Как подобрать АКБ для ИБП

Как правильно подобрать аккумуляторные батареи (АКБ) для ИБП?  Для получения максимального времени автономной работы и длительного срока эксплуатации очень важно правильно подобрать аккумуляторы для ИБП или телекоммуникационных систем. Емкость и напряжение — далеко не единственные параметры, которые необходимо учитывать. Емкость батареи — достаточно условный параметр применительно к реальной эксплуатации. Обычно указывают расчетную величину емкости батареи в Ампер-часах при 10- или 20-часовом разряде. Но в реальности аккумуляторные батареи чаще всего выбираются для поддержания нагрузки в течение нескольких минут, десятков минут или нескольких часов. И в зависимости от требуемого времени автономии (а значит, от тока разряда) от аккумуляторных батарей требуются очень разные качества, которые невозможно совместить в одном аккумуляторе.

Если Вам требуется небольшое время автономии, 5-30 минут, что является типичной задачей при использовании аккумуляторных батарей в источниках бесперебойного питания, оптимальным выбором станут аккумуляторы серий HP (емкость до 20 Ач, срок службы — 5 лет) и HFL (емкость от 33 Ач, срок службы — 10 лет).

aqqu hp
aqqu hfl
Эти аккумуляторные батареи для ИБП и телекоммуникаций с повышенной энергоотдачей специально разработаны для получения максимальной мощности в течение короткого времени. И обеспечивают в таких режимах на 20-40% больше времени автономной работы по сравнению с батареями общего назначения. Но не рекомендуется использовать АКБ для ИБП с повышенной энергоотдачей, если Ваша система рассчитана на время автономии более часа, поскольку выгода по времени автономии будет уже несущественной, а длительный разряд небольшими токами окажет негативное влияние на срок службы таких батарей.

Для обеспечения времени автономии более часа рекомендуется использовать необслуживаемые герметичные аккумуляторы общего назначения серий MP и ML.

aqqu mp
aqqu ml
Конечно, их можно использовать и в системах с меньшим временем автономии, но эффективность такого решения будет заметно ниже, чем у аккумуляторов к ибп серий HP и HFL.

Для обеспечения длительного времени автономии оборудования, установленного в 19” стойку, идеально подходят промышленные (телекоммуникационные) аккумуляторные батареи серии XFT (расчетный срок службы — 12 лет).

aqqu xft
Оптимальное использование пространства, удобство монтажа и контроля, высокая приспособленность к разряду небольшими токами делают эти аккумуляторы лучшим выбором для работы со стоечными ИБП постоянного и переменного напряжения.

Как подобрать аккумулятор для ИБП с использованием разрядных таблиц
Реальное время автономной работы оборудования наиболее точно можно определить по разрядным таблицам. Существует множество таблиц в каталогах ИБП, интернет-калькуляторов, программ расчета, но, как правило, они не учитывают того, что параметры различных серий батарей могут сильно отличаться друг от друга. Если Вы хотите правильно подобрать батареи AQQU для ИБП, необходимо:

1. Сформулировать задачу

Необходимые параметры:
— мощность нагрузки,
— требуемое время автономной работы,
— КПД инвертора ИБП (если батареи используются с ИБП),
— номинальное напряжение линейки батарей.

Существенное замечание: на время автономии влияет только активная мощность, то есть цифра, измеряемая в Ваттах.

Для упрощения можно считать, что КПД при работе от батарей ИБП с двойным преобразованием мощностью 10 кВА и выше — 0,9; меньшей мощности — 0,85. линейно-интерактивных ИБП — 0,8. Также надо учитывать, что КПД преобразования тем меньше, чем меньше процент его загрузки. При нагрузке до 5-10% ИБП, особенно маломощные, могут потреблять для питания собственных цепей больше мощности подключенной нагрузки. Чтобы не ошибиться с временем автономии при мощности нагрузки менее 40% от номинала имеет смысл принимать собственное потребление ИБП равным 10% от мощности для линейно-интерактивных ИБП, 6% для онлайн ИБП мощностью до 3 кВА, 4% для более мощных ИБП.

Повторим, что наша главная задача — не завысить время автономии, а удовлетворить требованиям, возможно, с небольшим запасом.

2. Рассчитать мощность нагрузки из расчета количества Ватт на один элемент линейки батарей.

Одна батарея напряжением 12 В содержит 6 двухвольтовых элементов. Значит, чтобы получить количество элементов, мы умножаем количество 12-вольтовых батарей на 6 или делим номинальное напряжение линейки батарей на 2. Полученную цифру делим на КПД. Если расчет предполагает выполнение требования по времени автономной работы в течение всего срока службы (то есть, до падения емкости батареи ниже уровня 80% от номинала), то надо добавить к этой цифре 25%.

3. Найти в таблице «Разряд постоянной мощностью» столбец, соответствующий требуемому времени автономии. В этом столбце найти значение мощности, наиболее близкое к рассчитанному в п. 2. К емкости батареи ниже уровня 80% от номинала), надо добавить 25%.

Расчет требуемой мощности АКБ для ИБП
Нагрузка = 25 кВт
Мощность ИБП = 40 кВА/32 кВт
Напряжение батарей 348 В (29 батарей, 174 элемента)
Время автономии 15 мин
КПД принимаем за 0,9
Требуемую мощность на 1 элемент можем рассчитать по формуле:

Нагрузка/Кол-во элементов/КПД

25000/174/0,9=160 Вт

Считаем, что требование времени автономии в ТЗ на поставку ИБП должно выполняться для новых батарей, поэтому запас на старение не делаем. Поскольку время автономии менее часа, то смотрим серию HFL.

Находим столбец «15 мин». В нем есть значения 120 Вт (для батареи 12HFL165) и 163 Вт (для батареи 12HFL211). Нам надо не менее 160 Вт, поэтому требуемое решение — 12HFL211 (12 В, 45 Ач).

Как подобрать АКБ для ИБП
Для того, чтобы понять, не лучше ли сэкономить и выбрать батареи из менее дорогой серии ML, повторим расчет для нее:

В разрядной таблице серии ML находим столбец «15 мин», в нем есть значения 140 Вт (для батареи 12ML45) и 177 Вт (для батареи 12ML55). Нам требуется не менее 160 Вт, поэтому требуемое решение — 12ML55. (12 В, 55 Ач)

Как подобрать АКБ для ИБП
В серии ML решением будет батарея емкостью 55 Ач. В серии HFL — батарея емкостью 45 Ач, которая благодаря повышенной энергоотдаче имеет при 15-минутном разряде существенно большую реальную емкость. Таким образом, при выборе АКБ для ИБП батарея 12HFL211 будет наиболее эффективной по цене и занимаемому пространству решением.