Как выбрать батарею, аккумулятор

Аккумулятор – источник тока, сохраняющий и накапливающий электроэнергию. Работает в паре с ИБП (источником бесперебойного питания) / фотоэлектрической системой (солнечной электростанцией). В последнем случае аккумулятор заряжается от солнечных панелей с помощью инвертора. При этом инвертор может работать в качестве ИБП, используя энергию от батареи.

Важно: аккумуляторы, которые используются в большинстве бесперебойников должны быть приспособлены к работе в буферном режиме (регулярная подзарядка, а глубокий разряд происходит редко).

Сменный блок аккумуляторов – выгодно отличается от классического аккумулятора простотой замены и обслуживания. Тем самым пользователю не придется отключать ИБП и приостанавливать работу потребителей.

Внешний батарейный блок – дополнительный аккумулятор, который увеличивает время автономной работы ИБП / инвертора для фотоэлектрической системы. Данные устройства характеризуются довольно высокой емкостью.

• Аккумулятор
• Сменный блок аккумуляторов
• Внешний батарейный блок

Батареи для квартир, домов, офисов

Для резервного питания квартир, домов, офисов чаще всего выбирают аккумуляторы AGM емкостью 100-400 Ач. Конкретное значение определяется суммарной мощностью бытовой техники и требуемым временем автономной работы. Эти батареи обеспечивают электропитание компьютера, роутера, холодильника, отопительного котла, осветительных приборов. В небольших офисах используют аккумуляторы на 100-250 Ач.

Оптимальная емкость батареи (для нагрузки 500 Вт):

• 2 часа автономной работы – 125 Ач;
• 4 часа автономной работы – 250 Ач;
• 8 часов автономной работы – 500 Ач.

Аккумуляторы большой емкости приобретают и для фотоэлектрических систем (учитывается мощность солнечной электростанции):

• до 3 кВт – 100-200 Ач;
• 3-10 кВт – 200-300 Ач.

AGM – усовершенствованный свинцово-кислотный аккумулятор. Достоинства: невысокая цена, возможность полноценной работы в буферном режиме, минимальный саморазряд. Батарея не боится высоких и низких температур, а также глубокого разряда. Минусы: чувствительность к перезаряду, низкая энергетическая плотность, малый срок службы (500 циклов заряд / разряд). AGM чаще всего выбирают для ИБП.

GEL (гелевый) – хорошо переносит глубокий разряд, перепады температур и обладает наибольшим ресурсом среди свинцово-кислотных батарей (более 1000 циклов). Другие преимущества: хорошая емкость, устойчивость к глубокому разряду. Недостатки: высокая цена, приспособленность к циклическому режиму работы. Такие батареи подходят только для ИБП, которые используются почти каждый день.

LiFePO4 (литий-железо-фосфатный) – один из самых долговечных аккумуляторов (2500-3500 циклов и более). Характеризуется высокой энергоемкостью, низким саморазрядом, не боится перезарядов. Быстро заряжается от повышенных токов, обеспечивает стабильное выходное напряжение практически до полного разряда и работает в широком диапазоне температур. Минус – очень высокая стоимость.

Li-Ion (литий-ионный) – лишен «эффекта памяти», при этом обладает компактными габаритами и быстро заряжается. Еще одно достоинство – длительный жизненный цикл (до 1000). По сравнению с LiFePO4, такая батарея имеет более высокую плотность энергии и стоит дешевле (на единицу емкости). Но литий-ионный аккумулятор плохо переносит высокие и низкие температуры, а также перегрузки.

AGM-Carbon (свинцово-карбоновый) – отличается повышенным количеством циклов (до 2000). Другие плюсы: устойчивость к глубокому разряду, низким и высоким температурам, высокая плотность энергии, быстрая зарядка. Батарея мало подвержена короткому замыканию. Минусы: быстрый износ (при разрядке более 30% от емкости), не подходит для приборов, которые потребляют большие токи.

GEL-Carbon (гелево-карбоновый) – по своим характеристикам напоминает свинцово-карбоновый, но служит дольше.

Карбоновые аккумуляторы отлично подходят для солнечных электростанций.

По такой характеристике оценивают совместимость батареи с источником бесперебойного питания / инвертором. Напряжение на выходе аккумулятора должно соответствовать аналогичному параметру бесперебойника / инвертора.

Ориентировочное напряжение на выходе:

• ИБП / инверторы для бытовых приборов – 6В, 12В и 24В;
• бесперебойники для серверов – 72В;
• ИБП для промышленного оборудования – до 384В.

Данный параметр определяет время автономной работы ИБП / инвертора в качестве бесперебойника. Единица измерения – ампер-час (Ач). Чем больше емкость, тем дольше проработает устройство (при одинаковой нагрузке). В то же время увеличивается вес, габариты и стоимость аккумулятора.

Выбор батареи по емкости делается исходя из суммарной мощности подключенной к ИБП техники, напряжения аккумулятора на выходе и интервала времени, в течение которого отсутствует электричество.

Сначала вольтаж аккумулятора (чаще всего 12В) умножается на 0.8 (коэффициент применяемой емкости). Затем суммарную мощность приборов следует разделить на полученный ранее результат. Эта цифра означает количество энергии, которую потребляет оборудование за 1 час работы от ИБП. Далее соответствующее число умножается на время, в течение которого возможно отсутствие электричества.

Например, для питания ПК и холодильника (500 Вт) в течение одного часа потребуется батарея емкостью 52 Ач. К этой цифре рекомендуется добавить 20% (запас) – 10 Ач. Таким образом, оптимальной емкостью будет 62 Ач. Чтобы корректно завершить работу каких-либо устройств, в частности ПК, необходим аккумулятор гораздо меньшей емкости.

При расчете емкости батареи для солнечной электростанции ориентируются на суммарное потребление энергии устройствами за сутки.

На этот показатель обращают внимание при выборе сменного блока аккумуляторов или внешнего батарейного блока. Чем больше батарей, тем больше емкость блока и тем дольше проработает бесперебойник / инвертор в автономном режиме (при одинаковой емкости батарей и мощности подключенной нагрузки).

Но с возрастанием количества батарей увеличивается цена, габариты и вес блока. Выпускаются устройства, состоящие из 2-40 аккумуляторов.

Такая характеристика зависит от технологии батареи:

• AGM – 4-10 лет;
• GEL – 7-12 лет;
• LiFePO4 – 10-15 лет;
• Li-Ion – 4-7 лет;
• AGM-Carbon – до 15 лет;
• GEL-Carbon – до 20 лет.

На фактический срок службы аккумулятора влияют условия его эксплуатации (режим, глубина разряда, температура).

Этот параметр актуален при покупке батареи для инвертора или бесперебойника, который планируется использовать в неотапливаемом помещении. Например, литиевые батареи в отличие от AGM, запрещено заряжать при отрицательной температуре. Одни аккумуляторы рассчитаны на работу при 0°C, другие выдерживают -40°C.

В целом, возможность эксплуатации при очень низких температурах свидетельствует о высокой надежности аккумулятора.

Важно: оптимальный температурный режим для батареи бесперебойника колеблется в пределах от 15°C до 25°C. При таких температурах аккумулятор прослужит максимально долго.

Вес аккумулятора напрямую связан с его габаритами и емкостью. Громоздкие и емкие устройства как правило тяжелее компактных и не таких емких аналогов. Большинство батарей весит 0.5-25 кг, но встречаются и более тяжелые модели, вес которых достигает 80 кг и даже 150 кг.

Габариты, в том числе длина, прямо пропорциональны емкости аккумулятора – чем крупнее модель, тем больше энергоемкость. Средняя длина батарей колеблется в пределах 70-500 мм.

По такому показателю также оценивают габариты и энергоемкость батареи. Большинство аккумуляторов имеет ширину 65-300 мм.

На данную характеристику тоже обращают внимание при покупке аккумулятора. Средняя высота батарей составляет 95-270 мм.

При выборе встраиваемого в корпус ИБП аккумулятора учитываются не только его габариты, но и форма – в противном случае купленная модель скорее всего не подойдет.

Оснащение

Bluetooth – помогает отслеживать параметры работы аккумулятора, в том числе мощность подключенной нагрузки, температуру, напряжение, уровень заряда. Данная информация передается на смартфон (требуется установить специальное приложение). Важное преимущество – возможность удаленного контроля и управления работой батареи. Встречается в аккумуляторах LiFePO4.

Дисплей – позволяет контролировать параметры работы батареи без использования смартфона. Но для мониторинга состояния аккумулятора необходимо подойти к нему. Как и в предыдущем случае, дисплеем оснащаются литий-железо-фосфатные модели.

BMS – предотвращает короткое замыкание, перегрузку, перезаряд и переразряд аккумулятора. Кроме того, данная электронная плата выравнивает напряжение в ячейках и выполняет диагностику состояния батареи. BMS предусмотрена в аккумуляторах Li-Ion и LiFePO4. Такие модели – хороший выбор для фотоэлектрических систем.