Можно ли хранить ибп на морозе
Батареи на холоде теряют рабочие качества и выходят из строя, поэтому аккумуляторы нельзя держать при минусовой температуре.
Хранить аккумуляторы нужно так - плюсовая температура, и заряд аккумуляторов 40%.
Вот перечень инструментов, которые надо убирать в тепло - проверьте, может что то осталось не там где нужно
- аккумуляторный шуруповерт
- аккумуляторная газонокосилка
- аккумуляторный триммер
- аккумуляторные дисковая пила
- аккумуляторный перфоратор,
- аккумуляторная цепная пила,
- аккумуляторный фонарь
Обычная мойка высокого давления - ее убрать в тепло нужно было уже давно!
Всё-таки, насколько безопасен литий для ИБП серверной или ЦОД?
Недостаток: высокая стоимость Li-Ion решений.
Цена литий-ионных АКБ всё ещё остаётся высокой по сравнению со стандартными решениями. По оценкам компании SE начальные расходы для мощных ИБП свыше 100 кВА для Li-Ion решений будут выше в 1,5 раза, но в конечном итоге экономия на владении составит 30-50%. Если провести сравнения с военно-промышленным комплексом других стран, то вот новость о запуске в эксплуатацию японской подводной лодки с Li-Ion батареями. Довольно часто в подобных решениях применяют литий-железо-фосфатные батареи (на фото- LFP) ввиду относительной дешевизны и большей безопасности.
В статье упоминается, что на новые батареи для субмарины потрачено $100 млн., попробуем пересчитать в другие величины.
4,2 тысячи тонн-подводное водоизмещение японской субмарины. Надводное водоизмещение- 2,95 тысяч тонн. Как правило 20-25% массы лодки составляют аккумуляторы. Отсюда берем примерно 740 тонн — свинцово-кислотные аккумуляторы. Далее: масса литий составляет примерно 1/3 от свинцово-кислотных батарей -> 246 тонн лития. По 70кВт*ч/кг для Li-Ion получаем примерно порядка 17 МВт*ч мощности батарейного массива. И разница в массе батарей — примерно 495 тонн… Здесь мы не берем в расчет серебряно-цинковые аккумуляторы, в составе которых на одну подводную лодку нужно 14,5 тонн серебра, а по стоимости они превышают свинцово-кислотные батареи в 4 раза. Напомню Li-Ion батареи сейчас дороже VRLA всего в 1,5- 2 раза в зависимости от мощности решения.
А что японцы? Они слишком поздно вспомнили что «облегчение лодки » на 700 тонн влечет за собой изменение ее мореходных качеств, остойчивости… Вероятно им пришлось добавлять вооружений на борт, чтобы вернуть проектные значения развесовки лодки.
Литиево-ионные аккумуляторы также весят меньше, чем свинцово-кислотные аккумуляторы, поэтому проект подводной лодки типа Soryu пришлось несколько переработать для сохранения балластировки и остойчивости.
В Японии созданы и доведены до эксплуатационного состояния два типа литиево-ионных аккумуляторных батарей: литий-никель-кобальт-алюминий-оксидная (NCA) производства компании GS Yuasa и литий-титанатная (LTO) производства корпорации Toshiba. Японский флот будет использовать батареи типа NCA, при этом, согласно Кобаяси, Австралии для использования на подводных лодках на основе типа Soryu в недавнем тендере были предложены батареи типа LTO.
Зная трепетное отношение к безопасности в стране Восходящего Солнца, можно предположить, что вопросы безопасности лития у них решены, протестированы и сертифицированы.
Риск: пожароопасность.
Вот тут и разберёмся с целью публикации, так как мнения о безопасности данных решений существуют диаметрально противоположные. Но это всё лирика, а что у нас с конкретными промышленными решениями?
Вопросы безопасности мы уже рассматривали в нашей cтатье, но ещё раз остановимся на этом вопросе. Обратимся к рисунку, где рассматривался уровень защиты модуля и ячейки LMO/NMC аккумулятора производства Samsung SDI и используемой в составе ИБП Schneider Electric.
Химические процессы были рассмотрены в статье пользователя LadyN Как взрываются литий-ионные аккумуляторы. Попробуем разобраться в возможных рисках в нашем конкретном случае и сопоставить с многоуровневой защитой в ячейках Samsung SDI, являющихся составной частью готовой Li-Ion стойки Type G в составе комплексного решения на базе Galaxy VM.
Начнём с общего случая блок-схемы рисков и причин возгорания литий-ионной ячейки.
Под спойлером можно изучить теоретические вопросы рисков возгорания литий-ионных аккумуляторов и физику процессов
Исходная блок-схема рисков и причин возгорания (Safety Hazard) литий-ионной ячейки из научной статьи 2018 года.
Поскольку в зависимости от химической структуры литий-ионной ячейки имеются отличия в характеристиках теплового разгона ячейки, здесь остановимся на изложенном в статье процессе в литий-никель-кобальт-алюминиевой ячейке (на базе LiNiCoAIO2) или NCA.
Процесс развития аварии в ячейке можно разделить на три стадии:
- стадия 1 (Onset). Нормальная работа ячейки, когда градиент нарастания температуры не превышает 0,2 гр.С в минуту, а сама температура ячейки не превышает 130-200 гр.С в зависимости от химической структуры ячейки;
- стадия 2, разогрев (Acceleration). На этом этапе температура повышается, градиент роста температуры стремительно увеличивается, происходит активное выделение тепловой энергии. В общем случае этот процесс сопровождается выделением газов. Избыточное газовыделение должно быть компенсировано срабатыванием предохранительного клапана;
Температура теплового разгона зависит от размера ячейки, конструкции ячейки и материала. Температура теплового разгона может варьироваться от 130 до 200 градусов цельсия. Время теплового разгона может быть разным и составлять минуты, часы или даже дни.
А что у нас с ячейками типа LMO/NMC в литий-ионных ИБП?
– Для предотвращения соприкосновения анода с электролитом используется керамический слой в составе ячейки (SFL). Блокировка перемещения ионов лития происходит при 130 гр.С.
– В дополнение к защитному вентиляционному клапану, применяется система защиты от перезаряда (Over Charge Device,OSD), работающая в паре с внутренним предохранителем и отключающая повреждённую ячейку, не давая довести процесс теплового разгона до опасных значений. Причём срабатывание внутренней системы OSD будет раньше, при достижении давления 3,5кгс/см2, то есть, вполовину меньше, чем давление срабатывания защитного клапана ячейки.
К слову сказать, предохранитель ячейки сработает при токах свыше 2500 А за время не более 2 секунд. Предположим, градиент температуры достиг показания 10 гр.С/мин. За 10 секунд ячейка успеет добавить к своей температуре около 1,7 градуса, находясь в режиме разгона.
– Трёхслойный сепаратор в ячейке в режиме перезаряда обеспечит блокирование перехода ионов лития на анод ячейки. Температура блокирования составляет 250 гр.С.
Теперь посмотрим, что у нас с температурой ячейки; сопоставим, на каких этапах происходит срабатывание разных видов защит на уровне ячейки.
— система OSD – 3,5+-0,1 кгс/cм2 Дополнительная защита от сверхотоков.
— защитный клапан 7,0+-1,0 кгс/cм2
— предохранитель внутри ячейки 2 секунда при 2500А (режим токов перегрузки over current)
Рассмотрим эффект уровня заряда ячейки в контексте рисков появления теплового разгона. Рассмотрим таблицу соответствия температуры ячейки от параметра SOC (State of Charge, степень заряда аккумулятора).
Степень заряда аккумулятора измеряется в процентах и показывает, какая часть полного заряда ещё остаётся запасённой в аккумуляторе. В данном случае мы рассматриваем режим перезаряда аккумулятора. Можно сделать вывод, что в зависимости от химического состава литиевой ячейки батарея может вести себя по-разному при перезаряде и иметь разную склонность к тепловому разгону. Это обусловлено разной удельной ёмкостью (А*ч/грамм) различных типов Li-Ion ячеек. Чем больше удельная ёмкость ячейки, тем более стремительным будет тепловыделение при перезаряде.
Кроме того, при 100% SOC внешнее короткое замыкание часто приводит к термическому разгону ячейки. С другой стороны, когда ячейка имеет уровень заряда 80% SOC, максимальная температура начала теплового разгона ячейки смещается в большую сторону. Ячейка становится более устойчивой к аварийным режимам.
И, наконец, для 70% SOC внешние короткие замыкания могут вообще не быть причиной теплового разгона. То есть, риск воспламенения ячейки значительно снижается, и наиболее вероятный сценарий – лишь срабатывание предохранительного клапана литиевого аккумулятора.
Кроме того, из таблицы можно сделать вывод, что LFP (фиолетовая кривая) батареи как правило имеет крутой наклон нарастания температуры, то есть, стадия «разогрев» плавно переходит в стадию «тепловой разгон», и устойчивость этой системы к перезаряду несколько хуже. Батареи типа LMO, как видим, имеют более плавную характеристику разогрева при перезаряде.
ВАЖНО: при срабатывании системы OSD происходит сброс ячейки на байпас. Таким образом, снижается напряжение на стойке, но она остаётся в работе и выдаёт сигнал в систему мониторинга ИБП посредством системы BMS самой стойки. В случае классической системы ИБП с VRLA батареями короткое замыкание или обрыв внутри одного АКБ в стринге может привести к отказу ИБП в целом и потере работоспособности ИТ-оборудования.
Исходя из вышеизложенного, для случая использования литиевых решений в ИБП остаются актуальными риски:
- Тепловой разгон ячейки, модуля в результате внешнего КЗ – несколько уровней защит.
- Тепловой разгон ячейки, модуля в результате внутренней неисправности батареи – несколько уровней защит на уровне ячейки, модуля.
- Перезаряд – защита средствами BMS плюс все уровни защиты стойки, модуля, ячейки.
- Механическое повреждение – неактуально для нашего случая, риск события ничтожен.
- Перегрев стойки и всех батарей (модулей, ячеек). Некритично до 70-90 градусов. Если температура в помещении установки ИБП поднимется выше этих значений – значит, это уже пожар в здании. В нормальных режимах работы ЦОД риск события ничтожен.
- Снижение ресурса батарей при повышенных температурах помещения – допускается длительная работа при температуре до 40 градусов без ощутимого снижения ресурса батарей. Свинцовые батареи очень чувствительны к любому повышению температуры и снижают свой остаточный ресурс пропорционально увеличению температуры.
ВЫВОД: Специализированные литиевые аккумуляторы для ИБП ЦОД, серверной обладают достаточным уровнем защиты от нештатных ситуаций, а в комплексном решении большое количество степеней разнообразной защиты и более чем пятилетний опыт эксплуатации этих решений позволяют говорить о высоком уровне безопасности новых технологий. Кроме всего прочего, не стоит забывать, что эксплуатация литиевых АКБ в нашем секторе выглядит как «тепличные» условия для Li-Ion технологий: в отличие от вашего смартфона в кармане, батарею в ЦОД никто не будет ронять, перегревать, разряжать каждый день, активно использовать в буферном режиме.
ОТКРЫТЫЕ ТЕХНОЛОГИИ – надёжные комплексные решения от мировых лидеров, адаптированные именно под ваши цели и задачи.
Автор: Куликов Олег
Ведущий инженер конструктор
Департамент интеграционных решений
Компания Открытые Технологии
Все привет!
Какой ИБП брать?
Нужно для питания камеры и роутера.
Также нужно чтобы после включения света сам включался.
(3) нет опыт использования, никакого. В квартире ПК напрямую) Да, свинцово-кислотные, а фирма какая, какая модель?
Неоднократно слышал про литий-железо-фосфатные аккумы (LiFePO4). Но в живую не видел и не использовал. Но вроде как с морозостойкостью у них дела намного лучше, чем у литий-полимерных.
Вроде как в обычных простых бесперебойниках стоят свинцовые аккумы. Так что можно попробовать не заморачиваться.
(17) Они свинцовые, но не совсем. В автомобильных электролит - жидкость, в ИБПшных - гель. ИБПшные на морозе долго не проживут.
(21) а просто воткнуть его постоянно параллельно - пока есть эл-во работает все и так, как пропало - работает от акка
пока свет есть - акк заряжается
(21) Термошкаф обычный утепленный пенопластом и своего тепла будет вполне достаточно.
Но по уму туда надо пару вентиляторов и датчик температуры, чтобы когда тепло/жарко не перегревалось
(23) Некоторые ИБП слишком умные для такого, и не хотят заряжать более мощные аккумуляторы, чем предусмотрено конструкцией.
(25) Физику подучить бы перед тем как такую чушь писать.
Если ИБП на обычных свинцовых аккумах 12В то глубоко пох. Ибо для зарядки там просто дается напряжение >12В (14в но просадка при заряде) и когда оно приближается к некоему порогу (просадки) то значит аккум заряжен и перестает.
А вообще, лучше тут не заморачиваться с бесперебойным 220, обеспечить бесперебойные 12 постоянного тока на порядок проще, а для роутера и камеры это часто в самый раз. В сигнализациях и видеонаблюдении такие устройства применяются, называются ББП - там просто источник питания с ограничением тока и напряжения, и аккумулятор как буфер.
(26) Слишком умные ИБП могут тупо отрубать заряд, после того как по их мнению аккумулятор должен быть заряжен полностью. Хорошо если при этом в ошибку не выпадут, если увидят несовпадение между отданными ампер-часами и напряжением батареи.
(26)+ Грубо говоря зарядное выдает 12В (кол-во ампер неважно ибо от них зависит только время заряда полного).
На полностью разряженном аккуме призарядке напряжение просаживается до
На некоторых умных зарядках есть контроль состояния аккума - типа долго заряжаем а не увеличивается - значит аккум сдох и пора менять, заодно перестает заряжать
(28) >Слишком умные ИБП могут тупо отрубать заряд, после того как по их мнению аккумулятор должен быть заряжен полностью.
На всех свинцово-кислотниках что видел никакого контроля не было
(30)+ В смысле только контроль пока идет зарядка - заряжаем.
Максимум контроль состояния аккума = долго идет зарядка а напряжение не меняется = сдох
(30) А я слышал страшилки, что в некоторых ИБП режим охлаждения рассчитан именно на то, что от аккумулятора устройство будет работать не долго. Охлаждение за счет тепловой инерции радиаторов. В установившемся режиме перегрев и отключение.
(28) +1. ИБП имеет очень большие потери на преобразование из 12 в 220, что приводит к малому времени работы от аккумулятора даже если нагрузка почти ничего не потребляет.
Лучше будет взять блок резервированного питания и запитать оборудование сразу от 12В. При этом время работы от аккумулятора вырастет в десятки раз.
и к нему обычную батарею автомобильную. Она в машине стоит считай что на открытом воздухе и прекрасно работает 4-7 лет. Главное чтобы источник питания умел ее правильно заряжать.
Пример выбора ИБП и определение емкости внешних аккумуляторов для циркуляционных насосов
Рассмотрим конкретный пример.
Исходные условия: необходимо подобрать ИБП для одного циркуляционного насоса. При этом покупатель просит выбрать оптимальный комплект под два варианта времени автономной работы: 6-8 и 14-16 часов.
Для увеличения наглядности примера мы проведем расчет для четырех циркуляционных насосов разных производителей:
Grundfos Alpha2 L 32-60 | Grundfos UPS 32-60 | Wilo Star RS15/6-130 | UNIPUMP UPC32-60 |
---|---|---|---|
| | | |
Определим необходимую мощность ИБП с учетом пусковых мощностей насосов из приведенного списка:
Модель насоса | Макс. мощность | Класс энерго- эффективности | Пусковая мощность | Запас мощности в 20 % | Мин. мощность ИБП для защиты насоса |
---|---|---|---|---|---|
Grundfos Alpha2 L 32-60 | 45 Вт | A | 45 Вт * 1,3 = 59 Вт | 59 Вт * 1,2 = 71 Вт | 300 Вт |
Grundfos UPS 32-60 | 60 Вт | B | 60 Вт * 5 = 300 Вт | 300 Вт * 1,2 = 360 Вт | 600 Вт |
Wilo Star RS15/6-130 | 84 Вт | B | 84 Вт * 5 = 420 Вт | 420 Вт * 1,2 = 504 Вт | 600 Вт |
UNIPUMP UPC32-60 | 100 Вт | Неизвестен | 100 Вт * 5 = 500 Вт | 500 Вт * 1,2 = 600 Вт | 600 Вт |
Резюме
На этом все. Не ленись и прямо сейчас проверь заряд аккумуляторов и убери в тепло. Пока.
Для защиты циркуляционного насоса от перебоев электропитания используются источники бесперебойного питания:
- с чистой синусоидой
В состав циркуляционных насосов входит электромотор, для его питания можно использовать только чистую синусоиду, аппроксимированная не годится. - работающие с внешним комплектом аккумуляторных батарей
При защите циркуляционного насоса требуется длительное время автономной работы. Такую задачу рационально решать, используя ИБП с внешним аккумулятором большой емкости.
Текущая ситуация на рынке ЦОД
Ни для кого не секрет, что строительство ЦОД – это долгосрочное капиталовложение. Цена только инженерного оборудования может составлять 50% от стоимости всех капитальных затрат. Горизонт окупаемости – примерно 10-15 лет. Закономерно возникает желание снизить полную стоимость владения на всём жизненном цикле ЦОД, а попутно ещё и уплотнить инженерное оборудование, максимально освободив площади под полезную нагрузку.
Оптимальное решение – промышленные ИБП новой итерации на базе Li-Ion аккумуляторов, которые уже давно избавились от «детских болезней» в виде пожароопасности, некорректных алгоритмов заряда-разряда, обросли массой защитных механизмов.
С увеличением мощностей вычислительного и сетевого оборудования растёт спрос на ИБП. Одновременно увеличиваются требования ко времени автономной работы от аккумуляторных батарей в случае проблем с централизованным электроснабжением и/или сбоями при запуске резервного источника питания в случае применения/наличия ДГУ.
Основных причин, на наш взгляд, тут две:
- Стремительный рост объёмов обрабатываемой и передаваемой информации
Например, новый пассажирский самолёт Boeing
787 Dreamliner за один полёт генерирует более 500 гигабайт информации, которую
нужно сохранить и обработать. - Рост динамики потребления электрической энергии. Несмотря на общий тренд снижения энергопотребления ИТ-оборудования, снижения удельного потребления энергии электронными компонентами.
Кроме облаков к точкам роста игроки причисляют развитие ЦОД-мощностей в регионах: они являются единственным сегментом, где сохраняется запас для развития бизнеса. По данным IKS-Consulting, в 2016 году на регионы пришлось только 10% всех предлагаемых на рынке ресурсов, в то время как столица и Московская область заняли 73% рынка, а Санкт-Петербург и Ленинградская область – 17%. В регионах продолжает сохраняться дефицит на ресурсы дата-центров с высокой степенью отказоустойчивости.
К 2025 году, согласно прогнозам, общий объём данных в мире увеличится в 10 раз по сравнению с 2016 годом.
Для насоса Grundfos Alpha2 L 32-60 (45 Вт) из нашего ассортимента могут быть рассмотрены следующие варианты источников бесперебойного питания:
Тогда время автономной работы циркуляционного насоса Grundfos Alpha2 L 32-60 для выполнения требования клиента из примера по автономной работе:
Емкость аккумулятора | Время автономной работы | Пример необходимого аккумулятора |
---|---|---|
33 Ач | 7 ч | Vision 6FM33-X |
65 Ач | 14 ч | LEOCH DJM 1265 |
Как зарядить аккумулятор до 40% если на батарее нет индикатора заряда
Не знаю! Я бы сделал так. Если зарядка аккумулятора в среднем 40 минут до полного, то ставь на 10 -15 минут и будет "счастье". Если батарея разряжена в ноль, ставь на 20-30 минут.
Если случайно зарядить на 100% - это плохо ? не знаю, думаю не очень, это точно лучше чем хранить полностью разряженный аккумулятор.
Если мороз аккумулятору не страшен, почему тогда нельзя хранить в минус
Сегодня застыл, через месяц оттаял, зачем его тогда хранить в тепле?
Li-on аккумулятор состоит из ячеек. Каждая ячейка 3,6 вольта. Если напряжение ячейки 3,6 вольт, то аккумулятор заряжен. Если напряжение упало до 3 вольт , то аккумулятор разряжен, надо заряжать. Если напряжение упало до 2,5 вольта, то аккумулятор до 3,6 вольт уже не зарядить. А если напряжение упадет до 2 вольт, то аккумулятор можно выбрасывать.
Аккумулятору страшен не мороз, а страшен разряд. В холоде аккумулятор разряжается быстро, поэтому морозить его нельзя.
Например в тепле саморазряд аккумулятора 5% в месяц, а на холоде 20 % в месяц. Чем холоднее тем, саморазряд быстрее и больше. Гель застывает. Два месяца подержал аккумулятор на холоде, он разрядился в ноль и назад емкость ячеек уже никогда не восстановится.
Алгоритм выбора источника аварийного питания для насоса
- По документации на насос смотрим его максимальный режим потребления. Даже если он сейчас установлен не на самом высоком уровне, не исключено, его придется установить на максимум в будущем.
Например, Grundfos UPS 25-40 180 может использоваться в 3-х режимах: 25, 35 и 45 Вт. Для определения необходимой мощности ИБП используем 45 Вт. - Учитываем пусковые токи насоса, т.е. увеличение мощности в момент включения. Например, про уже упомянутый Grundfos UPS 25-40 180 известно, что он принадлежит к B классу энергоэффективности. Соответственно, в момент включения он потребует 45 Вт * 5 = 225 Вт. При условии, что в системе используется не один насос, максимальную мощность системы надо считать, как сумму пусковых мощностей всех используемых насосов.
- Добавляем запас по мощности в 15-20 %. Т.е. искомая предварительная цифра: 225 Вт * 1,2 = 270 Вт.
- Из имеющегося ряда подходящих ИБП выбираем тот, чья мощность максимально близка, но не меньше полученной цифры.
В нашем случае подойдет бесперебойник с мощностью 300 Вт. При этом учитываем, что подключить еще какой-то электроприбор к этому ИБП уже не получится. - Далее необходимо выбрать внешние аккумуляторы, исходя из номинальной мощности насоса и требуемого времени автономии (в связи с краткостью пусковых режимов, их мощность не учитывается). Если насос работает не постоянно, например, 40 минут в час достаточно для поддержания комфортного тепла в доме, можем учесть и это обстоятельство. При этом не забываем, что учет режима работы насоса надо проводить для самой низкой возможной температуры в вашей местности. Учесть этот фактор мы сможем пересчетом времени автономной работы на номинальной мощности с коэффициентом 2/3 (40/60 минут). Т.е. расчетное время автономной работы сокращается на 1/3 по отношению к желаемому.
На странице ИБП для циркуляционных насосов системы отопления есть калькулятор, где по модели циркуляционного насоса вы можете подобрать ИБП, не тратя лишнего труда на освоение технических деталей.
Минимально допустимая отрицательная температура работы для шуруповертом
Кстати при температуре ниже - 40 С аккумулятор использовать нельзя. Причина та же - замерзнет водосодержащий гель и вроде как аккумулятору "кирдык" совсем. В руководствах пишут , режим работы до - 20С, видимо страхуются, и указывают температуру с запасом.
Если аккумулятор лежит без дела два месяца и более, то заряди его до 40% заряда.
Даже если в помещении где хранится аккумулятор тепло , то саморазряд будет 5% в месяц. Заряд в 40% гарантирует, что до напряжения меньше чем 3 Вольта аккумулятор не разрядится, даже если пролежит без дела 6 месяцев.
Если хранить акб, разряженным, то риск , что ячейки уйдут в разряд ниже 3 Вольт присутствуют, поэтому не ленись и заряди , что бы не потерять емкость аккумулятора .
Параметры, учитываемые при выборе бесперебойника для насоса отопления
Необходимо учитывать следующие параметры насоса:
- номинальную мощность,
- пусковую мощность (мощность, потребляемую в момент его включения),
- желательное время автономной работы (предположительное время отсутствия сетевого энергопитания).
Достаточно легко определяется номинальная мощность - она всегда есть в технической документации к насосу и часто приводится на самом насосе. Так же просто сориентироваться по требуемому времени автономии. Это длительность отключения подачи энергии в вашей местности плюс некоторый разумный запас на всякий случай. Оба этих параметра будут влиять на емкость, а значит и стоимость, подключаемых к ИБП аккумуляторов.
От пусковой мощности зависит выбор источника бесперебойного питания, она определяет необходимую мощность устройства. Большая часть производителей насосов не указывает эту характеристику в документации, поэтому определяем ее, исходя из класса энергоэффективности.
Если у насоса А класс, считаем пусковую мощность с коэффициентом 1,3 от номинальной. Если класс энергоэффективности ниже или неизвестен – применяем коэффициент 5. Если проигнорировать пусковой режим насоса, то требуемая для его включения мощность окажется больше мощности ИБП. И даже больше его максимальной перегрузочной способности. Тогда бесперебойник выключится «по перегрузу» при первом включении насоса.
Li-on аккумуляторы можно ли работать зимой
зимой работать аккумуляторным инструментом можно без проблем, а оставлять на ночь в холодной бытовке нет.
зимой работать аккумуляторным инструментом можно без проблем, а оставлять на ночь в холодной бытовке нет.
Бытует мнение, что Li-on аккумуляторы нельзя использовать зимой. Знай это не правда. Работать можно . Только будь готов , что аккумулятор сядет быстрее. Насколько быстрее не известно, но точно быстрее. По слухам разряд на морозе быстрее на 20%.
Виной тому - водосодержащий гель, который застывает и уменьшает реакцию ионов в ячейках.
Однако если батарею принести в тепло, ячейки отойдут и напряжение восстановится. Поэтому использовать шуруповерт в минус можно, батарея даже если замёрзнет - отойдет.
Для насосов Grundfos UPS 32-60 (60 Вт), Wilo Star RS15/6-130 (84 Вт) и UNIPUMP UPC32-60 (100 Вт), исходя из необходимой мощности, подойдут одинаковые ИБП:
Кол-во * емкость АКБ
Время автономии
Пример АКБ
Цена, руб.
Wilo Star RS15/6-130 (84 Вт)
Кол-во * емкость АКБ
Время автономии
Пример АКБ
Цена, руб.
UNIPUMP UPC 32-60 (100 Вт)
Кол-во * емкость АКБ
Время автономии
Пример АКБ
Цена, руб.
Близится осень и приближаются проблемы с электроэнергией. Вполне типичная ситуация, когда отопление еще не включили, а все соседи начинают обогреваться электрокаминами и различными обогревателями, просаживая и без того нагруженную сеть. Бури ломают провода, провода рвутся, оборудование оказывается без питания. Выручает спасительный бесперебойник или ИБП. Но что делать, когда авария на линии продолжается больше часа, а бесперебойник вырабатывает весь ресурс за десятки минут? Наращивать емкость встроенных батарей. Как это сделать правильно и безопасно, а также как подобрать необходимую батарею я сегодня расскажу на реальном примере.
Буквально на днях возникла довольно тривиальная, но интересная задача. Уже давно существующая серверная стойка с небольшим количеством оборудования и примерным потреблением 250-400 Вт оснащена ИБП IPPON Smart Winner Pro 2000. Время его автономной работы составляет порядка часа, а в случае более продолжительного отсутствия электропитания вручную заводился бензогенератор, установленный на улице. Задача: с минимальными затратами обеспечить время автономной работы стойки не менее 6 часов.
Сразу напрашивается вывод оснастить генератор какой-нибудь системой автоматического пуска, типа этой. Плюс в том, что стоимость такой переделки составляет порядка 13 тысяч рублей, а минус в том, что требуется регулярное обслуживание и заправка генератора. Добавляется человеческий фактор, а значит, снижается общая надежность системы.
Вторым способом, который был избран за простоту и надежность, является наращивание емкости аккумуляторов. В этом случае достаточно просто нарастить емкость аккумуляторов, благо в данном экземпляре блок батарей выносной и подключается отдельным проводом. Так как стандартные аккумуляторы имеют емкость в 9 Ач и собраны в батарею на 48 В, то достаточно заменить их на аналогичные гелевые батареи, емкостью 40-50 Ач. Так как блок зарядки оснащен принудительной системой охлаждения, подобная нагрузка не будет критичной и повлияет только на время зарядки батарей.
А что делать тем, у кого и потребление гораздо выше и требования к времени автономной работы заметно отличаются. К примеру, стойка в 1-1.5 кВт и требуется до 24 часов автономии. В этом случае проще всего поставить бесперебойники на 10 минут работы и мощные генераторы с системой автоматического пуска, которые будут заводиться через 5 минут после отключения питания. Вся эта система стоит заметных денег, но иногда стабильность работы это окупает.
Я хочу рассмотреть промежуточный вариант для небольшого офиса или частного дома, когда требуется резерв для переменной нагрузки, с пиком в 6 кВт и средним потреблением до 1 кВт в течение длительного времени без внешней подпитки. Возможно дополнение генератором, тогда система становится полностью автономной.
В качестве бесперебойника для себя я выбрал стоечный вариант ИБП от компании МикроАРТ. Благо такой экземпляр отработал достаточно времени и продемонстрировал безотказную работу. Кроме того, он обладает широким диапазоном настроек, позволяя беречь ресурс аккумуляторов и правильно их эксплуатировать.
Пояснение: Во всех офисных ИБП используются гелевые аккумуляторы, которые имеют массу преимуществ: они поставляются заряженными, не требуют обслуживания и электролит находится в загущенном состоянии, а значит, никогда не выльется. Но все бесперебойники поддерживают на аккумуляторах повышенное напряжение, что позволяет использовать 100% емкости и заряжать их максимально быстро. Вот как раз два последних пункта заметно снижают срок службы аккумуляторов, приводя их к цифре 2-3 года до отказа.
Мне же хотелось 5-7 лет, а лучше все 10 без замены аккумуляторов. И тут мы приходим к выбору типа аккумуляторов.
Типы аккумуляторов
AGM
Технология AGM использует пропитанный жидким электролитом пористый заполнитель отсеков корпуса из стекловолокна. Микропоры этого материала заполнены электролитом не полностью. Свободный объем используется для рекомбинации газов.
Герметичные, необслуживаемые, не требуют вентилируемого помещения для установки. Батареи AGM отлично работают в режиме подзарядки (буферном режиме) со сроком службы до 10-12 лет. Если же их использовать в циклическом режиме (т.е. постоянно заряжать-разряжать на хотя бы 60%-80% от емкости), то их срок службы сокращается чуть ли не в два-три раза. Срок службы при полной автономии до 3-х лет. Рекомендуются для резервного бесперебойного электропитания.
В жидкий электролит добавляют вещество на основе двуокиси кремния (SiO2), в результате чего образуется густая масса, напоминающая по консистенции желе. Этой массой и заполнено пространство между электродами внутри аккумулятора. В процессе химических реакций в толще электролита возникают многочисленные газовые пузыри. В этих порах и раковинах происходит встреча молекул водорода и кислорода, т.е. газовая рекомбинация. Почти все испарения, таким образом, возвращаются обратно в аккумулятор и это называется рекомбинацией газа. Сепаратор в гелевых аккумуляторах тоже необычный — микропористый дюропластик, за счёт присадок из алюминия он обладает высокой стойкостью в агрессивной среде, обладает высокой температурной стабильностью и механической прочностью; последнее обеспечивает высокую вибростойкость и ударопрочность конструкции. При производстве гелевых аккумуляторов используют высокочистый свинец — это увеличивает эксплуатационные характеристики АКБ в несколько раз. Срок службы при автономии до 4-х лет, при резервном питании до 12 лет. Рекомендуются для резервного бесперебойного электропитания.
Аккумуляторы типа GEL и AGM практически неотличимы внешне и имеют довольно близкие характеристики. Дальше интереснее.
Панцирные
Основой панцирной пластины является чехол (панцирь), изготовленный из нетканого микропористого пластика в виде ряда параллельных трубок. Внутри трубок заключена активная масса. Токоотводящей деталью пластины служит запрессованная в активную массу стержневая рамка, отлитая из свинцово-сурьмянистого сплава. Стержневая рамка отливается под давлением, что исключает образование в токоотводящих стержнях раковин и других литейных дефектов, значительно увеличивая срок службы. Микропористый панцирь надежно защищает положительную активную массу от осыпания и оползания на протяжении всего периода эксплуатации аккумулятор. Рекомендуются для полной автономии и/или резервных систем. Срок службы панцирных АКБ в условиях автономии не менее 10 лет при правильной эксплуатации (или 1500 циклов 80% разрядов), или 15 — 17 лет при резервном питании. Поставляются в сухозаряженном виде.
Изготовленные по литий-железо фосфатной технологии герметичные АКБ. Рекомендуются для полной автономии и/или резервных систем. Срок службы литий-железофосфатных АКБ в условиях автономии до 20 лет при правильной эксплуатации (или 5000 циклов 70%-ных разрядах), или 25 — 30 лет при резервном питании. Поставляются в комплекте с BMS. Данные АКБ имеют ряд важнейших преимуществ и являются самыми перспективными АКБ в мире.
Выбор
Все говорит в пользу Литий-железо-фосфатных батарей(LiFePo4), но первоначальные вложения довольно-таки велики, хотя преимущества неоспоримы: никакой кислоты, герметичные, не требуют обслуживания и самая низкая стоимость цикла заряд-разряд. С учетом всех плюсов и минусов, я решил остановиться на сухозаряженных панцирных аккумуляторах.
Подготовка и сборка аккумуляторной батареи
Так как панцирные аккумуляторы, которые я выбрал, поставляются банками по 2В, а мне необходимо было получить 24В, то потребовалось самостоятельно собирать батарею из 12 штук. Первым этапом стала заправка электролитом. Процедура связана с риском для здоровья, поэтому требуется использовать защитные средства: очки или маска для глаз, респиратор, резиновые перчатки, резиновые сапоги. Еще я добавил дождевик, на случай расплескивания электролита, в котором содержится кислота. Также аккумуляторы лучше всего заливать на резиновом или пластиковом коврике, чтобы в случае проливания электролита на полу не осталось следов.
Для заливания электролита я воспользовался вот таким ручным насосом, устойчивым к кислоте.
Сама заправка аккумулятора достаточно проста, но с учетом 12 банок отнимает немало времени. Сода в кадре не просто так. Из курса химии известно, что кислоту гораздо эффективнее не смывать водой, а нейтрализовать содой, поэтому по технике безопасности лучше держать открытую пачку соды поблизости.
После заправки аккумуляторов электролитом требуется поставить батарею на дозарядку не позднее, чем через 3 часа. Сама процедура зарядки должна осуществляться соответствующим зарядником с током, составляющим 10% (0,1С) от емкости аккумуляторной батареи. К примеру, если емкость составляет 210 Ач, то максимальный зарядный ток должен быть не более 21 А. Толстые перемычки используются для того, чтобы они не стали бутылочным горлышком при протекании больших стартовых токов. Кроме того, при протекании тока по тонким проводам, они заметно разогреваются, что может привести к преждевременному износу аккумуляторов или пожару. Ведь нагрев аккумулятора с +25 до +35 градусов вдвое снижает срок службы батареи.
Следующим этапом, позволяющим из обслуживаемых аккумуляторов сделать малообслуживаемые или совсем необслуживаемые, стала установка пробок рекуперации. Выделяемый при зарядке водород, поднимаясь в такую пробку, объединяется с кислородом и стекает назад в аккумулятор. Прежде чем установить такие пробки, требуется полностью зарядить батарею и дать ей отстояться несколько дней, так как первое время возможно повышенное газообразование, на которое такие рекуператоры не рассчитаны. Если же пренебречь этой ситуацией, то возможен печальный итог: перегрев рекуператора.
В итоге батарея приобрела вот такой вид и потребует лишь профилактической проверки разницы напряжений между аккумуляторными банками раз в год, и проверки уровня электролита раз в 6 лет. Если напряжение у разных АКБ начнёт «разбегаться», то необходимо провести уравнивающий заряд (заряд повышенным напряжением). Если уровень электролита окажется ниже – достаточно долить дистиллированной воды.
Здесь стоит преимущество подобного решения: у герметизированных АКБ (GEL и AGM), водород, несмотря на внутреннюю рекуперацию, тоже всё же потихоньку испаряется, но вот долить воды уже невозможно и такие герметизированные АКБ приходится выкидывать намного раньше.
Запасенная энергия конкретно этой сборки составляет 5040 Вт*ч, а без особых потерь для здоровья батареи можно потратить половину. То есть два-три ноутбука в нормальном режиме работы смогут просуществовать сутки и еще останется запас энергии. Если добавить к этому внешний генератор или солнечные батареи, то система становится полностью автономной и позволит работать не один год.
Заключение
Инвертор с внешним блоком батарей оказался габаритнее стандартного компактного ИБП со встроенными аккумуляторами, но практически бесконечная емкость внешних батарей позволяет заметно увеличить время автономной работы. И если время аварийного питания от ИБП составляет минуты или десятки минут, то при использовании инвертора с внешними аккумуляторами время автономной работы считается в часах или днях.
Если будет интересно, то могу сравнить в лоб два устройства: ИБП Powercom Smart King SMK-2000A-RM-LCD и инвертор МАП SIN Энергия Pro HYBRID с внешним блоком батарей.
После публикации статьи «ИБП и батарейный массив: куда ставить? Да подожди ты» было много комментариев по поводу опасности Li-Ion решений для серверных и ЦОД. Поэтому сегодня попробуем разобраться, в чём отличия промышленных решений на литии для ИБП от батарейки в вашем гаджете, как отличаются условия эксплуатации батарей в серверной, почему в телефоне Li-Ion батарея служит не более 2-3 лет, а в ЦОДе эта цифра возрастёт до 10 и более лет. Почему риски возгорания лития в ЦОД/серверной минимальны.
Да, аварии на батареях ИБП возможны вне зависимости от типа накопителей энергии, а вот миф «пожароопасности» промышленных решений на литии не соответствует действительности.
Ведь многие видели тот ролик с возгоранием телефона c литиевым аккумулятором в движущейся по шоссе машине? Итак, посмотрим, разберёмся, сравним…
Здесь видим типичный случай неконтролируемого самонагрева, теплового разгона батареи телефона, приведшего к такому инциденту. Вы скажете: ВОТ! Это всего лишь телефон, в серверную поставит такое только сумасшедший!
Уверен, изучив данный материал, читатель изменит свою точку зрения по этому вопросу.
Читайте также: