Від того, який саме акумулятор ви виберете для ДБЖ, буде залежати чимало - його підсумковий термін служби, стабільність роботи та автономність техніки, яку ви підключите до безперебійника. У цій статті ми розберемо всі нюанси вибору і важливі характеристики акумуляторних батарей (АКБ), а також поговоримо про те, як правильно під'єднати кілька акумуляторів до ДБЖ, щоб збільшити загальний запас автономності.
Зміст:
Різновиди акумуляторів для ДБЖ
Основні характеристики батарей
Варіанти підключення декількох акумуляторів в один контур
Різновиди акумуляторів для ДБЖ
Варто одразу зазначити, що не існує якихось конкретних акумуляторів, з якими ДБЖ не можуть працювати. Взаємодіяти з безперебійником може будь-яка батарея з відповідними параметрами (про які ми поговоримо далі). Інша річ, що не всі типи акумуляторів здатні тривалий час підтримувати струм з такими характеристиками. Найчастіше виробник ДБЖ вказує в інструкції найсумісніші типи батарей.
Взагалі всі АКБ діляться на дві великі групи за головним призначенням:
стартерні (стартові). Призначені для короткочасного створення потужного імпульсу, пускового струму, щоб запустити двигун. Такі батареї застосовуються, наприклад, в автомобілях з двигуном внутрішнього згоряння (бензин, дизель). Такі АКБ не можуть працювати в "довгу" і не люблять розрядки більш ніж на 50% від своєї енергоємності;
тягові. Спеціально створені для тривалої роботи на +\- однаковій потужності. Наприклад, такі акумулятори встановлюють в електромобілі або застосовують для човнових електромоторів.
Дізнатися до якого саме типу належить акумулятор ви можете з опису товару або у продавця. Зовні їх легко сплутати. Так ось, конкретно для ДБЖ переважно використовувати саме тягові АКБ.
За необхідністю обслуговування виділяють 3 групи акумуляторів:
обслуговуванні. Потребують певних і регулярних маніпуляцій для коректної роботи;
необслуговувані. Не потребують жодних втручань весь термін служби батареї;
малообслуговувані. Потребують обслуговування раз на кілька місяців або півроку.
Найчастіше з безперебійниками використовують необслуговувані батареї, набагато рідше малообслуговувані.
За електролітичною схемою можна виділити такі основні різновиди:
тягові свинцево-кислотні. Цей варіант один з найдоступніших, але підійде не під усі ДБЖ. Такі АКБ найчастіше використовуються з резервними безперебійниками, оскільки за глибокої розрядки підвищується ступінь зносу. Серед них трапляються малообслуговувані моделі - ті, що вимагають додавання дистильованої води в систему, щоб підтримувати властивості електроліту. Як часто і в яких кількостях потрібно додавати дистилят, як правило, зазначено в інструкції виробника. При правильній експлуатації тягові свинцево-кислотні АКБ можуть працювати від 4 до 6-7 років;
AGM (Absorbent Glass Mat). Є різновидом свинцево-кислотних батарей необслуговуваного типу. У них електроліт розділений прокладкою з абсорбуючого скловолокна. Згадана прокладка зі скловолокна бере участь у процесі відновлення (рекомбінації) водню. У звичайних свинцево-кислотних акумуляторах для цього якраз необхідно доливати воду, що містить молекули водню. Термін служби AGM акумуляторів до 10 років;
карбонові. Ще один підвид свинцево-кислотних АКБ. Свинцеві пластини збагачують вуглецем (карбоном) - це знижує ризик виникнення короткого замикання. Такі батареї мають значний ресурс (до 15 років), але потребують певної акуратності у експлуатації. Річ у тім, що вони починають швидко зношуватися під час розрядки понад 30% від енергоємності. Тому їх краще використовувати з ДБЖ, де є модуль електронного керування, здатний вимикати батарею за досягнення певного рівня розрядження.
гелеві (GEL) і мультигелеві (MGEL або MG). Мають у якості електроліту гель, що дає змогу оптимізувати роботу в режимі постійного чергування зарядки\розрядки. Оптимально поєднуються з ДБЖ типу On-Line, де батарея бере участь у стабілізації напруги, а тому постійно задіяна. У мультигелевих акумуляторах (як і в AGM) додатково встановлено прокладку зі скловолокна, яка підтримує процес рекомбінації активної речовини. Таким чином мультигелеві АКБ краще переносять глибоке розряджання. Термін служби від 10-ти до 15 років, залежно від хімічних властивостей наповнювача. Найкраще уточнювати цю інформацію у виробника;
літієві (твердотільні). Як і випливає з назви, електролітом тут є тверда речовина, що містить у собі метал літій. Такі властивості дають змогу зробити батарею компактнішою, стійкішою до постійного розрядження і стабільнішою за низьких температур. Це один з найдорожчих варіантів. Зустрічаються двох типів літій-іонні та літій-залізо-фосфатні. Термін служби різний, залежно від якості електроліту. Від 5-ти до 15 років.
Таким чином, бюджетний варіант для резервних ДБЖ це AGM і карбонові акумулятори. Тоді як для On-Line і гібридних безперебійників найкращим варіантом будуть гелеві або літієві (якщо ДБЖ стоятиме на вулиці).
Основні характеристики батарей і сумісність із підключеною до ДБЖ технікою
У стандартних АКБ є низка параметрів, що відіграють важливу роль при виборі. Деякі з них необхідно зіставляти з використовуваною технікою. Давайте розберемо ці параметри в порядку зменшення важливості.
Потужність
Від потужності акумулятора залежить, які саме прилади ми зможемо підключати до ДБЖ. Сама потужність перебуває в прямій залежності від напруги і сили струму батареї, і розраховується за формулою P = I * U. Де P - потужність у Ватах, I - сила струму в Амперах, а U - напруга у Вольтах. Усі ці три параметри пов'язані, але спиратися при виборі ви будете на потужність і напругу.
Рекомендовану напругу акумулятора вказують у параметрах ДБЖ. Це 4, 6, 8 або 12 В (Вольт). Найчастіше зустрічаються батареї на 6 або 12 В. Деякі безперебійники можуть працювати з АКБ різної напруги за рахунок інвертування сигналу (тобто підвищення напруги). Часто напруга вказується в певному діапазоні, наприклад, від 5,7 до 6,3 В. Контрольовані коливання напруги це нормально.
Місткість акумулятора
Найпростіше приблизно порахувати необхідну для вашого випадку місткість АКБ на одному з численних онлайн-калькуляторів, наприклад - цьому.
Загалом формула має такий вигляд:
E = (P·T)/(V·K)
Тут: E - енергоємність в Ач, P - сукупна потужність всього обладнання, що підключається, у Вт (Ватах), T - необхідний час автономної роботи в год (годинах), V - напруга акумулятора у В (Вольтах), K - коефіцієнт корисної дії вбудованого інвертора, якщо його не зазначено, використовуємо приблизний - 0,8 (тобто 80%).
Але це формула з розрахунку, що АКБ терпима до глибокого розрядження і використовує весь ресурс повністю. Якщо ваша батарея має ліміт розрядки після якого починається підвищений знос, то підсумкову цифру необхідно буде поділити на цей відсоток записаний у вигляді десяткового дробу.
Розглянемо на прикладі круглих цифр. У нас загальна потужність обладнання 100 Вт, автономність йому треба забезпечити на 10 годин. Згідно з формулою нам необхідна батарея на 105 Агод. Наприклад батарея ефективно працює при розрядці до 60%. Ділимо 105 Агод/0,6 і отримуємо 175 Агод.
Якщо ви хочете врахувати поступовий знос батареї, додайте до підсумкової цифри приблизно 20% запасу.
Зарядний струм
Зарядним струмом називають силу струму, яку подає ДБЖ на батарею під час роботи від мережі. Цей параметр у характеристиках безперебійника можна знайти не завжди. Приблизно можна його розрахувати, розділивши енергоємність батареї на 10.
Значне перевищення зарядного струму призводить до швидкого зносу батареї, а якщо він буде меншим, батарея повільніше заряджатиметься. У моделях безперебійників, які працюють через застосунок на смартфоні або ПК, як правило, є режим калібрування, де можна виставити оптимальний зарядний струм. Під час вибору акумулятора зверніть увагу на те, щоб зарядний струм з ДБЖ був ідентичний зарядному струму батареї (допускається різниця в десятих дробових значеннях, наприклад, 3 - або 3,2 А).
Пусковий струм (пускова потужність)
Струм, що необхідний, аби запустити пристрій, наприклад двигун. Для цього зазвичай використовують стартерні акумулятори, оскільки вони можуть давати набагато більшу пікову потужність у вигляді імпульсу. У разі якщо для ДБЖ застосовується тяговий акумулятор вам потрібно, щоб батарея була здатна забезпечити необхідну пікову потужність. Раніше ми вже наводили формулу P = I * U, але в цьому випадку P буде пусковою потужністю двигуна (не постійною, а тією, що необхідна саме для запуску), I - зарядною силою струму батареї, а U - її напругою.
Наприклад, холодильник з колекторним двигуном має пусковий струм, що перевищує можливості батареї. Це означає, що такий двигун не може стартувати за допомогою ДБЖ (використовуючи функцію холодний старт). Однак при відключенні електроенергії безперебійник все ще може перемкнути його на режим живлення від батареї, оскільки запуску двигуна при цьому не відбувається.
Підбиваючи підсумки, нам необхідно врахувати:
Загальну потужність приладів, що підключаються, яка має бути меншою або дорівнювати потужності батареї;
Необхідну ємність батареї (або сумарну ємність батарей, під'єднаних послідовно) з 30% зазором на поступове зношування;
зарядний струм ДБЖ і акумулятора мають бути ідентичними;
якщо користуєтеся функцією холодний старт - враховуйте пускові струми двигунів певних приладів. Для цього доведеться збільшити загальну потужність акумулятора до пікових значень.
Додаткові критерії вибору
розмір. Якщо акумулятор зовнішній, розмір ролі не грає. Якщо ж батарея встановлюється всередину корпусу ДБЖ, то необхідно знати її розміри, щоб вона банально помістилася у відведений відсік;
зарядний пристрій (якщо він є в комплекті) дозволить використовувати акумулятор окремо від безперебійника для інших завдань. Наприклад, під'єднати електромотор для човна.
Варіанти підключення декількох акумуляторів в один контур
Об'єднання декількох батарей в єдиний контур дає змогу збільшити загальну ємність батарей (у разі послідовного під'єднання) або напругу (у разі паралельного під'єднання).
У разі послідовного підключення до безперебійника приєднуються клеми першого з акумуляторів, потім наступний акумулятор під'єднують до попереднього АКБ і так далі.
У разі паралельного підключення кожна з батарей під'єднується до клем ДБЖ окремо. Тобто контактний майданчик ДБЖ має бути досить "високим", щоб умістити на ньому кілька клем від акумуляторів.
У контур можна підключати тільки нові батареї, однієї моделі з однаковими базовими параметрами. Замінювати необхідно весь контур повністю. Якщо не дотримуватися цього правила - акумулятори будуть зношуватися швидше.
Питання, що часто виникають
Чи можна використовувати з ДБЖ стартерні "автомобільні" акумулятори? Так, але вони не розраховані на тривалу роботу і розряд понад 50%. Це може бути тимчасовим рішенням для критичних ситуацій, але не надійним варіантом.
Яка електролітична схема оптимальна для мого ДБЖ? Та, яку вказав виробник в описі безперебійника. Якщо нічого не вказано, підбирайте ту, яка буде максимально відповідати умовам роботи (постійне заряджання/розряджання - AGM, робота за низьких температур - літієва тощо).
Підсумки
Вибираючи акумулятор важливо враховувати рекомендації виробника ДБЖ, зарядний струм і тип приладів, що підключатимуться. Насамперед вибирайте виходячи з необхідних параметрів, далі дивіться на електролітичну схему та ресурс.