Як вибрати батарею, акумулятор

Акумулятор – джерело струму, що зберігає та накопичує електроенергію. Працює в парі з ДБЖ (джерелом безперебійного живлення) / фотоелектричною системою (сонячною електростанцією). В останньому випадку акумулятор заряджається від сонячних панелей за допомогою інвертора. При цьому інвертор може працювати як ДБЖ, використовуючи енергію від батареї.

Важливо: акумулятори, які використовуються у більшості безперебійників, повинні бути пристосовані до роботи в буферному режимі (регулярна підзарядка, а глибокий розряд відбувається рідко).

Змінний блок акумуляторів – вигідно відрізняється від класичного акумулятора простотою заміни та обслуговування. Тим самим користувачеві не доведеться відключати ДБЖ та припиняти роботу споживачів.

Зовнішній батарейний блок – додатковий акумулятор, який збільшує час автономної роботи ДБЖ/інвертора для фотоелектричної системи. Дані пристрої мають досить високу ємність.

• Акумулятор
• Змінний блок акумуляторів
• Зовнішній батарейний блок

Батареї для квартир, будинків, офісів

Для резервного живлення квартир, будинків, офісів найчастіше вибирають акумулятори AGM ємністю 100-400 Аг. Конкретне значення визначається сумарною потужністю побутової техніки та необхідним часом автономної роботи. Ці батареї забезпечують електроживлення комп'ютера, роутера, холодильника, опалювального котла, освітлювальних приладів. У невеликих офісах використовують акумулятори на 100-250 Аг.

Оптимальна ємність батареї (для навантаження 500 Вт):

• 2 години автономної роботи – 125 Аг;
• 4 години автономної роботи – 250 Аг;
• 8 годин автономної роботи – 500 Аг.

Акумулятори великої ємності набувають і для фотоелектричних систем (враховується потужність сонячної електростанції):

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

AGM – вдосконалений свинцево-кислотний акумулятор. Позитивні якості: невисока ціна, можливість повноцінної роботи в буферному режимі, мінімальний саморозряд. Батарея не боїться високих та низьких температур, а також глибокого розряду. Мінуси: чутливість до перезаряду, низька енергетична густина, малий термін служби (500 циклів заряд/розряд). AGM найчастіше вибирають для ДБЖ.

GEL (гелевий) – добре переносить глибокий розряд, перепади температур і має найбільший ресурс серед свинцево-кислотних батарей (понад 1000 циклів). Інші переваги: хороша ємність, стійкість до глибокого розряду. Недоліки: висока ціна, пристосованість до циклічного режиму роботи. Такі батареї підходять лише для ДБЖ, які використовуються майже щодня.

LiFePO4 (літій-залізо-фосфатний) – один із найдовговічніших акумуляторів (2500-3500 циклів і більше). Характеризується високою енергоємністю, низьким саморозрядом, не боїться перезарядів. Швидко заряджається від підвищених струмів, забезпечує стабільну вихідну напругу практично до повного розряду та працює у широкому діапазоні температур. Мінус – дуже висока вартість.

Li-Ion (літій-іонний) – позбавлений «ефекту пам'яті», при цьому має компактні габарити і швидко заряджається. Ще одна перевага – тривалий життєвий цикл (до 1000). Порівняно з LiFePO4, така батарея має більш високу щільність енергії та коштує дешевше (на одиницю ємності). Але літій-іонний акумулятор погано переносить високі та низькі температури, а також перевантаження.

AGM-Carbon (свинцево-карбоновий) – відрізняється підвищеною кількістю циклів (до 2000). Інші плюси: стійкість до глибокого розряду, низьких та високих температур, висока густина енергії, швидка зарядка. Батарея мало схильна до короткого замикання. Мінуси: швидке зношування (при розрядці більше 30% від ємності), не підходить для приладів, які споживають великі струми.

GEL-Carbon (гелево-карбоновий) – за своїми характеристиками нагадує свинцево-карбоновий, але служить довше.

Карбонові акумулятори чудово підходять для сонячних електростанцій.

За такою характеристикою оцінюють сумісність батареї із джерелом безперебійного живлення/інвертором. Напруга на виході акумулятора повинна відповідати аналогічному параметру безперебійника/інвертора.

Орієнтовна напруга на виході:

• ДБЖ / інвертори для побутових приладів – 6В, 12В та 24В;
• безперебійники для серверів – 72В;
• ДБЖ для промислового обладнання – до 384В.

Даний параметр визначає час автономної роботи ДБЖ/інвертора як безперебійник. Одиниця виміру – ампер-година (Аг). Чим більша ємність, тим довше пропрацює пристрій (при однаковому навантаженні). У той же час збільшується вага, габарити та вартість акумулятора.

Вибір батареї по ємності робиться виходячи з сумарної потужності підключеної до ДБЖ техніки, напруги акумулятора на виході та інтервалу часу, протягом якого відсутня електрика.

Спочатку вольтаж акумулятора (найчастіше 12В) множиться на 0.8 (коефіцієнт ємності). Потім сумарну потужність приладів слід розділити на раніше отриманий результат. Ця цифра означає кількість енергії, яку споживає обладнання за 1 годину роботи від ДБЖ. Далі відповідне число множиться на час, протягом якого можлива відсутність електрики.

Наприклад, для живлення ПК та холодильника (500 Вт) протягом однієї години знадобиться батарея ємністю 52 Аг. До цієї цифри рекомендується додати 20% (запас) – 10 Ач. Таким чином оптимальною ємністю буде 62 Аг. Щоб коректно завершити роботу будь-яких пристроїв, зокрема ПК, необхідний акумулятор набагато меншої ємності.

При розрахунку ємності батареї для сонячної електростанції орієнтуються сумарне споживання енергії пристроями за добу.

На цей показник звертають увагу під час вибору змінного блоку акумуляторів або зовнішнього батарейного блоку. Чим більше батарей, тим більше ємність блоку і тим довше пропрацює безперебійник/інвертор в автономному режимі (при однаковій ємності батарей та потужності підключеного навантаження).

Але зі зростанням кількості батарей збільшується ціна, габарити та вага блоку. Випускаються пристрої, що з 2-40 акумуляторів.

Така характеристика залежить від технології батареї:

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

На фактичний термін служби акумулятора впливають умови експлуатації (режим, глибина розряду, температура).

Цей параметр є актуальним при покупці батареї для інвертора або безперебійника, який планується використовувати в неопалюваному приміщенні. Наприклад, літієві батареї, на відміну від AGM, заборонено заряджати при негативній температурі. Одні акумулятори розраховані на роботу за 0°C, інші витримують -40°C.

Загалом можливість експлуатації при дуже низьких температурах свідчить про високу надійність акумулятора.

Важливо: оптимальний температурний режим для батареї безперебійника коливається від 15°C до 25°C. За таких температур акумулятор прослужить максимально довго.

Вага акумулятора безпосередньо пов'язана з його габаритами та ємністю. Громіздкі та ємні пристрої зазвичай важче компактних і не таких ємних аналогів. Більшість батарей важить 0.5-25 кг, але трапляються й важчі моделі, вага яких досягає 80 кг і навіть 150 кг.

Габарити, у тому числі довжина, прямо пропорційні ємності акумулятора – чим більша модель, тим більша енергоємність. Середня довжина батарей коливається не більше 70-500 мм.

За таким показником також оцінюють габарити та енергоємність батареї. Більшість акумуляторів мають ширину 65-300 мм.

На цю характеристику також звертають увагу при покупці акумулятора. Середня висота батарей становить 95-270 мм.

При виборі акумулятора, що вбудовується в корпус ДБЖ, враховуються не тільки його габарити, але і форма – інакше куплена модель швидше за все не підійде.

Оснащення

Bluetooth – допомагає відстежувати параметри роботи акумулятора, зокрема потужність підключеного навантаження, температуру, напругу, рівень заряду. Ця інформація передається на смартфон (потрібно встановити спеціальний додаток). Важлива перевага – можливість віддаленого контролю та управління роботою батареї. Зустрічається в акумуляторах LiFePO4.

Дисплей – дозволяє контролювати параметри роботи акумулятора без використання смартфона. Але для моніторингу стану акумулятора потрібно підійти до нього. Як і в попередньому випадку, дисплеєм оснащуються літій-залізо-фосфатні моделі.

BMS – запобігає короткому замиканню, перевантаженню, перезаряду та перерозряду акумулятора. Крім того, ця електронна плата вирівнює напругу в комірках та виконує діагностику стану батареї. BMS передбачена в акумуляторах Li-Ion та LiFePO4. Такі моделі – Хороший вибір для фотоелектричних систем.