سه نوع اصلی باتری وجود دارد که در منابع تغذیه بدون وقفه استفاده می شود: نیکل-کادمیم، سرب-اسید و لیتیوم-یون. یک فناوری باتری UPS “بهترین” وجود ندارد – انتخاب باید بر اساس مورد به مورد انجام شود. در این مقاله انواع مختلف باتری یو پی اس مورد بررسی قرار می گیرد.
انواع مختلف باتری یو پی اس و باتری های UPS سرب اسید
برای انواع مختلف باتری یو پی اس باتری‌های سرب اسیدی زمانی که در سیستم منبع تغذیه اضطراری استفاده می‌شوند، دارای سابقه ثابتی برای قابلیت اطمینان هستند. در کاربردهای قدرت بزرگ، جایی که وزن موضوع اصلی نیست، مقرون به صرفه ترین انتخاب را ارائه می دهند. این مقرون به صرفه بودن با سایر کیفیت های عملکردی مانند امپدانس داخلی پایین و تحمل بالا ترکیب می شود.
باتری های سرب اسیدی در دو نوع مختلف وجود دارند:
شیر تنظیم شده (VRLA)
برای انواع مختلف باتری یو پی اس همچنین به عنوان اسید سرب مهر و موم شده (SLA) شناخته می شود، این رایج ترین نوع موجود در سیستم های UPS مدرن است. آنها معمولاً دارای عمر طراحی 5 یا 10 ساله هستند و بهتر است در یک اتاق خشک و تحت کنترل آب و هوا در دمای 20-25 درجه سانتیگراد نگهداری شوند.
باتری‌های VRLA در داخل محفظه‌ای بسته می‌شوند که دارای یک دریچه است که در صورت افزایش فشار داخلی، گاز را آزاد می‌کند، از این رو اصطلاح “سوپاپ تنظیم شده” نامیده می‌شود.
از آنجایی که آنها مهر و موم هستند، می توانند به صورت عمودی یا افقی نصب شوند، بنابراین برای استفاده در محفظه باتری، سینی های رک مانت یا کابینت های خارجی مناسب هستند. علاوه بر این، آنها نیازی به تعمیر و نگهداری مستقیم مانند پر کردن منظم آب ندارند.
دو نوع اصلی ترکیب الکترولیت مورد استفاده در باتری UPS VRLA وجود دارد: تشک شیشه ای جذبی (AGM)، که در آن الکترولیت در جداکننده شیشه میکروفیبر متخلخل نگهداری می شود. و ژل که از ترکیب اسید سولفوریک و سیلیس ساخته شده است.
فناوری AGM به دلیل هزینه کمتر، مقاومت داخلی کمتر و نرخ شارژ/دشارژ بالاتر، استانداردی برای باتری‌های UPS است.
در مقایسه، VRLA پر شده با ژل دارای مقاومت داخلی بالاتری است، که آن را برای تخلیه با سرعت بالا که در کاربردهای UPS رایج است، مناسب تر می کند. از نظر محدوده دمای عملیاتی گسترده تر (-40 درجه سانتیگراد تا +55 درجه سانتیگراد) و عمر طراحی طولانی تر مزایایی دارد.
تهویه باز (VLA)
برای انواع مختلف باتری یو پی اس این باتری ها به نام Flooded نیز شناخته می شوند، صفحاتی دارند که با اسید الکترولیت پر شده اند. آنها عمر طراحی طولانی دارند (تا 20 سال) و معمولاً در تاسیسات بزرگی که نیاز به درجه آمپر ساعت بالا (Ah) دارند استفاده می شوند.
از آنجایی که آنها مهر و موم نیستند، هر هیدروژن تولید شده مستقیماً به محیط می گریزد. این بدان معناست که نصب‌هایی که از باتری‌های VLA استفاده می‌کنند، به سیستم‌های تهویه قوی‌تری نیاز دارند و می‌توانند خطر ایمنی بیشتری داشته باشند.
برای غلبه بر این خطرات، باتری های VLA باید در یک اتاق اختصاصی با امکانات شستشو در صورت نشت اسید قرار داده شوند. از آنجا که آنها از بالا تهویه می شوند، باید آنها را نیز به صورت عمودی نگه دارید و سطح آب را به صورت دستی بالا ببرید.
آنها را نمی توان در کابینت ها یا قفسه ها استفاده کرد، به این معنی که برای محیط های اداری یا تاسیسات مرکز داده مناسب نیستند. باتری های VLA نیز گران تر از جایگزین VRLA هستند.
باتری های یو پی اس نیکل کادمیوم
برای انواع مختلف باتری یو پی اس باتری‌های نیکل کادمیوم (NiCd) یک گزینه محبوب برای تاسیسات مخابراتی بودند، در حالی که هنوز برای کاربردهای UPS در مکان‌هایی با دمای محیط بسیار بالا، به‌ویژه خاورمیانه، استفاده می‌شوند. الکترودهای باتری از هیدروکسید نیکل در صفحه مثبت و هیدروکسید کادمیوم در صفحه منفی تشکیل شده اند.
NiCdها مزایای عمر طراحی 20 ساله، توانایی مدیریت محدوده دمایی وسیع محیط (20- تا +40 درجه سانتیگراد)، عمر چرخه بالا و تحمل تخلیه های عمیق را ارائه می دهند.
از سوی دیگر، باتری های NiCd UPS بسیار گران تر از انواع سنتی VRLA هستند. و از آنجایی که نیکل و کادمیوم مواد سمی هستند، فرآیندهای دفع و بازیافت در پایان عمر مفید بسیار گران است. این امر به ویژه در کشورهایی که سیاست ها و مقررات زیست محیطی سختگیرانه دارند، مانند بریتانیا، صادق است.
باتری های یو پی اس لیتیوم یونی
برای انواع مختلف باتری یو پی اس باتری‌های لیتیوم یونی (Li-Ion) مدت‌هاست در دستگاه‌های الکترونیکی مانند لپ‌تاپ و تلفن‌های هوشمند استفاده می‌شوند، در حالی که اکنون عناصر اصلی رشد خودروهای الکتریکی هستند. اما اخیراً آنها در حال تبدیل شدن به یک گزینه مناسب برای منابع برق اضطراری و سایر سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی، مانند بهره‌برداری از انرژی از فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر مانند باد یا خورشیدی هستند.
از مزایای Li-Ion می توان به قابلیت اطمینان بالاتر نسبت به باتری های VRLA/SLA سنتی به دلیل سیستم های نظارت و مدیریت باتری داخلی اشاره کرد که هر سلول فردی را برای هرگونه تغییر در عملکرد بررسی می کند.
یکی دیگر از مزایای باتری های لیتیوم یون UPS این است که به طور قابل توجهی کوچکتر و سبک تر هستند زیرا چگالی توان بسیار بالاتری دارند. آنها همچنین دارای زمان شارژ سریع تر، چرخه های طولانی تر و حداقل دوبرابر عمر مفید در مقایسه با VRLA/SLA هستند.
با وجود کاهش هزینه باتری‌های UPS لیتیوم یونی در سال‌های اخیر، هنوز انتخاب اولیه بسیار گران‌تری نسبت به سایر گزینه‌ها است.
با این حال، عمر طولانی تر، هزینه های سرمایه اولیه بالاتر را متعادل می کند. Li-Ion گرمای کمتری تولید می کند و می تواند در دماهای بالاتر کار کند، به این معنی که به تهویه مطبوع زیادی نیاز ندارند، که می تواند هزینه های خنک کننده را کاهش دهد.
بیشتر بدانید: رفع مشکل کم پشتیبان گیری با اینورتر برق
