Как выбрать аккумулятор для ИБП?

Как выбрать аккумулятор для ИБП?

Источник бесперебойного питания (ИБП) - незаменимое устройство для защиты вашей электроники от перебоев в сети, скачков напряжения и других нештатных ситуаций. Но чтобы ИБП мог выполнять свои функции, ему необходим надежный и долговечный аккумулятор. Именно аккумуляторная батарея обеспечивает стабильное питание подключенных устройств при отключении электроэнергии.

Выбор подходящего аккумулятора для ИБП - ответственная задача. От этого зависит, как долго ваша техника сможет работать автономно, насколько часто придется менять батарею и, в конечном счете, сколько денег вы сэкономите в долгосрочной перспективе. Неправильно подобранный аккумулятор может не только подвести в критический момент, но и привести к преждевременному выходу из строя самого ИБП.

Типы аккумуляторов для ИБП

Для источников бесперебойного питания используются два основных типа аккумуляторов: свинцово-кислотные (AGM, GEL) и литий-железо-фосфатные (LiFePO4). У каждого из них есть свои особенности, преимущества и недостатки. Давайте рассмотрим их подробнее.

Свинцово-кислотные аккумуляторы хорошо знакомы большинству пользователей. Это проверенная временем технология, которая отличается доступной ценой и широким ассортиментом моделей. Среди свинцово-кислотных батарей для ИБП наиболее распространены два подтипа:

• AGM (Absorbent Glass Mat) - электролит впитан в специальный стекловолоконный сепаратор. Такие батареи лучше переносят глубокий разряд и имеют больший срок службы по сравнению с обычными свинцово-кислотными аккумуляторами. Пример надежной AGM батареи - Trinix 12V 18Ah.
• GEL (гелевые) - электролит загущен до состояния геля. Такие аккумуляторы меньше боятся высоких температур, не требуют обслуживания и могут работать в любом положении. Среди гелевых моделей можно выделить линейку Trinix GEL емкостью от 1.2 до 55 Ач.

Главные преимущества свинцово-кислотных батарей - невысокая цена и простота обслуживания. Но у них есть и недостатки: большой вес, ограниченное количество циклов заряда-разряда (300-500), невысокая удельная мощность. Если вы планируете активно использовать ИБП, то таким батареям может не хватить ресурса.

Литий-железо-фосфатные (LiFePO4) аккумуляторы - более современная технология, которая лишена многих недостатков свинцово-кислотных батарей. Они имеют втрое большую удельную емкость, в 5-10 раз больше циклов заряда-разряда (до 5000), легче и компактнее при той же емкости.

Типичные представители LiFePO4 аккумуляторов - LogicPower 12V 200 Ah и Agent 12V 170Ah. В отличие от свинцово-кислотных, литиевые батареи можно разряжать практически полностью без ущерба для ресурса. Благодаря этому они лучше подходят для систем с длительным временем автономной работы.

Минус литиевых аккумуляторов - более высокая цена. Но если посчитать стоимость одного цикла заряда-разряда, то они окажутся выгоднее свинцово-кислотных. Кроме того, LiFePO4 батареи служат в 2-3 раза дольше, что компенсирует их высокую начальную стоимость.

Емкость аккумулятора (Ач)

Емкость - один из ключевых параметров аккумулятора, который показывает, какое количество электричества он может отдать до полного разряда. Измеряется емкость в ампер-часах (Ач). Чем выше этот показатель, тем дольше ИБП сможет питать подключенные устройства при отключении электроэнергии.

Но как определить, какая емкость нужна именно вам? Для этого нужно оценить суммарную мощность всех устройств, которые будут запитаны от ИБП, и то, как долго они должны работать автономно. Сделать это можно по простой формуле:

Емкость (Ач) = Мощность нагрузки (Вт) × Время автономной работы (ч) / Напряжение аккумулятора (В)

Допустим, у вас есть компьютер мощностью 400 Вт и монитор на 100 Вт, которые нужно поддерживать 2 часа при отключении электричества. Тогда, подставив значения в формулу, получим:

Емкость = (400 Вт + 100 Вт) × 2 ч / 12 В ≈ 84 Ач

Значит, для такой задачи подойдет аккумулятор емкостью не менее 84 Ач, например, Trinix 12В 100Ач или LogicPower 12V 100 Ah. С запасом можно взять батарею и большей емкости, скажем, 120-150 Ач. Это позволит увеличить время автономии или подключить дополнительные устройства.

Но не стоит брать аккумулятор "на вырост" с многократным запасом емкости. Слишком большая батарея будет дольше заряжаться, а ИБП может не справиться с ее зарядом из-за ограничений по току. Оптимальный вариант - подобрать емкость с небольшим запасом на 20-30% относительно расчетного значения.

Напряжение аккумулятора (В)

Не менее важный параметр при выборе аккумулятора - его номинальное напряжение. Для ИБП обычно используются батареи на 12 В, реже - на 6 В. Главное, чтобы напряжение батареи совпадало с напряжением, на которое рассчитан ИБП.

Большинство источников бесперебойного питания имеют вход для подключения внешнего аккумулятора на 12 В. Это значит, что к ним можно напрямую подключить одну 12-вольтовую батарею, например, Trinix 12В 55Ач или LogicPower 12V 200 Ah.

Если же вы хотите использовать аккумуляторы на 6 В, то их придется соединять последовательно, чтобы получить нужные 12 В. То есть, вместо одной 12-вольтовой батареи нужно взять две 6-вольтовые и соединить их плюс к минусу. Тогда суммарное напряжение будет как раз 12 В.

Соединять последовательно можно только одинаковые батареи, например, два аккумулятора Trinix 6V 4.5Ah или Trinix 6V 12Ah. Емкость итоговой сборки будет равна емкости одной батареи, а вот напряжение удвоится. Так что, если вы планируете использовать 6-вольтовые аккумуляторы, убедитесь, что их можно установить в корпус ИБП и соединить между собой.

На что еще стоит обратить внимание при выборе напряжения аккумулятора? Более высокое напряжение позволяет уменьшить ток заряда и разряда при той же мощности нагрузки. А это значит, что и сечение проводов можно использовать меньшее.

Кроме того, при переходе с 12 В на 24 В или 48 В можно вдвое или вчетверо увеличить мощность ИБП без увеличения тока. Этим часто пользуются в мощных стоечных ИБП для дата-центров и серверных. Но для дома или небольшого офиса вполне хватит стандартной 12-вольтовой батареи.

Главное - не путать напряжение аккумулятора и напряжение на выходе ИБП. Стандартный ИБП обычно имеет выходное напряжение 220-230 В, как в обычной розетке. А вот батарею он использует 12-вольтовую. Так что, если вы покупаете ИБП и аккумулятор к нему отдельно, обязательно уточните, на какое напряжение батареи рассчитан ваш ИБП.

Срок службы и число циклов заряда-разряда

При выборе аккумулятора для ИБП важно обратить внимание на его расчетный срок службы и количество циклов заряда-разряда. Эти параметры показывают, как долго батарея сможет надежно работать и сколько раз ее можно будет полностью зарядить и разрядить без потери емкости.

• Срок службы аккумулятора зависит от многих факторов: типа батареи, условий эксплуатации, глубины разряда, температуры окружающей среды. В среднем свинцово-кислотные аккумуляторы служат 3-5 лет, литий-железо-фосфатные - 7-10 лет и более.
• Чтобы продлить жизнь свинцово-кислотной батареи, ее нельзя разряжать более чем на 50-70%. Иначе на пластинах начнет образовываться сульфат свинца, что приведет к необратимой потере емкости. Литиевые аккумуляторы в этом плане более неприхотливы и допускают разряд до 90% без ущерба для емкости.
• Количество циклов заряда-разряда - это сколько раз аккумулятор можно полностью зарядить и разрядить до того, как его емкость упадет до 80% от номинальной. Для свинцово-кислотных батарей этот показатель составляет 200-500 циклов, для литиевых - 2000-5000 циклов.

Наглядный пример: литий-железо-фосфатный аккумулятор LogicPower 12V 200 Ah рассчитан на 4000 циклов заряда-разряда. Если заряжать и разряжать его один раз в день, то он прослужит почти 11 лет (4000 циклов / 365 дней). Свинцово-кислотная батарея Trinix 12В 100Ач при тех же условиях выдержит лишь 500 циклов, то есть около 1,5 лет.

Конечно, на практике аккумуляторы в ИБП работают в более щадящем режиме. Они постоянно подзаряжаются от сети и разряжаются лишь при отключении электричества. Но все же литиевые батареи благодаря большему ресурсу циклов лучше подходят для интенсивной эксплуатации и частых перебоев электроснабжения.

Чтобы продлить срок службы любого аккумулятора, важно соблюдать рекомендации производителя по температуре окружающей среды. Слишком высокая или низкая температура негативно влияет на емкость и срок службы батарей. Оптимальный диапазон - от +10°С до +30°С. При температуре выше +40°С срок службы свинцово-кислотных батарей сокращается вдвое.

Габариты и вес аккумулятора

Выбирая аккумулятор для ИБП, нужно учитывать его размеры и вес. Особенно это важно, если батарея будет устанавливаться внутрь корпуса ИБП или в специальный аккумуляторный шкаф. Нужно заранее убедиться, что аккумулятор подходящего размера поместится в отведенное для него место с учетом подключения клемм и проводов.

Размеры аккумуляторов могут различаться даже при одинаковом значении емкости и напряжения. Это связано с разными типами конструкции батарей и технологиями производства. Поэтому перед покупкой обязательно сверьтесь с габаритными чертежами и замерьте посадочное место.

К примеру, литий-железо-фосфатный аккумулятор LogicPower 12V 100 Ah имеет размеры 330х172х220 мм, а его свинцово-кислотный аналог Trinix 12В 100Ач - 407х173х240 мм. То есть при той же емкости литиевая батарея занимает меньше места. Если пространство ограничено, то это может стать решающим фактором в пользу выбора ЛиФеПО4 технологии.

Что касается веса, то тут литиевые аккумуляторы имеют неоспоримое преимущество. Они почти втрое легче свинцово-кислотных батарей той же емкости. Для сравнения: упомянутый LogicPower 12V 100 Ah весит 12 кг, а Trinix 12В 100Ач - целых 32 кг.

Меньший вес - это не только удобство транспортировки и монтажа, но и меньшая нагрузка на полки и стеллажи при установке в стойку или шкаф. Учитывайте допустимую распределенную нагрузку на несущие конструкции, особенно если планируете размещать несколько тяжелых свинцово-кислотных батарей на одном уровне.

Способ монтажа тоже может повлиять на выбор формата аккумулятора. Наиболее распространенные варианты - напольная установка и монтаж в стойку. Для напольного размещения обычно используют моноблочные свинцово-кислотные батареи большой емкости (100-200 Ач). Для установки в 19-дюймовую стойку выпускаются специальные аккумуляторы в корпусе высотой 2U или 3U, как правило, емкостью до 40-60 Ач.

Некоторые производители предлагают универсальные литий-железо-фосфатные батареи, которые можно устанавливать как напольно, так и в стойку. Например, аккумуляторы LogicPower 12V 200 Ah и 12V 100 Ah имеют прочный корпус с креплениями для монтажа в 19" шкаф и одновременно резиновые ножки для напольной установки. Это удобно, если нужна возможность быстрой переустановки или замены батареи.

Совместимость с ИБП и условиями эксплуатации

При выборе аккумулятора для ИБП нужно убедиться, что он совместим с вашей моделью ИБП и подходит для планируемых условий эксплуатации. Несовместимость батареи и ИБП может привести к сбоям в работе, быстрому износу аккумулятора или даже к выходу из строя самого ИБП.

Первым делом сверьтесь с руководством по эксплуатации вашего ИБП. В нем должны быть указаны требования к аккумулятору: тип, напряжение, емкость, габариты. Некоторые производители рекомендуют использовать только фирменные батареи или дают список совместимых моделей сторонних брендов.

Если такой информации нет, то обратите внимание на напряжение ИБП и максимальный ток заряда. Напряжение батареи должно совпадать с напряжением ИБП (обычно 12 В или 24 В). Ток заряда аккумулятора должен быть не меньше, чем максимальный ток заряда ИБП. Иначе батарея будет заряжаться слишком долго или вообще не сможет зарядиться до 100%.

Также важно учитывать условия, в которых будет работать связка ИБП + аккумулятор. Если это неотапливаемое помещение, то нужна батарея, способная работать при низких температурах. Например, гелевые аккумуляторы Trinix 12V 100Ah сохраняют работоспособность при температуре до -20°С. Для жарких помещений больше подойдут литиевые батареи, которые меньше боятся высоких температур.

Ну и конечно, аккумулятор должен быть совместим с предполагаемым режимом работы. Если нужно обеспечить длительную автономию, то логичнее выбрать литий-железо-фосфатную батарею с большим ресурсом циклов, например, LogicPower 12V 200 Ah. Для редких и кратковременных отключений электричества можно обойтись и свинцово-кислотным аккумулятором подходящей емкости.