انواع باتری ups

مقاله ای در خصوص انواع باتری یو پی اس و تشریح ساختار  و مشخصات باتریهای ups و نحوه کارکرد باتری ups .

سه نوع باتری اصلی در دستگاه های UPS وجود دارد:

باتری سیلد لید اسید ( Selad Lead Acid Battery )

باتری نیکل کادمیوم ( Nickel-Cadmiun  Battrety )

باتری یو پی اس لیتیوم یون ( Lithium-Ion Batteries )

در خصوص نحوه انتخاب و ارجحیت نوع باتری عنوان “بهترین” باتری UPS وجود ندارد – انتخاب باید به صورت موردی انجام شود.

 

باتری سیلد لید اسید ( Selad Lead Acid Battery ) :

باتری سیلد اسید دارای در دو نوع مختلف تولید میگردد:

1- باتری Valve Regulated (VRLA)

2- باتری Open Vanted (VLA)

مشخصات باتری VRLA

باتری Sealed Lead-Acid که با عنوان (SLA) شناخته می شود ، این رایج ترین نوع موجود در سیستم های UPS مدرن است. آنها معمولاً با عمر طراحی 5 یا 10 ساله ارائه می شوند و بهتر است در یک اتاق خشک و دارای کنترل آب و هوا در دمای 25-20 درجه سانتی گراد نگهداری شوند.باتری های VRLA در داخل محفظه ای بسته شده اند که دارای دریچه ای است که در صورت فشار بیش از حد داخلی ، گاز را آزاد می کند ، بنابراین با اصطلاح Valve Regulated “تنظیم سوپاپ” نامیده میشود .

از آنجا که باتریهای VRLA مهر و موم شده اند ، می توان آنها را به صورت عمودی یا افقی نصب کرد ، بنابراین برای استفاده در محفظه های باتری ، سینی های رک مونت یا کابینت های خارجی مناسب هستند. علاوه بر این ، آنها به هیچگونه نگهداری مستقیم مانند پر کردن منظم با آب نیاز ندارند.باتری های VRLA معمولاً در سیستم های قدرت کمتر از 400 کیلووات مستقر می شوند.

دو نوع اصلی از ترکیبات الکترولیت در باتری VRLA  استفاده می شود:

1- فناوری باتری AGM که مخفف عبارت( absorbent glass mat ) : AGM باتری شامل الکترولیت که در یک جدا کننده شیشه میکروفیبر متخلخل نگه داشته می شود.

2-Gel Lead Acid Battery : باتری ژل اسید سرب  متشکیل  از مخلوط اسید سولفوریک و سیلیس ساخته شده است.

از مزایای دیگر فناوری AGM میتوان به هزینه کمتر ، مقاومت داخلی کمتر و میزان شارژ و دشارژ بالاتر عنوان کرد .

مشخصات باتری VLA :

این باتری ها با نام Flooded نیز شناخته می شوند که دارای صفحه هایی هستند که در اسید الکترولیت غوطه ور می شوند. آنها طول عمر طولانی دارند (تا 20 سال) و معمولاً در تاسیسات بزرگ که به ظرفیت آمپرساعت (Ah) بالایی نیاز دارند مورد استفاده قرار می گیرند.از آنجا که مهر و موم نشده اند ، هر نوع هیدروژن تولید شده مستقیماً به محیط خارج می شود. این بدان معنی است که نصب باتری های VLA به سیستم های تهویه قوی تری نیاز دارند و می توانند خطر ایمنی بیشتری داشته باشند.برای غلبه بر این خطرات ، در صورت نشت اسید ، باتری های VLA باید در یک اتاق اختصاصی با امکانات شستشو قرار گیرند. از آنجا که آنها از تهویه بالایی برخوردار هستند باید به صورت قائم نگه داشته شوند ، و سطح آب به طور دستی بالا نگه داشته شود و همپنین نمی توان از آنها در کابینت یا قفسه استفاده کرد ، به این معنی که برای محیط های اداری یا نصب مرکز داده مناسب نیستند. باتری های VLA نیز گرانتر از VRLA هستند و عمدتا در برنامه های UPS بالای 400 کیلووات مورد استفاده قرار می گیرد.

 

باتری نیکل کادمیوم ( Nickel-Cadmium )

باتری های نیکل-کادمیوم (NiCd) قبلاً یکی از گزینه های محبوب کاربردی در صنایع مخابراتی بودند و همچنان برای UPS در مکان هایی با دمای محیط بسیار بالا ، به ویژه خاورمیانه استفاده می شوند.الکترودهای باتری از هیدروکسید نیکل در صفحه مثبت و هیدروکسید کادمیوم در صفحه منفی ساخته شده اند.

از مزایای باتری نیکل کادمیوم NiCad  طراحی طول عمر 20 ساله ، توانایی کنترل طیف وسیعی از دمای محیط (-20 درجه سانتیگراد تا + 40 درجه سانتیگراد) ،و همچنین عمر با چرخه بالا و تحمل تخلیه های عمیق را ارائه می دهد.

از طرف دیگر ، باتری های NiCd UPS بسیار گران تر از انواع سنتی VRLA هستند. و از آنجا که نیکل و کادمیم مواد سمی هستند ، این امر فرآیند های دفع و بازیافت در پایان عمر باتری را بسیار گران می کند.

 

باتری های یو پی اس لیتیوم یون ( Lithium-Ion )

باتری های لیتیوم یون (Li-Ion) مدت هاست که در دستگاه های الکترونیکی مانند لپ تاپ ها و تلفن های هوشمند مورد استفاده قرار می گیرند و هم اکنون آنها عناصر اصلی رشد وسایل نقلیه الکتریکی هستند. اما اخیراً آنها در حال تبدیل شدن به گزینه ای روزافزون مناسب برای UPS ها و سایر سیستم های ذخیره انرژی مانند استفاده از انرژی فن آوری های تجدید پذیر مانند باد یا خورشید هستند.از مزایای باتری های Li-Ion می توان به قابلیت اطمینان بالاتر نسبت به باتری های VRLA / SLA سنتی اشاره کرد ، زیرا سیستم های کنترل باتری داخلی در آن ها وجود دارد که هر سلول را از نظر تغییر در عملکرد بررسی می کند.

یکی دیگر از مزایای باتری های یو پی اس لیتیوم یون این است که به دلیل تراکم قدرت و ساختار ، بسیار کوچکتر و سبک تر هستندو فضای بسیار کمتری را اشغال میکنند این امر مخصوصا در ابعاد کابینت باتری های دستگاههای پشتیبان مراکز دیتا سنتر میتواند حائز اهمیت باشد . آنها همچنین دارای شارژ سریعتر ، چرخه های طولانی تر و حداقل دو برابر عمر مفید در مقایسه با VRLA / SLA هستند.

علی رغم کاهش هزینه تولید باتری های لیتیوم یون Li-Ion در طی سال های اخیر ، همچنان گزینه بسیار گران تری از سایر انواع باطری های ups میباشد اما با این وجود،بدلیل کاهش هزینه در سایر موارد; میتواند در بازه زمانی بلند مدت گزینه بسیار اقتصادی تر تلقی شود در ادامه مطلب از ویژگیهای باتری لیتیوم یون که در بحث کاهش هزینه نسبت به سایر باتریها میتوان عنوان کرد : به  طول عمر بالاتر باتریهای لیتیوم یون که باعث توجیه هزینه اولیه بیشتر  به نسبت دیگر باتریها و مطلب دیگر اینکه، باتری لیتیوم یوم Li-Ion گرمای کمتری تولید میکند و میتواند در دمای بالاتر کار کند به این معنی که آنها به تهویه هوا کمتری نیاز دارند که همین امر میتواند هزینه های خنک کننده و همچنین مصرف انرژی را کاهش دهد .