Вибираємо акумулятор для ДБЖ

Про особливості різних видів акумуляторів для ДБЖ, їх призначення, основні характеристики і додаткові критерії розповідаємо в цій статті. Також вас можуть зацікавити наші статті про вибір джерела безперебійного живлення та рейтинг ДБЖ.

Зміст:

Як влаштовано акумулятор.

Види акумуляторів для ДБЖ.

Основні характеристики:

• енергоємність

• робоча напруга

• зарядний струм

Як зібрати блок батарей.

Додаткові критерії вибору.

Підсумки.

Влаштування акумулятора

Для початку потрібно трохи теорії, оскільки без такої бази складніше зрозуміти, про що йдеться у наступних частинах статті.

Більшість акумуляторів для ДБЖ мають однакову будову:

• Корпус, виготовлений із нейтрального матеріалу.

• Клеми, що використовуються для передачі струму.

• Свинцеві пластини двох типів, що відрізняються за хімічним складом. Виступають у ролі катода та анода.

• Електроліт (наповнювач). Служить джерелом іонів, які під час руху від катода до анода створюють електричний струм. Під час зворотного процесу відбувається заряд акумулятора.

Акумулятори поділяються на види залежно від типу/складу пластин та електроліту. Про ці види, їх плюси та мінуси розповідаємо нижче.

Усі АКБ можна поділити на 2 великі групи залежно від призначення:

• Стартові (стартерні). Видають високу пікову силу струму для запуску двигунів (ДВЗ, електромоторів). Для тривалої роботи та глибокої розрядки (більше 50% від енергоємності) не призначені, тому не підходять для використання з ДБЖ.

• Тягові. Можуть довго працювати та віддавати накопичений заряд практично повністю. Відмінно підходять як для вирівнювання струму в мережі, так і в ролі джерела енергії на випадок тривалого відключення електрики.

Тягові і стартерні акумулятори зовнішньо виглядають однаково, тому при покупці потрібно уточнювати, до якого типу належить обрана модель.

Також існує поділ акумуляторів на групи за необхідністю обслуговування:

• Обслуговуванні. Щоб така АКБ працювала, необхідно регулярно проводити певні маніпуляції. Із джерелами безперебійного живлення не використовуються.

• Необслуговувані. Не вимагають втручання для коректної роботи. Ідеальний варіант для безперебійника.

• Малообслуговувані. Раз на кілька місяців вимагають мінімального обслуговування. Деякі акумулятори для ДБЖ відносяться до малообслуговуваних.

Типи акумуляторів для ДБЖ

Перед покупкою потрібно уточнювати тип (електрохімічну систему) акумулятора. Є батареї, які за характеристиками сумісні з джерелом безперебійного живлення, але їх не можна використовувати. У кращому випадку вони швидко вийдуть із ладу, і ви просто викинете гроші на вітер. Але можуть бути й куди більші проблеми: коротке замикання (може вивести з ладу не тільки батареї, а й підключене до них обладнання) або пожежа.

Примітка: відразу скажемо, що немає якихось особливих акумуляторів, які призначені спеціально для безперебійників. Розглянуті нижче різновиди скоріше є універсальними АКБ, тобто можуть використовуватися із сонячними батареями, на їх основі можна створювати резервне живлення без ДБЖ (у такому разі вам знадобиться інвертор напруги та зарядний пристрій для АКБ).

Які акумулятори можна використовувати із джерелом безперебійного живлення:

• Тягові свинцево-кислотні. Найбюджетніший варіант, але підійде далеко не кожному. Вони погано переносять глибокий розряд, тому не призначені для забезпечення тривалої автономної роботи. Деякі моделі відносяться до малообслуговуваних: через певні проміжки часу (вказані в інструкції) у систему необхідно доливати дистильовану воду. Орієнтовний термін служби: 4-7 років.

Примітка: у ДБЖ з подвійним перетворенням (on-line) батарея задіяна постійно, а не тільки в період відключення електрики. Тому вона може зношуватися швидше, що впливає на термін служби. Ця проблема характерна для всіх АКБ незалежно від типу.

• AGM. Різновид свинцево-кислотних АКБ. Особливістю є наявність скловолоконної прокладки (звідси назва: AGM – Absorbent Glass Mat), де відбувається рекомбінація газів. Термін служби: близько 10 років.

Примітка: під час роботи свинцево-кислотних акумуляторів неминуче виділяється водень та кисень, які утворюються при електролізі розчину сірчаної кислоти. У звичайних моделях вони виводяться назовні, а для поповнення запасів потрібно додавати дистильовану воду. Рекомбінація – зворотний процес, коли вода відновлюється з газів, відповідно, доливати її не потрібно.

• Гелеві (GEL). У таких акумуляторах електроліт згущений у гель. Добре переносять циклічну роботу (регулярний заряд/розряд), тому ідеально підходять для використання із сонячними батареями, а також при частих відключеннях світла. Термін служби: близько 12 років.

• Мультигелеві (MGEL або MG). Поєднують у собі елементи двох попередніх типів: електроліт у вигляді гелю та наявність скловолоконного сепаратора. Завдяки цьому краще за інші акумулятори переносять глибокий розряд. Термін служби: від 10 років.

• Карбонові. Підвид свинцево-кислотних. У пластини додають вуглець (карбон), що знижує ймовірність терморозгону – ситуації, коли через нагрівання електроліту може статися коротке замикання. Мають ресурс до 15 років, але вимогливі до режиму заряджання. Не рекомендується розряджати нижче 30% і заряджати більше 90%, тому підійдуть лише для ДБЖ з можливістю задавати дані параметри.

• Літієві. У цих акумуляторах використовується твердий електроліт на основі літію. Завдяки цьому вони компактніші за інші типи АКБ: наприклад, при рівній енергоємності будуть на 50-70% менші за AGM. Тому літієві батареї найкраще підходять для встановлення всередину безперебійника. Вони добре переносять циклічну роботу, мають слабо виражений саморозряд. Головний недолік – висока ціна. Поділяються на два типи: літій-іонні та LiFePO4 (літій-залізо-фосфатні). При покупці звертайте увагу на термін експлуатації, оскільки він суттєво відрізняється у різних моделей: від 5 до 15 років.

Зверніть увагу: деякі виробники безперебійників вказують рекомендований тип акумулятора в інструкції. У такому випадку краще дотримуватись рекомендацій, оскільки з іншими батареями ДБЖ може працювати гірше.

Чи можна використовувати автомобільний акумулятор з ДБЖ?

Автомобільні АКБ є стартовими та обслуговуванними. Крім того, у них не відбувається рекомбінація, тобто при роботі виділяється водень та кисень. Якщо використовувати такий акумулятор у закритому приміщенні, то гази будуть накопичуватися, що може спричинити пожежу. Тобто свинцево-кислотні автомобільні АКБ не підходять для безперебійників за трьома пунктами.

Кальцієві та автомобільні AGM акумулятори безпечніші, але теж не підходять. Звичайно, ви можете підключити їх до ДБЖ, і вони навіть працюватимуть. Але триватиме це недовго: вони погано переносять глибокий розряд, а тому можуть зноситися за кілька місяців.

Характеристики

Якщо з безперебійником використовуватиметься лише один акумулятор, вибрати відповідну модель за характеристиками дуже просто. В інструкції до ДБЖ зазвичай вказуються допустимі параметри АКБ.

Якщо буде використовуватися блок батарей, потрібно врахувати більше факторів. Рекомендовані параметри можуть відрізнятися в залежності від способу підключення, про що ми докладно розповідаємо нижче.

Ємність

Для розрахунку необхідної ємності, скористайтесь онлайн-калькулятором або формулою: E = (P·T)/(V·K).

• E – необхідна вам енергоємність у ампер-годинниках (Аг).

• P – сумарна потужність підключеного обладнання у ватах (Вт).

• T – бажаний час автономної роботи у годинах (год).

• V – напруга АКБ у вольтах (В).

• K – ККД вбудованого інвертора напруги у вигляді десяткового дробу. Якщо коефіцієнт у характеристиках ДБЖ не вказаний, то беруть за основу 80% – 0,8.

Наприклад, для живлення електроприладів із сумарним споживанням 100 Вт протягом 10 год потрібна АКБ з напругою 12 на 105 А·год.

У випадку, коли використовується тип батарей, який погано переносить глибокий розряд необхідне коригування: E потрібно поділити на відсоток безпечного розряду. Наприклад, якщо АКБ не рекомендується розряджати більш ніж на 70%, то потрібна ємність 150 А·год (105 А·год/0.7).

Примітка: просунуті моделі ДБЖ дозволяють налаштувати момент вимкнення залежно від рівня заряду батарей.

Оскільки через знос батарей максимальна енергоємність падатиме, рекомендується додати до розрахунків ще 20%.

Зверніть увагу, що подібні розрахунки мають сенс тільки при зовнішньому підключенні АКБ до безперебійника. При внутрішній установці батарей наростити енергоємність не завжди можливо.

Напруга

Рекомендована напруга акумуляторів вказується в характеристиках джерела безперебійного живлення. Зазвичай використовуються батареї 6 В або 12 В, рідше – 4 і 8 В. Оскільки при роботі ДБЖ відбувається інвертування (підвищення напруги), більшість моделей сумісна з різними акумуляторами.

Примітка: напруга не є чітко вивіреним параметром, а коливається у певному діапазоні залежно від рівня заряду. Наприклад, для 12-вольтової моделі це може бути 11.5–12.7 В. Тому не слід хвилюватися через зміну напруги при роботі.

Зарядний струм

Цей параметр часто не враховують під час вибору, що іноді призводить до зменшення ресурсу батареї. Зарядною називають силу струму, яка подається на акумулятор від ДБЖ. Якщо вона буде вищою ніж рекомендована, відбувається швидше зношування енергоелементів. Якщо менше – процес заряджання протікатиме повільніше.

Зарядний струм не завжди вказується в характеристиках. У такому разі поділіть енергоємність на 10. Тобто для АКБ на 15 А·год рекомендована сила струму – 1,5 А, для 200 А·год – 20 А тощо.

Примітка: Налаштування зарядного струму зазвичай доступне при підключенні до комп'ютера. Краще за все, якщо в меню є пункт “Калібрування”, при активації якого безперебійник сам підбере оптимальні параметри роботи. Бюджетні моделі ДБЖ не завжди дозволяють змінювати зарядний струм.

Як зібрати блок батарей для ДБЖ

Незалежно від типу підключення, якщо використовуватимуться кілька батарей, вони повинні бути ідентичними. Разом допустимо використовувати тільки АКБ одного типу та виробника, з однаковими характеристиками. Більше того, рекомендується зарядити батареї до одного рівня перед підключенням.

Не можна використовувати старі акумулятори з новими, навіть якщо це одна модель – через знос вони відрізнятимуться за параметрами. Це призводить до більш швидкого зношування, може стати причиною короткого замикання.

При підключенні також потрібно використовувати дроти з одного матеріалу, з однаковою довжиною та перетином.

Залежно від обставин акумулятори з'єднують трьома способами:

• Послідовно. До безперебійника приєднують АКБ 1, до АКБ 1 – АКБ 2, до АКБ 2 – АКБ 3 і т. д.

• Паралельно. Кожна батарея окремо підключена до ДБЖ. Найпоширеніший варіант, в тому числі для внутрішніх акумуляторів. 

• Змішано. Акумулятори об'єднуються в ланцюги послідовно, а ланцюги підключаються до ДБЖ паралельно.

Тип підключення впливає на робочі характеристики:

• При послідовному підключенні. Напруга підсумовується, а ємність не змінюється. Тобто при з'єднанні 2 АКБ на 6 В і 10 А·год, по суті ми отримуємо один акумулятор на 12 В і 10 А·год.

• При паралельному підключенні. Підсумовується ємність, а напруга залишається незмінною. Тому, якщо потрібно збільшити автономність системи, акумулятори з'єднують паралельно. При цьому врахуйте, що зарядний струм ділиться порівну між батареями. Тобто, при паралельному підключенні силу струму можна пропорційно збільшити. У такому разі при збільшенні енергоємності час заряджання залишиться тим самим.

Додаткові фактори:

• Розмір. Обов'язково уточнюйте габарити акумулятора, якщо він встановлюється всередину безперебійника.

• Вага. Для здешевлення деякі виробники намагаються зменшити кількість металу у пластинах батареї. Через це вони мають менший термін служби. Тому фахівці зазначають, що більш важкі моделі виграють за якістю у легких. Наприклад, якісний AGM акумулятор на 12 В ємністю 7 А·год важитиме близько 2,2-2,5 кг, а бюджетний – до 2 кг.

• Захист від перерозряду. Якщо ваш безперебійник не вміє відстежувати рівень заряду, вибирайте АКБ із вбудованими запобіжниками.

• Ручки. Для масивних акумуляторів плюсом буде наявність ручок для перенесення.

• Екран. Деякі батареї мають вбудований дисплей, на який виводяться актуальні робочі параметри, час роботи. Без екрана можна обійтися, але він полегшує експлуатацію.

• Зумер. Звуковий зумер подаватиме сигнал при виникненні проблем з АКБ.

• Зарядний пристрій. З деякими акумуляторами у комплекті йде зарядний пристрій. Він дозволить використовувати батарею окремо від ДБЖ.

Підсумки

• Краще купити батарею, відштовхуючись від вказаних в інструкції до ДБЖ рекомендацій.

• Для блоку акумуляторів потрібні батареї одного типу, з однаковими характеристиками та ступенем зношеності.

• При виборі характеристик враховуйте спосіб підключення АКБ – показники відрізняються для паралельного та послідовного з'єднання.

• Якщо дозволяє бюджет, купуйте літієві батареї, оскільки вони виграють в інших типів за більшістю показників.