Акумуляторні батареї для ДБЖ Full Energy FEL та FEP

Акумуляторні батареї для ДБЖ Full Energy FEL та FEP

В основі акумуляторних батарей для ДБЖ бренду Full Energy – сучасні технології AGM/ Li-Ion та GEL. Вони мають низку переваг перед класичними свинцевими акумуляторами: не вимагають обслуговування, стійкі до вібрацій і можуть бути встановлені практично в будь-якому положенні, працюють при низьких температурах до 30°С. І найголовніше – міцна герметизована конструкція забезпечує безпечну роботу, що дозволяє використовувати акумулятори й в житлових приміщеннях.

Акумулятори Full Energy сумісні з такими популярними брендами UPS (ДБЖ) як APC, Mustek , Powercom , PCM, Форт і тощо.

Добре джерело резервного живлення виконує дві важливі функції. Вбудований стабілізатор нівелює коливання напруги, а акумулятор забезпечує живлення споживача при відключенні мережі. Перехід на резервне живлення здійснюється автоматично, а в інверторних версіях живлення йде від постійно підживлюваного АКБ, якщо звичайно є мережа, завжди. Акумулятори для ДБЖ часто входять до комплекту поставки, але в деяких випадках батареї потрібно вибирати самостійно. До речі, інвертори дозволяють підключати велику різноманітність АКБ, як зовнішні. Для правильного вибору необхідно знати класифікацію акумуляторних батарей та їх основні характеристики.

Акумулятори для ДБЖ розраховані для накопичення та безперервної подачі електричної енергії підтримки працездатності різного обладнання та техніки під час збою електропостачання від основного джерела живлення.

Сучасні акумулятори поділяються на 2 категорії – з рідким електролітом чи гелеподібною масою. АКБ з останньої групи розробляються за технологією AGM, завдяки якій вони більш надійні, а їх установка може відбуватися абсолютно в будь-якому положенні, уникаючи протікання.

Весь асортимент акумуляторів Full Energy для ДБЖ 2022-2023 року має герметичну конструкцію і не потребує обслуговування.

Характеристики акумуляторних батарей для ДБЖ

Ємність. Одна з основних характеристик. Від ємності залежить тривалість часу, протягом якого акумулятор підтримуватиме працездатність підключених пристроїв. Зазвичай вимірюється в Ампер-годинах і нормовано на 20-годинний режим розряду (що зазвичай позначено на корпусі як C20, 20Hr або 20 hour rate ”), втім, для тягових АКБ цей період скорочено до 3 годин. Найчастіше пояснення, що, наприклад, 7Ач означає, що акумулятор видає 7 ампер протягом години, некоректно - ємність акумулятора сильно знижується при збільшенні струму (зниженні часу) розряду. При розряді акумулятора протягом години його ємність падає щодо номіналу на 30%.

При цьому потрібно розуміти, що ємність визначена для конкретної напруги, що видається акумулятором. Акумуляторна батарея для ДБЖ може мати практично будь-яку ємність, але для домашнього використання зазвичай достатньо акумулятора, що має ємність від 50 до 200Агод.

Оскільки споживачі використовують найчастіше не напругу АКБ, а перетворену в більшу, а рідше в меншу сторону, то найбільш правильно враховувати й напругу, отримуючи або Ват-години для ємності, або враховуючи не струм споживання, а потужність споживачів.

При виборі АКБ йдуть від потреб навантаження, визначаючи необхідну ємність. А необхідна ємність акумуляторної батареї безпосередньо залежить від потужності споживачів та часу їх роботи та легко розраховується за простою формулою:

Сакб (Агод) = Pнав (кВт) x Tпотреб (год) x 100,

Где Сакб – загальна ємність АКБ, Pнав – сумарна потужність устаткування, а Тпотреб – необхідний час автономної роботи. 100 - коефіцієнт, який насправді може доходити до 150 з урахуванням зносу АКБ і підвищеного навантаження.

Наприклад, насос газової опалювальної системи та блок керування котла мають сумарну потужність 120Вт або 0,12кВт. Наприклад, система опалення повинна працювати від акумулятора протягом 8 годин. Коефіцієнт приймемо для простоти розрахунку рівним 100. Тоді необхідна ємність акумулятора розраховується за формулою: 0,12 * 8 * 100 = 96, округлим до стандарту 100Агод. Якщо вважатимемо найгірший варіант з коефіцієнтом 150, то знадобиться й 150Агод.

Чим вища ємність акумуляторної батареї, тим вона дорожча.

Якщо ДБЖ вже є, то власника буде цікавити, скільки «протягне» комп'ютер чи інше навантаження від акумулятора конкретної ємності? Це можна підрахувати за такою формулою:

де Т – час автономної роботи навантаження від ДБЖ у годинах, Pнагр – сумарна потужність обладнання у ВАТ, Uакб – загальна напруга акумуляторних батарей, Сакб – загальна ємність в Агод, К – ККД перетворення джерела безперебійного живлення (0,8-0,95), Кгр – коефіцієнт глибини розряду акумулятора (0,8-0,9) та Кде – коефіцієнт доступної ємності, що залежить від часу (струму) розряду (0,7 для годинного розряду, 0,85 для двогодинного, 0,95 для десятигодинного, 1 для двадцятигодинного). Коефіцієнт доступної ємності залежить та від температури повітря. Чим нижча температура, тим менший коефіцієнт. До речі коефіцієнт у попередній формулі дорівнює 1/ К x Кгр x Кде .

Для оцінки точного часу найкраще виміряти споживану обладнанням потужність, але, для грубої оцінки, достатньо зорієнтуватися за сумарною потужністю блоків живлення всього навантаження.

Так, ДБЖ з 12-вольтним акумулятором ємністю 7Агод буде «тягнути» комп'ютер з 400 Ватним блоком живлення та монітором потужністю 50Ват протягом:

Оцінити необхідну ємність АКБ, виходячи із застосування, можна з таблиці нижче.

Номінальна напруга нової акумуляторної батареї повинна точно відповідати напругі старої або вказівки паспорта ДБЖ. В ДБЖ великої ємності можуть використовуватися кілька акумуляторних батарей, послідовно з'єднаних. Їх можна замінити на одну батарею, при цьому напруга нової АКБ повинна дорівнювати сумарному напрузі старих батарей, а ємність відповідати ємності однієї старої батареї.

Максимальний струм розряду визначає, наскільки потужне обладнання можна запитати від батареї. Чим вищий цей параметр, тим краще – тим щаднішим буде струм розряду при відключенні живлення. Так, струм розряду устаткування сумарною потужністю 400Вт становитиме 400Вт/12В = 33А. З урахуванням падіння потужності на перетворенні та інших допусків, максимальний струм розряду акумулятора для ДБЖ у такому разі має бути не меншим за 60А.

Глибина розряду – це та величина напруги, рівня якої акумулятор можна розрядити без шкоди його конструкції. Саме такий рівень називається рекомендованою глибиною розряду. Існує ще допустима глибина розряду, але це критичний параметр. Розряд нижче цієї межі може призвести до незворотних процесів. Максимально чутливими до величини розряду вважаються свинцево-кислотні акумулятори, а найменш схильні до негативного впливу нікель-кадмієві акумулятори і деякі інші батареї.

Саморозряд. Явище саморозряду властиве всім типам хімічних джерел енергії. Так, акумулятор зі свинцевими пластинами та кислотним електролітом може втратити до 40% енергії протягом року за температури зберігання 20°C. У спекотних умовах такий саморозряд може статися за 4-5 місяців. Купуючи акумулятор для безперебійника , слід звертати увагу на дату його виготовлення та уникати покупки батареї, яка лежала на полиці 2-3 роки.

Внутрішній опір акумулятора досить умовна величина, оскільки батарея - це нелінійний прилад і така величина як внутрішній опір не залишається постійною, а залежить від ряду факторів і постійно змінюється. Внутрішній опір АКБ залежить від робочої площі пластин акумулятора, якості електрохімічного контакту електроліту з пластинами . Кажуть, що за внутрішнім опором акумулятори діляться на добрі та погані. Тут діє принцип – що більше опір акумулятора, то гірше. За інших рівних параметрів слід віддати перевагу АКБ з меншим внутрішнім опором. Так, максимальний струм розряду у батареї з високим внутрішнім опором має бути нижчим.

Струм заряду. У документації на джерела резервного живлення завжди вказується струм заряду акумулятора. Струм заряду, який становить 10% від ємності акумулятора, може вважатися оптимальним. Так при струмі заряду 10А мінімальна ємність акумулятора повинна становити 55Агод, оптимальна - 100Агод і максимальна - 150Агод

Кількість циклів заряду і розряду для конкретного хімічного джерела та його термін служби – це приблизно те саме. Термін служби також характеризує якість виготовлення акумулятора. Якщо не враховувати критичні режими, пов'язані з підвищенням температури, числом циклів і визначається час служби. Кількість циклів визначається конструкцією акумулятора багато в чому залежить від глибини розряду.

Гелевий акумулятор (детальніше нижче) для безперебійного живлення при рівні втрати енергії 75% забезпечує 800 зарядно-розрядних циклів. Якщо цей показник зменшується до 25%, кількість циклів досягає 2500. Акумулятори технології AGM (докладніше нижче), за якою виробляється більшість акумуляторів для ДБЖ, забезпечує до 400 циклів заряду/розряду. Погане складання (неякісні пластини, забруднені свинцеві сплави) може в рази знизити це число.

На тривалість роботи акумулятора помітний вплив робить підвищення температури. При температурі експлуатації +30°C у акумуляторів із кислотним електролітом та свинцевими електродами термін служби скорочується на 30%.

Не варто розраховувати на те, що батарея з терміном служби 5 років вірою правдою працюватиме весь цей термін навіть при щоденних відключеннях електроенергії. Але, що вона пропрацює довше, ніж батарея з терміном служби 1 рік - це майже напевно.

З терміном служби пов'язана ще одна характеристика акумулятора – термін гарантії. Якщо ви бажаєте придбати якісний акумулятор, вибирайте той, у якого більша гарантія.

Типорозмір. Для акумуляторів ДБЖ є кілька стандартних типорозмірів. Зрозуміло, краще брати акумулятор того ж типорозміру, що й попередній – встановлення такого буде простіше та безпечніше. Іноді можна встановити на штатне місце акумулятор іншого типорозміру - більшої висоти - але тоді при складанні слід особливо уважно стежити за тим, щоб новий акумулятор не входив у контакт з корпусом або елементами схеми.

Ще одна тонкість, на яку слід звернути увагу - розташування та вид клем. Єдиного стандарту на це немає, тому для приєднання деяких акумуляторів того ж типорозміру, що і старий, може знадобитися подовжити дроти або перепаяти клеми (з пелюсткових на гвинтові або навпаки).

Проблема клем особливо актуальна для використання АКБ з інверторами, де підключення зовнішнє, а з'єднувальні кабелі потрібно виготовляти самостійно, проте таким ДБЖ байдужий типорозмір.

Види акумуляторів, що використовуються в ДБЖ:

Свинцево-кислотні акумулятори — із пластинами із свинцю та рідким кислотним електролітом. До їх переваг можна віднести надійність і низьку вартість. Такі акумулятори можуть застосовуватися в ДБЖ, лише якщо вся установка знаходиться в окремому приміщенні з гарною вентиляцією, оскільки ці пристрої виділяють газ. Крім того, вимагають доливання дестильованої води під час технічного обслуговування. При сильному розряді акумулятори такої конструкції швидко виходять із ладу. Не випускаються Full Energy.

Свинцево-кислотні акумулятори GEL (гелеві ) — із пластинами із свинцю та кислотного електроліту у вигляді силіконового гелю. За рахунок кремнієвих сполук кислота утворює желеподібну масу, тому такі акумулятори можна експлуатувати в різних положеннях, за винятком «контакти вниз».

Вони добре тримають розряд, але не здатні давати великий пусковий струм через внутрішній опір, який досить великий, відрізняються тривалою експлуатацією серед усіх необслуговуваних акумуляторів свинцевих батарей (при використанні в циклічному режимі роботи).

Гелева батарея чутлива до коротких замикань, а сильне перегрів може навіть призвести до вибуху. Саморозряд у таких акумуляторів не дуже великий, тому вони чудово підходять для застосування в тих пристроях, де розряд здійснюється протягом тривалого періоду та невеликими струмами. Число зарядів-розрядів може становити 600-800. Гелеві пристрої герметичні, не виділяють шкідливих компонентів та не вимагають технічного обслуговування.

Свинцево-кислотні акумулятори AGM (Absorbent Glass Mat) — так само є конструкцією з пластинами зі свинцю та рідким електролітом, абсорбованим у матах зі скловолокна.

Електричний опір цих акумуляторів помітно менший, ніж у гелевих, що покращує їх характеристики. AGM батарея може забезпечувати великі струми, і не така чутлива до коротких замикань.

Число зарядно-розрядних циклів зазвичай не перевищує 300-400, що менше, ніж у акумуляторів з гелевим наповнювачем, а саморозряд дещо більше. Такі пристрої повністю герметизовані, можуть працювати в будь-якому положенні і не вимагають постійного контролю. Це найдоступніший і найпопулярніший тип акумуляторів для ДБЖ.

Лужні нікель-кадмієві — замінники свинцево-кислотних. Не випускаються Full Energy. Їх маса менше, а ємність більше, добре функціонують при різних діапазонах температур. Часто використовуються у місцях зі змінним кліматом.

Саморозряд батарей, виконаних за цією технологією, не перевищує 2-3% на місяць. Крім того, вони відрізняються великою кількістю зарядно-розрядних циклів, кількість яких може сягати 1800.

До недоліків цих батарей можна віднести високу ціну та застосування у конструкції токсичних компонентів, що ускладнює їх утилізацію.

Літій-залізо-фосфатні (LiFePО4) — найновіші батареї, які мають найкращі показники попередніх типів, але їхня ціна дуже дорога. Також вирізняються дуже високими значеннями циклічності.

Відмінність Full Energy FEL та FEP АКБ

Для джерел безперебійного живлення ідеально підходять свинцево-кислотні акумулятори FullEnergy . Вони поділяються на моделі GEL (FEL серія) чи AGM (FEP серія). Їх відрізняє гелієва структура електролітного наповнювача. Така технологія вважається безпечною та сучасною. Відповідно до заявленої теми в цій статті ми не розглядатимемо літієві та лужні акумулятори, також не будемо розглядати тягові, хоча вони також гелеві, як і FEL. Та й взагалі більше приділимо уваги FEP, як найпоширенішим акумуляторам для ДБЖ, які виконані за технологією AGM.

Якщо вибирати між FEL і FEP моделями, то варто розглянути відразу кілька параметрів.

Циклічний ресурс. Тут виграє серія FEL. У гелієвих моделей ресурс у середньому вдвічі більше, ніж у АКБ для ДБЖ за технологією AGM. Ця перевага досягається за рахунок використання електролітного наповнювача підвищеної в'язкості. Платівки, вкриті ним, піддаються меншому впливу корозії. Отже, термін експлуатації вищий.

Заряд. Тут перевага на стороні FEP моделей. При помітному перевищенні показника напруги ризик кипіння та здуття батареї мінімальний. А ось в АКБ, виготовлених за технологією GEL, точність заряду має важливе значення. Навіть невелике перевищення може призвести до плачевних наслідків.

Самостійний розряд. Наприклад, саморозряд у акумуляторів FEL моделей менш інтенсивний. Тому їх доцільно застосовувати там, де розряд здійснюється малими струмами протягом тривалого часу. Наприклад, актуальними є такі акумулятори для мототехніки, джерел безперебійного живлення, систем СКУД, пожежно-охоронних систем. Але при постійному використанні резервного живлення це абсолютно не має значення.

Перегрів. Звичайно, обидві моделі краще не піддавати перегріву. Однак у батареях AGM ризику виникнення критичної ситуації практично немає. А ось гелієві акумулятори внаслідок перегріву легко можуть вибухнути. А це явна перевага моделей FEP.

Глибокий розряд. І GEL, і AGM моделі його добре переносять. Однак у випадку акумуляторів AGM краще не допускати глибину розряду більше 30 відсотків. А ось гелієві батареї в цьому плані зовсім не вибагливі. Вони легко витримують глибокий розряд і він ніяк не впливає на експлуатаційні параметри. Але у разі використання в ДБЖ глибокий розряд навряд чи станеться.

У буферному режимі батарея постійно знаходиться на підзарядці і вкрай рідко піддається глибокому розряду. У такому режимі працюють джерела безперебійного живлення та акумулятор може прослужити максимально довго. Головне завдання безперебійника дати час штатно завершити роботу комп'ютера або іншого керованого навантаження, причому сам ДБЖ може давати команду на автоматичне завершення роботи при досягненні певного % заряду акумулятора.

Розмір пускового струму. У AGM моделей величина пускового струму більша. Однак у випадку з АКБ для ДБЖ це принципового значення не має. А ось якщо ви використовуєте акумулятор для запуску двигуна авто, тоді різниця важлива. Для цього краще вибрати саме FEP батареї, звичайно, якщо немає FE-DZM.

Експлуатація. Акумулятори AGM та GEL можуть використовуватися практично у всіх положеннях. Виняток становить експлуатація «догори дном». У гелієвих моделей все ж таки варто виділити одну перевагу. Допустимо їх використання при дрібних дефектах корпусу. При таких пошкодженнях електроліт не витікатиме завдяки в'язкій структурі.

Для кращого розуміння різниці між FEL і FEP пропонується розглянути таблицю:

Тож чим хороші акумулятори FEP?

Гелева технологія (FEL) конструктивно аналогічна AGM (FEP), тільки електроліт абсорбований не скловолокном, а загущений силікагелем. Такі акумулятори стійкіші до глибоких розрядів.

Гелеві АКБ не орієнтовані працювати в буферному режимі, який застосовується в ДБЖ. Їхня проектна мета – циклічне використання. Гелеві акумулятори пропонують значно більше циклів, ніж AGM технологія. Іншими словами, вартість циклу заряду/розряду найнижча у гелю. АКБ FEL підходять для випадків коли часто потрібне використання всієї ємності батарей. Місткість може бути розрахована виходячи з середніх значень. Якщо електрику відключають на 2-3 год., то й ємність підбирають, виходячи з цих показників – на 2,5 год.

АКБ FEP підходять для короткочасного відключення від основного електроживлення. При їх виробництві використовують високоякісний свинець, а також електроліт зі спеціальними присадками, які виступають інгібіторами процесу сульфатації та корозії. Ці акумулятори справно і коректно віддають свою ємність протягом тривалих (від години і більше) розрядів, здатні швидко заряджатися (струмом до 0.3С), їх ємність зазвичай відповідає заявленій.

Однак ці акумулятори погано переносять короткі розряди. Через високий внутрішній опір вони сильно просаджуються по напрузі на високому навантаженні і швидко сідають. Більше того, вони можуть швидше вийти з ладу. Місткість повинна бути із запасом, щоб уникнути повної розрядки. Наприклад, зазвичай живлення може не бути 3 год. Тоді ємність беруть із розрахунку 4-5 год (вносяться поправки на коефіцієнт використання ємності). Саме така технологія найбільше підходить для ДБЖ до системи опалення через адекватне співвідношення ціни та якості.

Як бачите, вибір кращої технології залежить від поставлених завдань. Так, гелеві акумулятори FEL будуть затребувані, де часто доводиться мати справу з глибоким розрядом батарей або циклічним режимом роботи (сонячні панелі, вітряки, електромотори). AGM-технологія FEP краща при роботі в буферному режимі в системах резервного живлення.

AGM акумулятори FullEnergy зарекомендували себе як надійні джерела живлення, які чудово працюють у комплексі з інверторними перетворювачами. Такі ДБЖ часто використовуються для резервного живлення житла та систем опалення.

Практика показала, що оптимальним варіантом для використання в побутових джерелах аварійного живлення може бути акумулятор FEP-12100: AGM для ДБЖ 12V ємністю 100Агод. Акумулятор FullEnergy FEP-12100, при відключенні мережі, забезпечує роботу опалювального котла потужністю 150 Вт протягом 8 годин. Батарея виготовлена за технологією AGM, здатна короткочасно забезпечити великий пусковий струм та розрахована на термін служби 12 років. Струм заряду акумулятора становить <25А, а саморозряд не перевищує 3% на місяць.

Порівнявши типи та технічні характеристики сучасних акумуляторів, можна зробити висновок, що найкраще для використання в побутовому ДБЖ підійде батарея, виконана за AGM технологією та має ємність не менше 100 ампер-год. Такі акумулятори оптимальні за співвідношенням ціна/ємність, абсолютно безпечні та доступні за вартістю.