用不间断电源。

诸如GEL和AGM之类的电池在外部几乎无法区分,并且具有相当相似的特性。更有趣的。

装甲的


外壳板的底部是由一系列平行管形式的无纺微孔塑料制成的盖子(外壳)。活性物质被封闭在管内。板的载流部分是被压入活性物质并由铅-锑合金铸造的核心框架。型芯框架是在压力下模制的,从而消除了下游棒中的凹陷和其他铸造缺陷的形成,从而显着提高了使用寿命。微孔外壳在电池的整个工作过程中可靠地保护了正极活性物质免于脱落和蠕变。建议用于完全自治和/或备份系统。壳式电池在正常条件下的使用寿命至少为10年(正常运行)(或1,500个循环,占放电的80%),或15-17年(带备用电源)。以干装方式交付。

磷酸铁锂(LiFePo4):



采用磷酸铁锂技术制造的密封电池。建议用于完全自治和/或备份系统。正常运行时,锂铁磷酸盐电池的使用寿命可达20年(或5000次循环(放电率为70%)),或具有备用电源的使用寿命为25-30年。随附BMS。这些电池具有许多重要的优点,并且是世界上最有前途的电池。 一切

的选择
都代表了磷酸铁锂电池(LiFePo4)的选择,但是尽管具有不可否认的优势,但初期投资是相当大的:无酸,密封,免维护和最低的充放电循环成本。考虑到所有的利弊,我决定继续使用干式装甲电池。

电池的准备和组装



由于我选择壳式电池使用2V罐装电池供电,并且我需要获得24V的电压,因此我需要自己组装12块电池。第一步是给电解液加油。该过程会危害健康,因此必须使用防护设备:眼镜或眼罩,呼吸器,橡胶手套,橡胶靴。我还加了雨衣,以防电解液溅出,其中含有酸。另外,最好将电池倒在橡胶垫或塑料垫上,以免电解液溅出而在地板上留下任何痕迹。

为了填充电解液,我使用了这种耐酸的手动泵



电池充电本身非常简单,但是考虑到12罐,则需要花费大量时间。框架中的苏打不仅仅是。从化学过程中可以知道,不用水冲洗酸,而是中和苏打水,效率要高得多,因此出于安全原因,最好在附近放置一小包苏打水。



在给电池填充电解液后,要求不迟于3个小时将其重新充电。充电过程本身应由适当的充电器执行,该充电器的电流应为电池容量的10%(0.1C)。例如,如果容量为210 Ah,则最大充电电流应不超过21A。使用了较厚的跳线,以使它们不会在大启动电流流过时成为瓶颈。此外,当电流流经细线时,它们会明显发热,从而导致电池过早磨损或着火。毕竟,将电池从+25度加热到+35度会使电池寿命减半。



下一步,我们可以使用维修的电池制造低维护成本或完全免维护的电池,这是安装回收插头。充电过程中释放的氢气上升到这样的插头中,与氧气结合并流回电池。在安装此类插头之前,需要为电池充满电并放置几天,因为这可能是第一次增加了气体生成,而这种类型的换热器并非如此。如果忽略这种情况,可能会导致令人遗憾的结果:热交换器过热。



结果,电池已经获得了这种形式,并且仅需要每年一次预防性检查电池组之间的电压差,并每6年检查一次电解液液位。如果不同电池的电压开始“升高”,则有必要进行均衡充电(以增加的电压充电)。如果电解质水平较低-只需添加蒸馏水即可。

这种解决方案的优点在于:对于密封电池(GEL和AGM),尽管内部回收,氢气仍会缓慢蒸发,但是不再可能加水,因此必须更早丢弃此类密封电池。



该特定组件的存储能量为5040 Wh * h,在不损害电池寿命的情况下,您可以花费一半。也就是说,正常运行的两到三台笔记本电脑可以生存一天,并且仍然会有能量供应。如果您为此添加一个外部发电机或太阳能电池板,则该系统将变得完全自治,并且可以使您工作超过一年。

结论
事实证明,带有外部电池组逆变器要比带有内置电池的标准紧凑型UPS更大,但是几乎无限容量的外部电池可以显着延长电池寿命。并且,如果来自UPS的紧急电源时间为数分钟或数十分钟,则在使用带有外部电池的逆变器时,电池寿命以小时或天为单位。

如果有兴趣,我可以比较一下额头上的两种设备:Powercom Smart King SMK-2000A-RM-LCD UPS 带有外部电池组的SIN Energy Pro HYBRID逆变器MAP

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN382955/


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