Автомобильные аккумуляторы в ИБП: эти батареи эффективны в бесперебойниках?
На тематических форумах и в комментариях не утихают споры по-поводу целесообразности использования автомобильных аккумуляторов в системах резервного и бесперебойного электропитания. Давайте постараемся объективно разобраться в этом вопросе.
Разница в конструктиве свинцовых решеток батарей
Автомобильные батареи проектировались под задачу выдачи большого стартерного тока для запуска машины, в то время как подзарядка батареи может производиться только в течение промежутков времени, когда двигатель выдает необходимые обороты. Это требует использования большого числа тонких свинцовых решеток (
1-1,2мм) для увеличения общей площади химической реакции в батарее для максимизации пусковых токов. Более того, решетки автомобильных SLI батарей обычно изготавливаются из более пористого материала (переработанный свинец из старых батарей) опять же с целью увеличения площади химической реакции с электролитом.
Батарея с жидким электролитом (SLI-Starting, Lighting, Ignition)
В специализированных промышленных аккумуляторах для ИБП используются первичный чистый свинец и пластины толщиной 2-2,5мм, а также специальный сепаратор из стекловолокна. Это позволяет аккумулятору быть существенно более устойчивым к процессу коррозии, который является основой причиной разрушения и осыпания пластин. Конструктив AGM аккумулятора:
Перейдем к расчетам
Единственное специализированное исследование на тему использования автомобильных SLI аккумуляторов в системах резервного питания было проведено компанией C&D Technologies и в результатах представлен такой график:
Срок жизни автомобильных батарей в ИБП
Прежде чем начать расчеты отметим, что падение емкости аккумулятора ниже 80% от первоначального значения считается критичным, так как деградация свинцово-кислотного аккумулятора нарастает лавинообразно, именно поэтому ось ординат графика ограничена значением 80%. Исходные данные:
По каждому из этих типов мы выбрали аккумулятор на 100Ач из среднего ценового сегмента и свели в таблицу с расчётом стоимости владения:
Сведем всё в таблицу:
Аккумулятор
Ожидаемый ресурс, мес
Цена, руб.
Стоимость владения за месяц, руб.
Tyumen Battery Standard
30
5 200
173
Medalist 60038
42
7 400
176
Delta HR 12-100 L
120
Расчет показывает, что различия в стоимости владения каждым из типов аккумуляторов очень незначительны, но картину меняют дополнительные факторы, о которых ниже.
Обслуживание
Автомобильные аккумуляторы SLI с жидким электролитом при работе в системах ИБП требуют:
а) Периодического контроля и долива электролита
б) Систематического заряда специальным автомобильным ЗУ для восстановления плотности электролита и уравнительного заряда, т.к. стандартное напряжение заряда ИБП – 13,8В, а для автомобильных АКБ требуется 14,2-15В. Это позволяет существенно снизить коррозию пластин из-за скопления кислоты в нижней части батареи.
Как показывает практика, эти требования выполняются редко, что приводит к сокращению срока службы автомобильного аккумулятора. Специализированные UPS аккумуляторы не требуют обслуживания в течение всего срока эксплуатации.
Надёжность
Безопасность
Аккумуляторы с жидким электролитом следует использовать в хорошо проветриваемом помещении, так как в процессе заряда выделяется взрывоопасный водород. В AGM аккумуляторах рекомбинация газов происходит внутри корпуса.
Выводы
В том случае, если необходимо обеспечить резервное электропитание с минимальным стартовым бюджетом для некритичных систем, то можно рассмотреть возможность использования автомобильных аккумуляторов с учетом их обязательного и системного обслуживания. Во всех остальных случаях мы рекомендуем использовать специализированные аккумуляторы UPS-серий проверенных марок, которые обеспечивают большую надежность, безопасность и в совокупности с отсутствием обязательного обслуживания обходятся дешевле.
В настоящее время помимо аккумуляторов «классической» конструкции (с жидким электролитом), так называемые SLI батареи, существуют также гелевые аккумуляторы и батареи, созданные по технологии AGM, а также по технологии EFB.
Батареи, созданные по EFB-технологии, являются промежуточным звеном между батареями «классической» конструкции (SLI) и AGM-батареями и характеризуются следующими свойствами:
Технология AGM (Absorbed Glass Mat) предполагает, что электролит в корпусе батареи находится не в свободном жидком или гелеобразном виде, а абсорбирован в высокопористой волокнистой стеклоткани-сепараторе, плотно прижатой к пластинам (при этом сам электролит – жидкий). В результате достигается высокая степень контакта электролита с активной массой пластин и, как следствие, снижается собственное сопротивление батареи.
AGM-батареи имеют совершенно уникальные эксплуатационные свойства:
Аккумуляторные батареи OPTIMA, обладая всеми преимуществами технологии AGM, отличаются еще и тем, что пластины в них не прямоугольные и плоские (как в батареях «классической» конструкции), а представляют собой длинные ленты, плотно скрученные в рулон (инновационная система SPIRALCEL®-TECHNOLOGY).
Вследствие использования такой конструкции батареи OPTIMA могут не только безопасно работать в любом положении и выдерживать вибрации, которые не может выдержать ни одна батарея «классической» конструкции, но и способны работать с поврежденным корпусом, например, с пробоинами. Конструкция SPIRALCEL®-TECHNOLOGY дает возможность использовать такие батареи не только в качестве стартерных и не только в автомобилях, но и для питания электроприборов, а также в качестве бортовых источников тока на катерах и яхтах. Кроме перечисленных преимуществ батареи OPTIMA имеют еще более высокие пусковые характеристики (ток холодной прокрутки) и более продолжительный срок службы.
Чтобы купить авто аккумулятор, воспользуйтесь формой подбора.
Тип токовыводов. Европейские (плюсовой токовывод 19,5 мм в диаметре) и азиатские (плюсовой токовывод 12,7 мм в диаметре).
Виды аккумуляторов
Свинцово-кислотные аккумуляторы являются самыми распространенными. Их часто называют SLI аккумуляторами и они бывают обслуживаемыми, малообслуживаемыми и необслуживаемыми.
В обслуживаемых аккумуляторах свинцовые пластины с добавлением сурьмы погружены в раствор серной кислоты. По мере работы работы раствор испаряется через крышку. Такие аккумуляторы называются обслуживаемыми потому что электролит можно долить по мере необходимости.
AGM (Absorbed Glass Mat) аккумуляторы. В батареях этого типа электролит абсорбирован в высокопористой волокнистой стеклоткани, плотно прижатой к пластинам, поэтому собственное сопротивление у такого вида батарей чрезвычайно мало и они обладают выдающимися эксплуатационными характеристиками. В частности, они выдерживают гораздо больше циклов заряда-разряда и гораздо более глубокие разряды нежели классические свинцово-кислотные аккумуляторы. Они выдают большие пусковые токи нежели обычные аккумуляторы и гораздо быстрее заряжаются. При этом они, конечно, более дорогие и поэтому менее популярные, чем обычные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы.
EFB аккумуляторы (Enhanced Flooded Battery – улучшенная батарея с жидким электролитом) по сути являются промежуточным звеном между SLI и AGM аккумуляторами, пластины в них толще пластин в SLI аккумуляторах и завернуты в специальный материал (мембрана из полиэстера) который предотвращает сульфатацию пластин при глубоком разряде. Как и у AGM аккумуляторов это дает увеличение ресурса, повышенную скорость заряда (поэтому такие батареи используют на автомобилях с функцией start-stop) и высокие пусковые токи.
Гелевые аккумуляторы являются вариантом свинцово-кислотных аккумуляторов. В электролит этих батарей добавлен загуститель, обычно это двуокись кремния. Именно поэтому такие аккумуляторы и называются гелевыми. Электролит в аккумуляторах этого вида не выливается, не испаряется и это их главное преимущество. К недостаткам гелевой технологии можно отнести высокое сопротивление и малый пусковой ток. Чаще всего гелевые аккумуляторы используют в качестве резервных источников питания.
VARTA® предлагает обширную линейку залитых свинцово-кислотных аккумуляторов для широкого диапазона автомобилей. Каждый аккумулятор создан, чтобы отвечать специфическим требованиям наших потребителей во всем мире — как производителей оборудования, так и покупателей на рынке компонентов.
Залитые свинцово-кислотные аккумуляторы являются наиболее распространенным типом аккумуляторов. Жидкий электролит, состоящий из серной кислоты и воды, покрывает все внутренние детали. Залитые аккумуляторы VARTA обладают герметичной конструкцией, поэтому они защищены от протеканий.
Залитые аккумуляторы для легковых автомобилей
Наши залитые 12-вольтовые аккумуляторы разработаны, чтобы удовлетворять потребности в электроэнергии современных автомобилей, и обеспечивают надежную пусковую мощность снова и снова в самых сложных климатических условиях. В них используется наша эксклюзивная технология решетки PowerFrame®.
Залитые аккумуляторы для водного транспорта
Мы предлагаем широкий диапазон пусковых аккумуляторов и аккумуляторов глубокого цикла для водного транспорта, которые позволяют нашим покупателям дольше быть на воде. Мы предлагаем аккумуляторы для водного транспорта на любой вкус: от высокомощных стартерных аккумуляторов до стандартных или улучшенных аккумуляторов глубокого разряда с жидким электролитом. В отличие от стандартных залитых аккумуляторов, аккумуляторы VARTA Professional Dual Purpose защищены от разлива и позволяют наклонять себя до 90° на короткое время.
Залитые аккумуляторы для гольф-мобилей
Нужен ли вам аккумулятор для перемещения по полю для гольфа или надежный источник энергии для промышленного применения, типа ножничных подъемников или поломоечных машин, наши аккумуляторы для гольф-мобилей обеспечивают необходимую производительность в режиме глубокого разряда.
Залитые аккумуляторы для газонокосилок и садовой техники
Наши аккумуляторы для газонокосилок и садовой техники разработаны так, чтобы обеспечивать надежную пусковую мощность раз за разом. Характеристики продукта:
Залитые аккумуляторы для тяжелых грузовиков
Наши аккумуляторы высокой мощности для коммерческого применения обеспечивают высочайшую производительность и увеличенный срок службы в циклах для самых сложных условий. Технология решетки PowerFrame® обеспечивает более длительный срок службы, устойчивость к коррозии и до 70 % лучшее прохождение тока.
Однако, перед тем как принять решение об их установке в систему резервного (бесперебойного) питания рекомендуем Вам ознакомиться с некоторыми особенностями их использования.
Аккумуляторы SLI (Starting, Lightning&Ignition) создавались для автомобильных систем старта, освещения, зажигания. Решаемая ими задача – выдать большой ток для пуска двигателя, в то время как подзарядка батареи может производиться только в течение коротких промежутков времени, когда двигатель выдает необходимую частоту вращения.
Герметичные необслуживаемые аккумуляторы (VRLA), предназначенные для систем бесперебойного питания, работают в других режимах. Они “выдают” сравнительно небольшой ток (обусловленный мощностью нагрузки) и заряжаются постоянно стабильным током. Оба процесса протекают в течение длительного времени.
Эти различия в режимах работы обусловили их конструктивное построение (толщина свинцовых пластин) и качество материала. Решетки SLI-аккумуляторов изготавливаются из пористого (переработанного из старых батарей) свинца, а в VRLA – из свинца первой плавки.
Главное достоинство SLI-аккумуляторов – сравнительно низкая цена. Однако этим и ограничиваются их достоинства при использовании в системах резервного (бесперебойного) питания.
Перечисленных недостатков лишены VRLA-аккумуляторы. Однако цена “кусается”.
В качестве примера можно привести продукцию компании C&D Technologies. У этого производителя есть прекрасная линейка аккумуляторов Dynasty UPS High Rate/ UPS High Rate Max довольно дорогих.
Учитывая, что вопрос стоимости батарей для систем резервирования питания все-таки остается одним из основных, то в серии Dynasty разработаны батареи типа HPS (High Power Serie), которые отвечают самым высоким стандартам качества (ISO 9001). При этом, они существенно дешевле АКБ Dynasty UPS High Rate / High Rate Max, но более надежны в сравнении с SLI-аккумуляторами при использовании их в системах резервирования питания, охранно-пожарной сигнализации, телекоммуникации и т. д..
На графике приведена зависимость, которая наглядно характеризует эксплуатационные характеристики SLI— и VRLA-аккумуляторов..
Нетрудно видеть, что по сроку службы VRLA-аккумуляторы в 3-4 раза превышают аналогичные показатели SLI— аккумуляторов..
