20 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как подключить стартерную АКБ к ИБП

Автомобильный аккумулятор — в ИБП!

Представляем вашему вниманию статью Александра Ткачева из Риги, который в соавторстве с Александром Ярошенко (SamElectric.ru) расскажет о том, как можно использовать обычный автомобильный аккумулятор для резервного питания важного оборудования.

Источник бесперебойного питания (ИБП) является не просто защитником электропотребителей от скачков и перепадов питающего напряжения, но и полноценным источником накопленной энергии.

С постоянным совершенствованием электронных компонентов снижается и их стоимость. Если 10–15 лет назад ИБП мощностью 1000 ВА был достаточно дорогим прибором, то сейчас такой ИБП можно приобрести по доступной цене. В современных ИБП используются дорогие необслуживаемые свинцовые аккумуляторные батареи, произведенные по технологии AGM (Absorbent Glass Mat). Суть технологии — использование вместо жидкого электролита токонепроводящего пористого материала с жидким электролитом в порах. Такой аккумулятор безопасен с точки зрения использования (может использоваться в положении «на боку» или «вниз головой») и не требует обслуживания, но имеет один существенный минус: высокая цена.

Обычная автомобильная стартерная аккумуляторная батарея (АКБ) имеет жидкий электролит и стоит в 2–3 раза дешевле при такой же емкости, но накладывает на использование в ИБП некоторые ограничения. Поэтому производители ИБП предпочитают ставить в свои изделия именно AGM батареи.

Применение обычных АКБ существенно снизит стоимость, увеличит емкость накопленной энергии и продолжительность работы ИБП

Далее мы рассмотрим обслуживаемые кислотно-свинцовые АКБ, используемые в автомобилях, и покажем, как «обмануть систему» и применить АКБ в обычных ИБП.

Теоретическая часть

АКБ имеет два крайних рабочих состояния — полностью разряжена и полностью заряжена:

Внимательный читатель, а особенно автоэлектрик возразит: «Напряжение на заряженной АКБ не будет выше 13 вольт!» И будет прав! Напряжение на полностью заряженной АКБ будет в пределах 12,75–12,80 вольт при плотности электролита 1,26 г/см3 и при температуре 25°С. И называется оно напряжение покоя АКБ.

Напряжение покоя измеряется только после отключения АКБ от потребителей или зарядных устройств через как минимум 24 часа. Во время зарядки и разрядки в АКБ происходят сложные химические процессы, длящиеся после отключения зарядного устройства или нагрузки какое-то время. Это можно назвать химической инерцией.

Если АКБ отключить от нагрузки, ее напряжение начнет подниматься. А при зарядке, если отключить АКБ от зарядного устройства, напряжение будет снижаться

Во время зарядки АКБ набирает электрическую емкость. Это один из самых главных показателей АКБ. Электроемкость АКБ — это произведение постоянного тока разряда АКБ на время разряда при номинальном напряжении (для автомобильного АКБ это 12 вольт).

За час АКБ электроемкостью 60 А·ч может отдать 60 ампер напряжением 12 вольт до ее полной разрядки. Практически это выглядит так: если АКБ нагружать током 60 ампер один час, ее напряжение снизится с 12,75–12,80 вольт до 12,00 вольт.

Но откуда же 14,4 вольта? Далее мы детально рассмотрим процесс заряда АКБ и откуда берется это напряжение.

Принцип заряда АКБ

Существует два способа зарядки АКБ:

  • Зарядка постоянным током используется чаще всего. В начале заряда АКБ заряжается током, равным 1/10 от емкости АКБ, и напряжением, близким к номинальному напряжению заряда или чуть выше (обычно 14,50–14,80 вольт) до начала кипения электролита. Потом ток понижается до 1/20 от емкости АКБ и опять заряжается до начала кипения электролита. После этого процесс зарядки прекращается. Кипение электролита — это процесс выделения из него под воздействием электролиза паров водорода.

Зарядить АКБ до значения, близкого к 100% ее емкости, зарядкой постоянным током можно только постоянно понижая ток заряда. Сначала до 1/40, довести до кипения, потом до 1/80 довести до кипения, потом до 1/160 и так до 1/2000. Причем нужно следить, чтобы процесс кипения электролита не начинался, а только подходил к нему. Это достаточно кропотливая и нудная задача — нужно постоянно следить за процессом зарядки.

  • Зарядка постоянным напряжением подразумевает зарядку АКБ точным номинальным напряжением заряда (с точностью до сотых долей вольта) и плавным понижением тока зарядки без кипения электролита. Такие зарядные устройства достаточно сложны и дороги, но позволяют использовать ресурс АКБ по максимуму.

Рассмотрим второй способ заряда АКБ (постоянным напряжением), так как он обычно используется в ИБП при заряде АКБ. Такой способ не допускает кипения электролита и заряжает АКБ до реальных 100% емкости. Процесс зарядки АКБ логарифмичен (нелинеен), поэтому зарядить АКБ полностью на 100% — задача достаточно сложная. Если на начальных этапах зарядки для типичной АКБ емкостью 70 А·ч ток заряда 1/1 0 от емкости (7 А), то на конечных этапах зарядки (90–98%) ток равен 1/400 от емкости (175 миллиампер). И на этапах зарядки (от 98–100%) ток заряда должен быть чуть больше тока саморазряда АКБ. А это менее 1/2000 от емкости АКБ (менее 35 миллиампер).

Номинальное напряжение заряда для каждой АКБ индивидуально (производитель, материалы, технологии и даже смена, в которую АКБ изготавливался на заводе) и может колебаться в пределах от 14,35 до 14,45 вольт.

При выкипании водорода из электролита происходит увеличение его плотности. Поэтому в элек-тролит в таком случае нужно добавлять дистиллированную воду для компенсации его плотности до 1,26 г/ см3. На практике технологии производства стартерных АКБ за более чем 100-летний период производства отточены до совершенства и выпускаются с учетом номинального напряжения заря-да, близкого к 14,40 вольтам.

Полностью зарядить АКБ (на все 100% ее электрической емкости) без выкипания электролита можно только напряжением 14,40 вольт!

Теперь рассмотрим практическую часть зарядки постоянным напряжением на конкретных примерах. Так как АКБ набирает емкость заряда нелинейно, при подключении АКБ к зарядному устройству без ограничения тока заряда АКБ в течение первых секунд может потреблять ток заряда, равный своей емкости. Например, для АКБ емкостью 70 А·ч первые секунды ток заряда будет 70 А. Потом ток заряда плавно понижается с повышением внутреннего сопротивления АКБ.

20–30% своей емкости АКБ может набрать за 15–20 минут зарядки током 1/10 от своей емкости (в нашем примере 7 А).

Автомобилисты знают, что «прикуривать» от соседского автомобиля подсевшую АКБ достаточно минут 5–10, чтобы крутануть стартер, а если АКБ села «в ноль», времени понадобится немного больше — здесь мы и наблюдаем логарифмичность процесса зарядки.

Чтобы зарядить АКБ на 50% емкости, понадобится уже пару часов, а никак не 30–40 минут, так как ток заряда все время уменьшается. А вот чтобы зарядить АКБ на 80%, понадобится как минимум 6–7 часов. 80–85% емкости АКБ достигается, когда напряжение заряда поднялось до 13,60–13,80 вольт. Ток заряда на этом этапе будет меньше одного ампера, и продолжит понижаться. А при 14,20 вольтах АКБ заряжена до 90–95%. Фактически на этапе зарядки около 97–99% происходит прецизионная зарядка. При превышении напряжения зарядки даже на 0,01 вольт или тока зарядки на 10 миллиампер мы получим начало закипания электролита.

Практическая часть

Производители (в меньшей мере) и продавцы (в большей мере) ИБП очень часто критически относятся к использованию дешевых стартерных АКБ в ИБП. Потому что с AGM аккумуляторами меньше хлопот с пользователями, которые не представляют, как работает ИБП и как устроена АКБ. Хотя использовать стартерные АКБ в ИБП в большинстве случаев можно. А если использовать внешнюю схему зарядки АКБ — это отличное дешевое решение для любого ИБП. Поясним некоторые нюансы по-своему 15-летнему опыту использования АКБ с ИБП от APC Back UPS 600I.

Три наиболее частые ошибки при подключении внешних АКБ к ИБП заключаются в следующем:

  • малая площадь сечения проводов, которыми подключается АКБ к ИБП;
  • длина проводов от АКБ к ИБП;
  • нагрузка, которую хотят получить от ИБП при подключении внешней АКБ.

Разберем первый и второй пункт более подробно. Падение напряжения на проводах при передаче постоянного электрического тока в 12 вольт очень сильно зависит как от длины, так и от площади сечения этих проводов, а также от силы тока, протекающего по этим проводам. Наш ИБП при питании от АКБ на полной нагрузке в 600 ВА забирает с нее ток около 35 ампер. Если суммарная длина проводов (плюсового и минусового) от АКБ к ИБП не превышает 50–60 см, достаточно площади сечения под ток в 35 ампер около 16 мм2. А вот если АКБ находится на удалении 5 метров от ИБП (это общая длина проводов 10 метров), падение напряжения будет очень большим — 0,3 вольта. Электроника ИБП будет считать, что АКБ разряжена на половину.

При падении напряжения на АКБ по мере ее разрядки сила тока по закону Ома будет возрастать. При напряжении 9 вольт сила тока будет более 50 ампер. Соответственно будет возрастать и падение напряжения в проводах — до 0,5 вольта. ИБП будет отключаться гораздо раньше, чем если бы АКБ стояла в корпусе ИБП. Стандартные провода в ИБП, которыми штатная батарея подключена в схему, имеют сечение около 8 мм2 и длину около 30 см. Если подключить АКБ проводом такого же сечения, но длиной 10 метров, электроника ИБП будет считать, что АКБ разряжена полностью. Поэтому подключать АКБ к ИБП нужно как можно более толстыми и как можно более короткими проводами.

Читать еще:  Какие категории граждан освобождаются от уплаты транспортного налога

Теперь третий пункт. В обычные офисные ИБП ставятся АКБ емкостью 7–9 А·ч. При полной нагрузке на ИБП он проработает 1–3 минуты (зависит от производителя и модели). При подключении стартерной АКБ время работы возрастет в разы и может достигнуть одного часа. Но при этом внутренние силовые компоненты схемы могут выйти из строя от перегрева, поскольку они не рассчитаны на долговременную работу.

Поэтому, если использовать АКБ, ИБП должен работать не более чем на 50–60% его полной расчетной мощности. Либо потребуется принудительное охлаждение компонентов.

Пример переделки ИБП под стартерную АКБ

На основе АКБ и Back UPS 600I была собрана и более 10 лет эксплуатируется ИБП собственной конструкции:

На передней панели мы видим цифровой вольтметр, который показывает напряжение заряда или разряда, и амперметр, который показывает электрический ток в двух направлениях — заряд и разряд.

ИБП — всегда стационарные устройства и, как правило, в месте их установки имеется достаточно пространства, чтобы установить АКБ

При подключении нагрузки видно, как проседает напряжение и как амперметр показывает разрядку АКБ с отрицательным значением тока.

ИБП настраивался исходя из того, что забираемый от АКБ ток будет не более 20 ампер. Фактически данный ИБП питает два сервера, рутер и свитч. Гарантированно это все может работать без электричества около 7–8 часов (в зависимости от нагрузки на сервера). Схема подключения позволяет использовать две АКБ и независимо заряжать одну из батарей во время эксплуатации другой. Раз в полгода можно переключаться между батареями, чтобы сравнять процесс старения обоих АКБ.

О таблице

На передней панели ИБП приведена таблица, которая характеризует степень заряда и разряда АКБ. Как видно, АКБ разряжена в ноль, когда напряжение на ней падает до восьми вольт. Поясним термин «глубокий разряд», используемый далее по тексту. АКБ переходит в состояние глубокого разряда, когда напряжение покоя у нее ниже 11,35–11,40 вольт. Это верхний предел глубокого разряда. Как говорилось выше, после отключения нагрузки напряжение на АКБ начинает повышаться. Если в течение 2–6 часов, в зависимости от емкости АКБ, это напряжение поднялось до 11,90–12,00 вольт, АКБ не ушла в глубокий разряд. Но как следует из опыта, даже если АКБ кратковременно разрядится до 11,90–11,8 вольт, ничего страшного не будет, если ее сразу поставить на зарядку.

Производители АКБ указывают кратковременный пусковой ток рядом с емкостью. Такой ток возникает при запуске стартера, уводя АКБ в глубокий разряд с просадкой напряжения на АКБ до 9 вольт, но АКБ это выдерживает и служит в автомобиле 5–6 лет.
Нижний порог отключения производитель ИБП выставляет при полной нагрузке на АКБ. В нашем случае он около 7,55 вольт при нагрузке около 30–35 ампер. 8 вольт в таблице указано на полную нагрузку. Это «памятка для себя». Но лучше не доводить разрядку АКБ до падения напряжения на такой низкий уровень. АКБ «проседает» по напряжению больше под полной нагрузкой, чем под нагрузкой в 50% или 30%. Как только нагрузка пропадает полностью, напряжение на АКБ скачком поднимается и потом продолжает подниматься все медленней до напряжения фак-тического разряда (напряжения покоя).

Например, опытным путем установлено, что при 20-амперной нагрузке на АКБ, когда напряжение проседает до 8 вольт, можно уменьшить ток до 9 ампер, и напряжение мгновенно поднимется до 10,6 вольт, продолжая при этом медленно понижаться.
Если разряжать аккумулятор нагрузкой в 10 ампер, соответственно и нижнее значение будет не 8 вольт, как приведено в таблице на передней панели, а больше (оно может быть 8,4 вольт, к примеру, или 9,0 вольт).

Если нагрузка на АКБ от ИБП 10–20% от расчетной, соответственно напряжение «проседает» меньше, но на АКБ получается нагрузка долговременней. И соответственно АКБ находится в глубоком разряде под нагрузкой дольше. А вот это уже «убийственно» для АКБ. Поэтому нужно стараться не доводить АКБ до глубокого разряда и по возможности, если до этого дошло — сразу поставить на зарядку.

Штатная AGM батарея, проработав 20–30 минут в глубоком разряде, фактически умирает сразу — начинают разрушаться пластины внутри нее, и электроемкость падает в разы в отличие от стартерной АКБ, где потеря электроемкости от работы при глубоком разряде 2–3 часа измеряется процентами.

Стартерная АКБ гораздо выносливей «батареи в комплекте» с ИБП

Если их правильно использовать и обслуживать, но, самое главное, правильно заряжать, они могут прослужить более 15 лет либо выдержать более четырехсот циклов 100% разрядки-зарядки или более тысячи циклов 30–40% разрядки-зарядки! Это проверено на практике!

Как сделать ИБП с внешним аккумулятором?

Такая мысль у меня появилась, когда я увидел аккумулятор от автомобиля, которым временно не пользовался. Переведя с него взгляд на мой бесперебойник я подумал – можно ли сделать ИБП с внешним аккумулятором, например, как в моем случае – с автомобильным? А почему нельзя? Кто нам запретит? Ведь, по идее, время автономной работы должно стать НАМНОГО выше!

И вот я решил провести такой эксперимент. Что из этого вышло, читайте ниже.

Итак, наши подопытные:

  • ИБП APC Back-Ups CS 500
  • Аккумулятор MULTU -12 V, 60 а/ч

АХТУНГ!

  1. Если ИБП на гарантии, вы ее лишитесь. Он будет подвержен разборке и переделке.
  2. В автомобильном аккумуляторе содержится электролит, в состав которого входит серная кислота. Её пары – это не самая лучшая ингаляция для организма. Ввиду этого, лучше всю конструкцию устанавливать на балконе, лоджии, или в том месте, где помещение хорошо проветривается.

Чтобы не томить душу, вот результат:

Для того, чтобы подружить ИБП с автомобильным аккумулятором, нам понадобятся следующие инструменты и компоненты :

  • Обычный паяльник. Можно использовать ручную газовую горелку;
  • Двойной провод, сечением не меньше, чем 1,5 мм2;
  • Специальные зажимы для подключения к клеммам аккумулятора;
  • Разъёмы, типа «мама», в количестве двух штук.

Припаиваем к проводу разъемы и зажимы. Отметьте плюсовой провод.

Следующим шагом разбираем ИБП. Мой разобрался на «ура». Нужно на задней панели выкрутить два шурупа.

Отводим корпус на себя и тянем вверх. Он снимается.

Отделяем вторую часть корпуса.

Снимаем старый провод, который подключался к штатному аккумулятору. Не забудьте пометить или запомнить, какой вывод «+» и какой «-»

Меня постоянно отвлекало пищание бесперебойника, когда он переходил в автономный режим, т.е. работал от аккумулятора. Поэтому я заклеил динамик толстым слоем изоленты, чтобы он работал тише.

Пропускаем сделанный ранее провод через крышку корпуса и подключаем, соблюдая полярность. Зафиксируйте его, чтобы он не выдернулся случайно.

Всё, можно собрать ИБП в обратном порядке.

Результат дружбы ИБП с автомобильным аккумулятором

С учетом значительного увеличения автономной работы, я взял старый сетевой фильтр, и переделал его. Теперь можно подключать к ИБП любые потребители, а не только компьютер.

Для этого нужно было просто поменять стандартную евро-вилку на подходящую для бесперебойника.

ИТОГИ

Раньше мне хватало штатного аккумулятора в бесперебойнике на 30-50 минут при активной нагрузке.

Теперь я подключаю свой ноут, зарядник от телефона, лампу и при этом я могу пользоваться ИБП примерно 8 часов . Неплохой результат, правда?

А если прибавить к этому аккумулятор ноутбука, суммарное время автономной работы доходит до 11 часов . За это время обычно уже включают свет. Интернет при этом от 3G модема.

Что вы думаете по поводу подключения автомобильного аккумулятора к ИБП? Поделитесь своим мнением в комментариях.

Как сделать ИБП с внешним аккумулятором?

Такая мысль у меня появилась, когда я увидел аккумулятор от автомобиля, которым временно не пользовался. Переведя с него взгляд на мой бесперебойник я подумал – можно ли сделать ИБП с внешним аккумулятором, например, как в моем случае – с автомобильным? А почему нельзя? Кто нам запретит? Ведь, по идее, время автономной работы должно стать НАМНОГО выше!

И вот я решил провести такой эксперимент. Что из этого вышло, читайте ниже.

Итак, наши подопытные:

  • ИБП APC Back-Ups CS 500
  • Аккумулятор MULTU -12 V, 60 а/ч

АХТУНГ!

  1. Если ИБП на гарантии, вы ее лишитесь. Он будет подвержен разборке и переделке.
  2. В автомобильном аккумуляторе содержится электролит, в состав которого входит серная кислота. Её пары – это не самая лучшая ингаляция для организма. Ввиду этого, лучше всю конструкцию устанавливать на балконе, лоджии, или в том месте, где помещение хорошо проветривается.

Чтобы не томить душу, вот результат:

Для того, чтобы подружить ИБП с автомобильным аккумулятором, нам понадобятся следующие инструменты и компоненты :

  • Обычный паяльник. Можно использовать ручную газовую горелку;
  • Двойной провод, сечением не меньше, чем 1,5 мм2;
  • Специальные зажимы для подключения к клеммам аккумулятора;
  • Разъёмы, типа «мама», в количестве двух штук.

Припаиваем к проводу разъемы и зажимы. Отметьте плюсовой провод.

Следующим шагом разбираем ИБП. Мой разобрался на «ура». Нужно на задней панели выкрутить два шурупа.

Отводим корпус на себя и тянем вверх. Он снимается.

Отделяем вторую часть корпуса.

Снимаем старый провод, который подключался к штатному аккумулятору. Не забудьте пометить или запомнить, какой вывод «+» и какой «-»

Меня постоянно отвлекало пищание бесперебойника, когда он переходил в автономный режим, т.е. работал от аккумулятора. Поэтому я заклеил динамик толстым слоем изоленты, чтобы он работал тише.

Читать еще:  Правильная замена амортизаторов рекомендации дает KYB

Пропускаем сделанный ранее провод через крышку корпуса и подключаем, соблюдая полярность. Зафиксируйте его, чтобы он не выдернулся случайно.

Всё, можно собрать ИБП в обратном порядке.

Результат дружбы ИБП с автомобильным аккумулятором

С учетом значительного увеличения автономной работы, я взял старый сетевой фильтр, и переделал его. Теперь можно подключать к ИБП любые потребители, а не только компьютер.

Для этого нужно было просто поменять стандартную евро-вилку на подходящую для бесперебойника.

ИТОГИ

Раньше мне хватало штатного аккумулятора в бесперебойнике на 30-50 минут при активной нагрузке.

Теперь я подключаю свой ноут, зарядник от телефона, лампу и при этом я могу пользоваться ИБП примерно 8 часов . Неплохой результат, правда?

А если прибавить к этому аккумулятор ноутбука, суммарное время автономной работы доходит до 11 часов . За это время обычно уже включают свет. Интернет при этом от 3G модема.

Что вы думаете по поводу подключения автомобильного аккумулятора к ИБП? Поделитесь своим мнением в комментариях.

Аккумуляторы и батареи

Информационный сайт о накопителях энергии

Подключение автомобильного аккумулятора к ИБП

Источники бесперебойного питания устанавливаются перед оборудованием, которое должно сохранить рабочие параметры после отключения сетевого питания. Устройство укомплектовано аккумулятором и электронной схемой контроля параметров и переключения на резервный источник. Можно ли подключить автомобильный аккумулятор к ИБП?

Типы ИБП и требования к аккумуляторам

Задачи, решаемые блоком, разнятся. Пассивные устройства устанавливаются в домашний компьютер. Линейно-интерактивные бесперебойники поддерживают напряжение перед потребителем 220 В, АКБ в сеть включен постоянно. ИБП с двойным преобразованием постоянно работает от АКБ, зарядка батареи идет от сети. Напряжение на выходе всегда стабильное, но оборудование сложное, требует охлаждения, устанавливается на особо ответственные потребители энергии.

Мощность бесперебойника определяется в вольт-амперах, а обслуживаемой техники – в ваттах. Соотношение: 1 ВА=0,6 Вт. При недостаточной мощности блока, сработает защита по току, ИБП отключится. Поэтому, подбирая устройство под потребителя нужно предусмотреть резервную емкость 30 %.

Стандартно в ИБП используют гелевые или AGM аккумуляторы. Отличия их по функциональности от автомобильных незначительны, но стоят они значительно дороже. Насколько оправдана модернизация ИБП, и насколько стартовый АКБ авто справится с задачей?

Можно ли использовать автомобильный аккумулятор для ИБП

Здесь рассматриваются только пассивные и линейно- интерактивные ИПБ, применяемые в личных целях. К тому подвигла цена родного устройства и сходные по функции способности недорогих автомобильных и ИБП аккумуляторов. Возможна ли переделка защитного блока?

Есть в конструкциях принципиальные различия – в гелевой батарее ИБП выполнены толстые свинцовые пластины-накопители из чистого свинца. В стартовом АКБ электролит жидкий, свинцовые пластины тоньше, состав имеет примеси. Автомобильный аккумулятор будет стоять рядом с блоком, загромождая помещение. Использование автомобильного аккумулятора в ИБП – апгрейд вынужденный. Суммарные потери при эксплуатации аккумуляторной батареи и родного АКБ блока в итоге сопоставимы.

Перед тем как подключить АКБ от авто к ИБП, необходимо знать последствия:

  • тонкие пластины автомобильного аккумулятора быстро разрушаются, работая в режиме ИБП;
  • авто АКБ в сети ИБП постоянно недозаряжен, при восстановлении емкости при пониженном напряжении закипает;
  • выделение водорода в атмосферу помещения может привести к взрыву от искры, если достигнута критичная концентрация газа;
  • автомобильный жидкий АКБ разряжается быстрее гелевого от ИБП.

Автомобильный АКБ не гарантирует достаточной точности показателей батареи из нескольких банок, так как каждая из них влияет на суммарные показатели батареи.

Особые требования к батареям ИБП, которые невыполнимы для авто аккумуляторов:

  • совместимость с зарядным устройством с плавающим зарядом 13,6 – 13,8 В;
  • поддержка работы в буферном рнжиме с двойным преобразованием напряжения;
  • разряд без подзарядки длительное время.

ИБП под автомобильный аккумулятор

Однако умельцы все равно стремятся из автомобильного аккумулятора б/у собрать ИБП. Для работы необходимо:

  • обслуживаемая АКБ для авто в специальном футляре;
  • соединительный провод сечением 4 мм2;
  • клеммы, разъемы;
  • вентилятор охлаждения напряжением 12 В – 2 шт.;
  • инструменты для монтажа.

Выбрать аккумулятор, предусмотреть, чтобы разряд ограничивался 20 % от емкости. Необходимо предусмотреть меры безопасности. Работу вести на оборудовании, отключенном от линии питания с видимым разрывом. Как сделать ИБП линейки Back-UPS (APC) из автомобильного аккумулятора, предлагаем последовательность:

  • Убрать из гнезда комплектный АКБ, его можно будет в дальнейшем использовать.
  • Подготовленную, заряженную, в декоративном и устойчивом корпусе батарею установить около корпуса блока ИБП.
  • Подготовить провода, установить клеммы.
  • Вместо аккумулятора в блок поставить 2 вентилятора, на вытяжку и приток, соединить их с аккумуляторами через разъемы. Прорезать вентиляционные щели в корпусе.
  • Поместить проводку в защитный рукав, установить оборудование на место, так, чтобы был доступ к вентиляционным щелям. Соединить оборудование, вначале с ИБП, потом с батареей, соблюдая полярность, первым плюсовой провод.
  • Подключить потребителя и сеть.

Полезным будет посмотреть видео по теме.

Как применить автомобильный аккумулятор для ИБП газового котла

Если у вас в загородном доме стоит газовый котел, его сложная электроника несовместима с неустойчивыми сетевыми параметрами. Без ИБП не обойтись, но можно ли использовать автомобильный АКБ в сборке? Специалисты не советуют использовать неродной накопитель энергии по перечисленным ранее причинам. Они отмечают, 50 % дорогостоящей аппаратуры регулирования газовых котлов отказали именно из-за применения автомобильного аккумулятора.

В качестве внешних источников питания в схему можно включать автомобильные аккумуляторы, при условии, что для них устроен отдельный шкаф с вытяжкой. Это исключает образование взрывоопасной смеси в помещении.

Можно ли зарядить аккумулятор ИБП автомобильной зарядкой

Какими отличиями обладает зарядное устройство ИБП и можно ли его применять для зарядки автомобильного аккумулятора? Можно, если воспользоваться функцией постоянного тока. Тогда аккумулятор будет получать заряд долго, но зарядится полностью. Если воспользоваться постоянным напряжением, максимальное значение 13,8 В не позволит выполнить полную зарядку.

Точно также гелевый аккумулятор бесперебойника можно зарядить ЗУ от автомобильного АКБ. Но выставить нужно постоянный ток, равный 10 % от емкости. Примерное время накопления энергии около суток. Перезаряд гелевой батареи недопустим, необходимо снять ее с зарядки до достижения 14,4 В. Пред тем как зарядить аккумулятор ИБП зарядным устройством от автомобиля, нужно убедиться, что на корпусе устройства есть надпись rechargeable.

Зарядить автомобильный аккумулятор, используя ИБП можно, используя схему поочередного насыщения нескольких аккумуляторов, в схеме для газового котла. Тогда зарядное для автомобильного аккумулятора используется поочередно к накопителям, но тот прибор, что работает в паре с ИБП, не должен одновременно подзаряжаться.

На многочисленных форумах предлагают использовать ИПБ для зарядки автомобильного аккумулятора, выполнив электронную схему переключения своими руками. Важно чтобы была отсечка работы АКБ в схеме и подзарядкой. Если внешняя батарея одна, на время заряда автомобильным ЗУ защитный блок должен отключаться от потребителя должен отключаться.

Пользователи советуют использовать в схеме ИБП автомобильную батарею б/у или восстановленную. Так можно продлить срок службы автомобильной АКБ и научиться управлять процессом зарядки ИБП своими руками.

Использование стартерных аккумуляторов (автоАКБ) в ИБП

Использование стартерных аккумуляторов (автоАКБ) в ИБП.

Зачастую возникает вопрос – а можно ли в системах и источниках бесперебойного питания (ИБП) использовать обычные автомобильные аккумуляторы?

Да, в принципе, можно.

Однако, перед тем как принять решение об их установке в систему резервного (бесперебойного) питания рекомендуем Вам ознакомиться с некоторыми особенностями их использования.

Аккумуляторы автомобильные 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, 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 авто-аккумуляторов изготавливаются из пористого (переработанного из старых батарей) свинца, а в необслуживаемых– из свинца первой плавки.

Использование автомобильных аккумуляторов в ИБП

Использовать автоАКБ с ИБП не рекомендуется производителями ИБП по целому ряду причин:

При зарядке АКБ в автомобиле на батарею подаётся напряжение 14,0

14,2 вольта — стандартное напряжение бортовой сети автомобиля. В случае подключения ИБП, на батарею будет подаваться 13,6

13,8 вольта. Таким образом, при использовании автоАКБ в составе ИБП, аккумуляторные батареи всегда будут недозаряжены, что незамедлительно скажется на сроке службы АКБ и на времени автономной работы ИБП. Для примера: недозаряженная АКБ ёмкостью, 70 Ач даст время автономии ИБП меньше, чем промышленная АБ 70Ач примерно на 10%. Таким образом уже можно поставить под сомнение утверждение об экономии. Каждый аккумулятор имеет внутреннее сопротивление, величина которого меняется в зависимости от степени заряда аккумулятора. Полностью заряженный аккумулятор имеет большое внутреннее сопротивление и, соответственно, потребляет при заряде минимальный ток, соизмеримый с током утечки. Т. е., можно считать, что полностью заряженный аккумулятор тока не потребляет. Когда аккумулятор разряжен, он имеет малое внутреннее сопротивление и при заряде потребляет большой ток. Кроме того, по мере заряда напряжение на аккумуляторе увеличивается, пропорционально увеличению напряжения увеличивается и внутреннее сопротивление аккумулятора, соответственно уменьшается зарядный ток.

Читать еще:  Компьютерная диагностика автомобиля

При подключении авто АКБ к ИБП, на АКБ поступает напряжение не более 13,6

13,8 вольта. Такое напряжение недостаточно, чтобы полностью зарядить автоАКБ. Соответственно, автоАКБ никогда не перейдёт в состояние «Заряжено», и будет постоянно потреблять ток. Что неминуемо приведёт к кипению электролита в автоАКБ. АКБ не предназначены для работы в режиме постоянного кипения. Длительная работа в таком режиме приведёт к значительному сокращению срока службы АКБ, что сделает экономию ещё более сомнительной.

Существенно различаются и области применения. автоАКБ рассчитаны на отдачу большого тока в короткое время (режим запуска двигателя автомобиля). Большой ток достигается за счет уменьшения толщины пластин в каждой банке автоАКБ. АКБ для ИБП рассчитаны на отдачу относительно малых токов, в рамках достаточно длительного времени, и имеют более толстые пластины. При работе АкБ в составе ИБП, источник потребляет небольшие, (по сравнению со стартером автомобиля), токи, но значительно более длительное время. Это приводит к более быстрому разрушению тонких пластин автоАКБ. Более толстые пластины в АкБ для ИБП служат значительно дольше. Средний срок службы АБ в составе ИБП составляет примерно 4–5 лет, автоАКБ служат 2–3 года. Вопрос об экономии встает еще острее. Кроме того, ток заряда сильно разряженного автомобильного аккумулятора может многократно превышать максимальный ток зарядного устройства ИБП, что может привести к повреждению и выходу из строя ИБП.

Организация заряда батарей.

АКБ для ИБП могут располагаться практически в любом месте, включая жилые помещения. Для заряда авто АКБ необходимо специально оборудованное помещение с вентиляцией, пожарной сигнализацией, средствами пожаротушения. При заряде из автоАКБ выделяется водород, который при смешивании с воздухом образует крайне взрывоопасную смесь. Любая искра может привести к серьёзной трагедии. Пренебрегать этим фактом нельзя ни в коем случае. Исходя из всего вышесказанного, настоятельно не рекомендуем вам использовать в составе ИБП автомобильные стартерные АКБ. Тем не менее, стоит отметить, что при форс-мажорных обстоятельствах, для кратковременной проверки и т. п. использование АКБ в составе ИБП возможно.

Батареи для ИБП и автомобильные аккумуляторы. В чем различие?


В чем отличие аккумуляторной батареи для ИБП и автомобиля?
Можно ли подключать автомобильный аккумулятор к источникам бесперебойного питания?

Автомобильные аккумуляторы существенно дешевле применяемых в блоках бесперебойного питания специализированных батарей. Поэтому стоимость решения «ИБП + внешний батарейный комплект» становится ниже, особенно при длительном времени автономной работы и, следовательно, большой суммарной емкости аккумуляторов.

Можно ли использовать автомобильные батареи? В чем их отличие? Как следует из самого названия они разработаны для иной сферы применения и других условий эксплуатации. Такие аккумуляторы располагаются под капотом транспортного средства, хорошо проветриваются и подвержены воздействию меняющейся температуры окружающей среды. Используются в качестве стартерных батарей (пуск двигателя посредством электростартера), питания системы зажигания в бензиновых двигателях, а также в качестве источника бортовой электросети при отключенном моторе. Запуск двигателя ─ кратковременный, но весьма напряженный процесс. Далее поддержку электропитания систем автомобиля осуществляет электрогенератор. Стартерные батареи должны обладать способностью поддерживать высокую величину электрического тока в течение небольшого периода времени при пуске двигателя. При этом они теряют значительную часть своего заряда.

В отличие от автомобильных, батарейные комплекты ИБП обычно размещаются в закрытых мало вентилируемых технических или офисных помещениях. Они обладают значительной суммарной емкостью и рассчитаны на длительное время автономной работы (от нескольких часов до суток). Максимальная емкость аккумуляторного комплекта ограничена мощностью зарядного устройства ИБП, т.е. возможность восстановительного заряда в течение разумного времени. Такие батареи отдают энергию в течение длительного времени равномерно.

Первым главным отличием является длительность рабочего цикла и равномерность отдачи электрического тока, что достигается путем увеличения толщины внутренних аккумуляторных пластин. Средняя толщина электродов автомобильных батарей составляет 1.0 — 1.2 мм, в то время как у батарей ИБП они в два раза толще (2.0 — 2.5 мм). Уменьшение толщины электродов ускоряет движение электронов и работа автомобильного аккумулятора в составе ИБП в длительном режиме приводит к быстрому разрушению его пластин. С другой стороны, утолщенные пластины специализированных батарей для ИБП не смогли бы отдавать большой ток в момент запуска двигателя, поэтому их применение в качестве стартерных невозможно. Зато, у они обладают большим ресурсом при эксплуатации.

Другим важным отличием является разница значения постоянного напряжения зарядного устройства ИБП и автомобиля. Для блока бесперебойного питания оно находится в пределах 13.5 до 13.8 В, в то время как у транспортного средства 14.0 – 14,2 В. Дело в том, что автомобильные аккумуляторы и батареи ИБП заряжаются по-разному: различным напряжением и током. Таким образом, подключенные к источнику бесперебойного питания автомобильные аккумуляторы постоянно «недозаряжаются», что в свою очередь снижает время автономной работы системы. При 100% заряде аккумуляторная батарея перестает заряжаться и, следовательно, потреблять ток зарядного устройства. Разряженный аккумулятор продолжает заряжаться током зарядного устройства, так и не достигнув точки заряда. Это приводит к тому к закипанию электролита в автомобильных аккумуляторах при их использовании в системах бесперебойного питания, что отрицательно влияет на их характеристики.

Третьим важным отличием автомобильных аккумуляторов является выделение водорода в процессе работы (при заряде). Это не проблема при их установке под капотом машины (практически на улице), где происходит постоянное проветривание. Установка таких батарей в закрытом помещении приведет к скапливанию водорода, который при смешивании с воздухом образует гремучий газ (взрывоопасная смесь). Любая искра при включении — выключении света может вызвать детонацию. Специализированные аккумуляторы ИБП полностью герметичны. Они не выделяют газ в процессе работы, а водород рециркулирует внутри батареи.

Автомобильный аккумулятор имеет высокую величину тока саморазряда. Также в них в качестве электролита часто применяется раствор серной кислоты (жидкий электролит). А все химические реакции в жидкой среде протекают быстро, поэтому срок службы батарей данного типа меньше, чем специализированного аккумулятора ИБП. Не подключенный автомобильный аккумулятор (например, при хранении) разряжается гораздо быстрее. Современные АКБ для систем бесперебойного электропитания используют технологию AGM. Пористый пропитанный электролитом материал расположен между электродами. Таким образом, электролит находится не в жидком состоянии. Технологии AGM свойственен низкий ток саморазряда. Это также увеличивает время автономной работы специализированных аккумуляторов (особенно при большом времени резервирования) в сравнении с автомобильными за счет низкого саморазряда.

Экологический фактор также играет немалую роль. У автомобильных батарей жидкий электролит постепенно испаряется, образуя свободное пространство внутри АКБ. Оно заполняется взрывоопасным газом (водородом). Применение таких батарей в жилом помещении без дополнительной вентиляции не рекомендуется по соображениям безопасности.

Тем не менее, автомобильные АКБ более экономичны по стоимости в сравнении со специализированными батареями для ИБП. Но это лишь стартовая цена при их покупке. При анализе совокупной стоимости владения автомобильные аккумуляторы существенно проигрывают. Начальная экономия превращается в упущенную выгоду. Так, например, средний автомобильный аккумулятор емкостью 100 А•ч имеет начальную цену 4000 руб. и срок службы 2 года при совместной работе с ИБП. С другой стороны, аккумулятор для ИБП, например, HRL 12-100 емкостью 100 А/ч стоит примерно 12,000 руб., но обладает сроком службы 10 лет. Получается, что в долгосрочной перспективе специализированные аккумуляторы существенно выгоднее автомобильных.

Вывод:

Для ИБП необходимо применять специализированные аккумуляторы, предназначенные для работы в составе систем бесперебойного питания.

В машинах необходимо применять автомобильные батареи.

Использование аккумуляторов не по назначению приводит к негативным последствиям. Кажущаяся начальная экономия денежных средств при использовании автомобильных батарей в ИБП ведет снижению надежности системы, уменьшению времени автономной работы и увеличению суммарных эксплуатационных затрат.

Для работы с источниками бесперебойного питания лучше всего применять специализированные аккумуляторы, выпускаемые известными фирмами производителями, использующими современные технологии AGM, Dryfit и др.

Описание батарейных комплектов для ИБП см. здесь.

Батарейный калькулятор для расчета времени автономной работы: http://www.380v.ru/calc

Дополнительные замечания к статье:

1) Автомобильные АКБ предназначены производителем для одиночной работы или работы в последовательной цепи из 2х батарей. Обычно производитель автомобильных аккумуляторов не гарантирует соблюдения достаточной точности технических параметров всех батарей. Таким образом, производитель не гарантирует корректную работу последовательной линейки из 3 — 6 и более АКБ.

2) В последнее время AGM технология применяется и в автомобильных аккумуляторах. Пример: Аккумулятор 95 А•ч, VARTA Start-Stop Plus 595 901 085 (G14) [13,250 руб]. Тем не менее, такие АКБ нельзя считать полным аналогом специализированных AGM батарей для ИБП. Для работы в системах бесперебойного питания допускается использовать только свинцово-кислотные AGM аккумуляторы, которые производитель рекомендовал для ИБП или аналогичного оборудования.

Основные отличия рекомендованных батарей AGM:

• Совместимы с зарядным устройством ИБП (АКБ имеют паспортное напряжение плавающего заряда 13.6 — 13.8В).

• Поддерживают работу в буферном режиме (важно для использования совместно с on-line ИБП с двойным преобразованием напряжения).

• Поддерживают разряд в течение длительного времени.

• Возможно использовать в последовательной линейке (цепи) из множества батарей (соблюдаются требования точности параметров АКБ).

3) Мощные трехфазные ИБП, например, N-Power Evo 20 — 100 КВА, допускают подключение разных типов АКБ при условии их правильных расчета, эксплуатации и обслуживания. Это могут быть как герметичные свинцово-кислотные АКБ различных типов, так и батареи с другим химическим составом, например, Ni-Cd и др.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector