Як вибрати акумулятор для ДБЖ?

Як вибрати акумулятор для ДБЖ?

Джерело безперебійного живлення (ДБЖ) - незамінний пристрій для захисту вашої електроніки від перебоїв у мережі, стрибків напруги та інших позаштатних ситуацій. Але щоб ДБЖ міг виконувати свої функції, йому необхідний надійний та довговічний акумулятор. Саме акумуляторна батарея забезпечує стабільне живлення підключених пристроїв у разі відключення електроенергії.

Вибір акумулятора для ДБЖ - відповідальне завдання. Від цього залежить, як довго ваша техніка зможе працювати автономно, наскільки часто доведеться міняти батарею і, зрештою, скільки грошей ви заощадите у довгостроковій перспективі. Неправильно підібраний акумулятор може не тільки підвести в критичний момент, але і призвести до передчасного виходу з ладу ДБЖ.

Типи акумуляторів для ДБЖ

Для джерел безперебійного живлення використовуються два основних типи акумуляторів: свинцево-кислотні (AGM, GEL) та літій-залізо-фосфатні (LiFePO4). У кожного з них є свої особливості, переваги та недоліки. Давайте розглянемо їх докладніше.

Свинцево-кислотні акумулятори добре знайомі більшості користувачів. Це перевірена часом технологія, що відрізняється доступною ціною та широким асортиментом моделей. Серед свинцево-кислотних батарей для ДБЖ найбільш поширені два підтипи:

• AGM (Absorbent Glass Mat) - електроліт ввібраний у спеціальний скловолоконний сепаратор. Такі батареї краще переносять глибокий розряд і мають більший термін служби, ніж звичайні свинцево-кислотні акумулятори. Приклад надійної батареї AGM - Trinix 12V 18Ah.
• GEL (гелеві) – електроліт загущений до стану гелю. Такі акумулятори менше бояться високих температур, не вимагають обслуговування та можуть працювати у будь-якому положенні. Серед моделей гелів можна виділити лінійку Trinix GEL ємністю від 1.2 до 55 Ач.

Головні переваги свинцево-кислотних батарей – невисока ціна та простота обслуговування. Але вони мають і недоліки: велика вага, обмежена кількість циклів заряду-розряду (300-500), невисока питома потужність. Якщо ви плануєте активно використовувати ДБЖ, то таким батареям може не вистачити ресурсу.

Літій-залізо-фосфатні (LiFePO4) акумулятори - більш сучасна технологія, позбавлена ​​багатьох недоліків свинцево-кислотних батарей. Вони мають утричі більшу питому ємність, в 5-10 разів більше циклів заряду-розряду (до 5000), легше і компактніше за тієї ж ємності.

Типові представники LiFePO4 акумуляторів – LogicPower 12V 200 Ah та Agent 12V 170Ah. На відміну від свинцево-кислотних, літієві батареї можна розряджати практично повністю без шкоди ресурсу. Завдяки цьому вони найкраще підходять для систем з тривалим часом автономної роботи.

Мінус літієвих акумуляторів – вища ціна. Але якщо порахувати вартість одного циклу заряду-розряду, то вони виявляться вигіднішими за свинцево-кислотні. Крім того, LiFePO4 батареї служать у 2-3 рази довше, що компенсує їхню високу початкову вартість.

Місткість акумулятора (Ач)

Місткість - один із ключових параметрів акумулятора, який показує, яку кількість електрики він може віддати до повного розряду. Вимірюється ємність в ампер-годинниках (Ач). Що цей показник, тим довше ДБЖ зможе живити підключені пристрої при відключенні електроенергії.

Але як визначити, яка ємність потрібна вам? Для цього потрібно оцінити сумарну потужність всіх пристроїв, які будуть запитані від ДБЖ, і те, як довго вони мають працювати автономно. Зробити це можна за простою формулою:

Місткість (Ач) = Потужність навантаження (Вт) × Час автономної роботи (ч) / Напруга акумулятора (В)
Допустимо, у вас є комп'ютер потужністю 400 Вт та монітор на 100 Вт, які потрібно підтримувати 2 години при відключенні електрики. Тоді, підставивши значення формулу, отримаємо:

Місткість = (400 Вт + 100 Вт) × 2 год / 12 В ≈ 84 Ач

Значить, для такої задачі підійде акумулятор ємністю не менше 84 Ач, наприклад Trinix 12В 100Ач або LogicPower 12V 100 Ah. Із запасом можна взяти батарею і більшу ємність, скажімо, 120-150 Ач. Це дозволить збільшити час автономії або підключити додаткові пристрої.

Але не варто брати акумулятор "на виріст" із багаторазовим запасом ємності. Занадто велика батарея буде довше заряджатися, а ДБЖ може не впоратися з її зарядом через обмеження струму. Оптимальний варіант - підібрати ємність із невеликим запасом на 20-30% щодо розрахункового значення.

Напруга акумулятора (В)

Не менш важливий параметр при виборі акумулятора – його номінальна напруга. Для ДБЖ зазвичай використовуються батареї на 12 В, рідше - на 6 В. Головне, щоб напруга батареї збігалася з напругою, на яку розрахований ДБЖ.

Більшість джерел безперебійного живлення мають вхід для підключення зовнішнього акумулятора на 12 В. Це означає, що до них можна безпосередньо підключити одну 12-вольтову батарею, наприклад Trinix 12В 55Ач або LogicPower 12V 200 Ah.

Якщо ж ви хочете використовувати акумулятори на 6 В, то їх доведеться з'єднувати послідовно, щоб отримати потрібні 12 В. Тобто замість однієї 12-вольтової батареї потрібно взяти дві 6-вольтові і з'єднати їх плюс до мінуса. Тоді сумарна напруга буде 12 В.

З'єднувати послідовно можна лише однакові батареї, наприклад, два акумулятори Trinix 6V 4.5Ah або Trinix 6V 12Ah. Місткість підсумкової збірки дорівнюватиме ємності однієї батареї, а ось напруга подвоїться. Отже, якщо ви плануєте використовувати 6-вольтові акумулятори, переконайтеся, що їх можна встановити в корпус ДБЖ та з'єднати між собою.

На що варто звернути увагу при виборі напруги акумулятора? Вища напруга дозволяє зменшити струм заряду і розряду за тієї ж потужності навантаження. А це означає, що і переріз дротів можна використовувати менше.

Крім того, при переході з 12 на 24 або 48 можна вдвічі або вчетверо збільшити потужність ДБЖ без збільшення струму. Цим часто користуються в потужних стійкових ДБЖ для дата-центрів та серверних. Але для дому чи невеликого офісу цілком вистачить стандартної 12-вольтової батареї.

Головне - не плутати напругу акумулятора та напругу на виході ДБЖ. Стандартний ДБЖ має вихідну напругу 220-230 В, як у звичайній розетці. А ось батарею він використовує 12-вольтову. Отже, якщо ви купуєте ДБЖ та акумулятор до нього окремо, обов'язково уточніть, на яку напругу батареї розрахований ваш ДБЖ.

Термін служби та число циклів заряду-розряду

При виборі акумулятора для ДБЖ важливо звернути увагу на його розрахунковий термін служби та кількість циклів заряду-розряду. Ці параметри показують, як довго батарея зможе надійно працювати і скільки разів її можна буде повністю зарядити та розрядити без втрати ємності.

• Термін служби акумулятора залежить від багатьох факторів: типу батареї, умов експлуатації, глибини розряду, температури навколишнього середовища. У середньому свинцево-кислотні акумулятори служать 3-5 років, літій-залізо-фосфатні – 7-10 років і більше.
• Щоб продовжити життя свинцево-кислотної батареї її не можна розряджати більш ніж на 50-70%. Інакше на пластинах почне утворюватися сульфат свинцю, що призведе до незворотної втрати ємності. Акумулятори літієві в цьому плані більш невибагливі і допускають розряд до 90% без шкоди для ємності.
• Кількість циклів заряду - це скільки разів акумулятор можна повністю зарядити і розрядити до того, як його ємність впаде до 80% від номінальної. Для свинцево-кислотних батарей цей показник становить 200-500 циклів, для літієвих – 2000-5000 циклів.

Наочний приклад: літій-залізо-фосфатний акумулятор LogicPower 12V 200 Ah розрахований на 4000 циклів заряду-розряду. Якщо заряджати та розряджати його один раз на день, то він прослужить майже 11 років (4000 циклів/365 днів). Свинцево-кислотна батарея Trinix 12В 100Ач за тих самих умов витримає лише 500 циклів, тобто близько 1,5 років.

Звичайно, на практиці акумулятори в ДБЖ працюють у більш щадному режимі. Вони постійно заряджаються від мережі та розряджаються лише при відключенні електрики. Але все ж таки літієві батареї завдяки більшому ресурсу циклів краще підходять для інтенсивної експлуатації та частих перебоїв електропостачання.

Щоб продовжити термін служби будь-якого акумулятора, важливо дотримуватися рекомендацій виробника щодо температури навколишнього середовища. Надто висока або низька температура негативно впливає на ємність та термін служби батарей. Оптимальний діапазон - від +10 до +30°С. При температурі вище +40°С термін служби свинцево-кислотних батарей скорочується вдвічі.

Габарити та вага акумулятора

Вибираючи акумулятор для ДБЖ, потрібно враховувати його розміри та вагу. Особливо це важливо, якщо батарея буде встановлюватися всередину корпусу ДБЖ або в спеціальну акумуляторну шафу. Потрібно заздалегідь переконатися, що акумулятор відповідного розміру поміститься у відведене для нього місце з урахуванням підключення клем та проводів.

Розміри акумуляторів можуть відрізнятися навіть за однакового значення ємності та напруги. Це пов'язано з різними типами конструкції батарей та технологіями виробництва. Тому перед покупкою обов'язково звіртеся з габаритними кресленнями та заміряйте посадкове місце.
Наприклад, літій-залізо-фосфатний акумулятор LogicPower 12V 100 Ah має розміри 330х172х220 мм, яке свинцево-кислотний аналог Trinix 12В 100Ач - 407х173х240 мм. Тобто за тієї ж ємності літієва батарея займає менше місця. Якщо простір обмежений, це може стати вирішальним чинником на користь вибору ЛіФеПО4 технології.

Що стосується ваги, то тут літієві акумулятори мають незаперечну перевагу. Вони майже втричі легші за свинцево-кислотні батареї тієї ж ємності. Для порівняння: згаданий LogicPower 12V 100 Ah важить 12 кг, а Trinix 12В 100Ач – цілих 32 кг.

Менша вага - це не тільки зручність транспортування та монтажу, але й менше навантаження на полиці та стелажі при встановленні у стійку або шафу. Враховуйте допустиме розподілене навантаження на несучі конструкції, особливо якщо плануєте розміщувати кілька важких свинцево-кислотних батарей на одному рівні.

Спосіб монтажу може також вплинути на вибір формату акумулятора. Найбільш поширені варіанти - установка для підлоги і монтаж у стійку. Для розміщення підлоги зазвичай використовують моноблочні свинцево-кислотні батареї великої ємності (100-200 Ач). Для встановлення в 19-дюймову стійку випускаються спеціальні акумулятори в корпусі висотою 2U або 3U, як правило, ємністю до 40-60 Ач.

Деякі виробники пропонують універсальні літій-залізо-фосфатні батареї, які можна встановлювати як підлогово, так і стійку. Наприклад, акумулятори LogicPower 12V 200 Ah і 12V 100 Ah мають міцний корпус з кріпленнями для монтажу в 19" шафу і одночасно гумові ніжки для установки для підлоги. Це зручно, якщо потрібна можливість швидкої переустановки або заміни батареї.

Сумісність з ДБЖ та умовами експлуатації

При виборі акумулятора для ДБЖ необхідно переконатися, що він сумісний з вашою моделлю ДБЖ і підходить для запланованих умов експлуатації. Несумісність батареї та ДБЖ може призвести до збоїв у роботі, швидкого зносу акумулятора або навіть до виходу з ладу ДБЖ.

Насамперед повіртеся з посібником з експлуатації вашого ДБЖ. У ньому мають бути зазначені вимоги до акумулятора: тип, напруга, ємність, габарити. Деякі виробники рекомендують використовувати лише фірмові батареї або надають список сумісних моделей сторонніх брендів.

Якщо такої інформації немає, то зверніть увагу на напругу ДБЖ та максимальний струм заряду. Напруга батареї повинна збігатися з напругою ДБЖ (зазвичай 12 або 24 В). Струм заряду акумулятора повинен бути не меншим, ніж максимальний струм заряду ДБЖ. Інакше батарея заряджатиметься занадто довго або взагалі не зможе зарядитися до 100%.

Також важливо враховувати умови, в яких працюватиме зв'язка ДБЖ + акумулятор. Якщо це неопалювальне приміщення, то потрібна батарея, здатна працювати за низьких температур. Наприклад, акумулятори гелю Trinix 12V 100Ah зберігають працездатність при температурі до -20°С. Для спекотних приміщень більше підійдуть літієві батареї, які найменше бояться високих температур.

Ну і звичайно, акумулятор повинен бути сумісним із передбачуваним режимом роботи. Якщо потрібно забезпечити тривалу автономію, то логічніше вибрати літій-залізо-фосфатну батарею з великим ресурсом циклів, наприклад LogicPower 12V 200 Ah. Для рідкісних та короткочасних відключень електрики можна обійтися і свинцево-кислотним акумулятором відповідної ємності.