باتری یو پی اس و انواع آن

باتری یو پی اس چیست؟

با توجه به پیشرفت تکنولوژی، شرکت­‌ها و سازمان‌ها از جمله کارخانه‌های صنعتی، دفاتر، بیمارستان­‌ها، سازمان­‌های دولتی و … به انرژی الکتریکی مداوم نیاز دارند. این مسئله بسیار مهم است که برق مصرفی به صورت بی‌وقفه و ممتد باشد، به همین دلیل بسیاری از مشاغل یک منبع برق بدون وقفه (UPS) تهیه و نصب می­‌کنند. یکی از مهم­ترین بخش­‌های یو پی اس، خرید باتری یو پی اس می‌باشد که انرژی مورد نیاز را فراهم می­‌کند و باعث ایجاد اطمینان خاطر در فراهم نمودن جریان پیوسته و با کیفیت برای کاربر خواهد شد.

از این رو شناخت انواع باطری یو‌ پی اس به دلیل حساسیت بالا و مراقبت از دستگاه‌های الکترونیکی بسیار مهم است.

در این مقاله سعی داریم با شناسایی انواع مختلف باتری­‌ها، مقایسه، بررسی ویژگی‌ها و نحوه عملکرد آن‌ها شما را در انتخاب و تهیه باتری­‌ها یاری کنیم.

در ابتدا به شناسایی باتری­‌ها می­‌پردازیم سپس انواع آن­‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

باتری چیست و در انتخاب باتری یوپی اس به چه مواردی باید توجه کرد؟

باتری یک سیستم الکتروشیمایی برای ذخیره انرژی است که انرژی را به صورت شیمیایی ذخیره می‌کند و در زمان دشارژ آن را تبدیل به انرژی الکتریکی می‌کند.

باتری در سایز و شکل­‌های مختلف وجود دارد که در این مقاله تمرکز ما باطری­ یو پی اس می‌باشد.

پارامترهایی که در انتخاب باطری یو پی اس باید مورد توجه قرارگیرند:

1. 1. زمان شارژ مورد نیاز شارژ باتری
   2. زمان مورد نیاز برق‌­دهی به هنگام دشارژ باتری­‌ها
   3. طول عمر مورد نیاز
   4. شرایط محیطی (رطوبت، دما و …)
   5. بازده یو پی اس
   6. دشارژ نهایی
   7. ولتاژ مورد نیاز برای شارژر باتری­‌ها
   8. برند باتری
   9. آمپر و ولتاژ باتری

انواع باتری یو پی اس کدامند؟

باطری یو پی اس انواع مختلفی دارد که می‌­توان به موارد زیر اشاره کرد:

• سرب اسید | Lead-acid
• نیکل کادمیم | Nickel-cadmium
• لیتیوم یون | Lithium-ion

باتری سرب اسید (Lead-acid):

در بیشتر موارد از این نوع باطری یو پی اس استفاده می‌­شود که دارای ویژگی­‌های زیر می­‌باشد:

1. کارایی بالا
2. بازدهی بالا
3. امپدانس داخلی پایین
4. قابلیت تحمل در شرایط نگهداری نادرست (شارژ بیش از حد، دشارژ بیش از حد، ریپل جریان شارژ بالا)
5. قیمت مناسب

در باتری­های سرب اسید از الکترولیت­هایی که شامل آب، سولفوریک اسید و صفحه­ های ساخته شده از سرب می­‌باشد استفاده شده است.

این باطری یو پی اس در کاربردهای توان بالا در جایی که وزن اهمیت چندانی ندارد یک انتخاب مقرون به صرفه می‌باشد.

باطری‌های سرب اسید دارای دو مدل اصلی می‌باشند:

• VRLA (Valve egulated Lead Acid)
• Flooded

• باتری VRLA

این باتری به اسم سیلید (sealed) شناخته می‌شود. این نوع باطری یو پی اس سر بسته و قابلیت نصب در هر جهتی را دارا می­‌باشد. همچنین این باتری مجهز به یک دریچه برای تخلیه گازهای تولیدی می­‌باشد. لازم به ذکر است که در این باتری­‌ها تولید گاز خیلی به ندرت رخ می‌دهد، مانند زمانی که نرخ شارژ شدن بالا یا دشارژ سریع داشته باشیم. باتری­‎‌های VRLA نیاز به تعمیر و نگهداری مستقیم ندارند زیرا هیدروژن منتشر شده در اثر دشارژ در داخل باتری با اکسیژن ترکیب شده و به آب تبدیل می‌شود و باتری را از افزودن آب اسید به آن بی‌نیاز می‌کند.

باتری­‌های VRLA با توجه به ترکیب بندی الکترولیت دارای دو نوع اصلی زیر می‌­باشد:

• AGM (Absorbed Glass Material) : جایی که الکترولیت درون یک جدا کننده شیشه میکروفیبر نگهداری می‌شود.
• Gel : که دارای ژل الکترولیت ساخته شده از مخلوط اسید سولفوریک و سیلیس است.

در کاربردهای مختلف یوپی اس به طور معمول از باتری‌های VRLA AGM استفاده می‌شود، زیرا دارای ویژگی‌های زیر می‌باشد:

1. مقاومت داخلی پایین
2. توان خالص بالا
3. بازدهی بالا
4. خود دشارژی پایین
5. قیمت خرید متوسط
6. قابلیت شارژ سریع
7. جریان­‌دهی بالا

• باتری Flooded (غوطه ­ور در اسید)

این باتری یو پی اس دارای صفحه‌های غوطه‌ور در الکترولیت اسید است. از آنجایی که سیلید نمی‌باشند هیدروژن تولید شده در حین بهره برداری مستقیماً وارد محیط می­‌شود.

بنابراین سیستم­‌های تهویه باید به نسبت VRLA قدرتمندتر و اندازه مناسبی داشته باشند.

در بیشتر موارد بانک باتری­‌ها در محفظه پلاستیکی یا فلزی (غیر رسانا و غیر قابل اشتعال) اختصاصی مستقر می­‌شوند. این باتری­‌ها باید به صورت ایستاده نگه داشته شده و کارکنند و سطح آب آن­‌ها به صورت دستی بالا نگه داشته شود. این باتری‌ها دارای طول عمر متوسط و قابلیت اطمینان نسبتاً خوب و قیمت مناسب می­‌باشند.

باتری نیکل کادمیم (Nickel-Cadmium)

الکترود­های باتری نیکل کادمیم از نیکل هیدروکسید (صفحه مثبت) و کادمیم هیدروکسید (صفحه منفی) ساخته شده­‌اند. در این باتری‌ها الکترولیت، محلول قلیایی هیدروکسید می‌باشد. باتری‌های نیکل کادمیم دارای طول عمر بالا (عموماً20 سال به بالا) و توانایی سازگاری با تغییرات زیاد دما (20- درجه تا 40+ درجه) می‌باشند. همچنین دارای چرخه عمر بالا و قابلیت دشارژ سریع (deep discharge) می‌باشند.

هزینه نگهداری باتری‌های نیکل کادمیم خیلی بیشتر از مدل‌های VRLA می‌باشد.

دیگر مزیت وابسته به مقاومت داخلی پایین می‌باشد که چگالی توان بالا با قابلیت شارژ سریع را به همراه دارد. زمان شارژ باتری­‌های نیکل کادمیم خیلی زیاد است به ویژه اگر به طور کامل تخلیه شده باشد. این مدل باتری­ یو پی اس محافظت بالایی در برابر استفاده غیر استاندارد دارند به عنوان مثال می­‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. شارژ بیش از حد
2. دشارژ بیش از حد
3. ریپل جریان شارژ بالا

علاوه بر این نیکل و کادمیم هر دو سمی می­‌باشند و فرآیند بازیافت این باتری­‌ها هزینه­‌بر می‌باشد. همچنین باتری­ یو پی اس نیکل کادمیم نیاز به تعمیر و نگهداری دوره‌ای دارند.

باتری لیتیوم یونی (Lithium-ion)

در باتری­‌های لیتیوم یونی کاتد از اکسید فلز و آند از گرافیت کربن ساخته شده است که هر دو در الکترولیت مایع ساخته شده از نمک لیتیوم و حلال خالص غوطه‌ور می‌باشند. در زمان دشارژ، یون­‌ها از طریق الکترولیت از آند به سمت کاتد جریان می‌یابند و در زمان شارژ یون‌ها در جهت معکوس از کاتد به سمت آند جریان می‌یابند.

انتخاب باتری یو پی اس به عوامل مختلفی بستگی دارد از جمله:

1. ولتاژ سلول
2. ظرفیت
3. انرژی
4. قابلیت انتقال توان
5. دمای بهره‌­برداری

یک روش معمول برای تشخیص مدل­‌های مختلف باتری‌های یو پی اس لیتیوم یونی توجه به ترکیب بندی‌های کاتد می‌باشد.

انواع باتری‌های لیتیوم یونی بر اساس ترکیب‌ بندی‌های مختلف برای کاتد به صورت زیر می‌­باشد:

1. لیتیوم کبالت اکسید (LCO)
2. نیکل کبالت آلومینیوم (NCA)
3. اکسید لیتیوم نیکل منگنز کبالت (NMC)
4. لیتیوم منگنز اکسید (LMO)
5. لیتیوم آهن فسفر (LFP)
6. لیتیوم تیتانیوم اکسید (LTO)

باتری­‌های اکسید نیکل منگنز کبالت، اکسید لیتیوم منگنز و لیتیوم آهن فسفر به دلیل طول عمر طولانی­‌تر، ایمنی بالا و چگالی توان بالا بیشترین کاربرد را در یو پی اس دارند.

برخی از شرکت­‌ها بسته به نیازی که دارند با ترکیب چند باتری، مدلی ویژه را برای خود تشکیل می­‌دهند. برای مثال با ترکیب اکسید لیتیوم منگنز و کبالت منگنز نیکل می­توان باتری یو پی اس تولید کرد که قادر به تولید بیش از 200 کیلو وات برق مداوم در چند دقیقه می­‌باشد. مقایسه این خانوده مختلف از باتری‌های لیتیوم یونی از حوصله این مقاله خارج می‌باشد، زیرا جنبه‌های زیادی از تکنولوژی در کارایی این باتری­‌ها نقش بازی می‌کنند. سازندگان باتری­‌های یو پی اس تکنولوژی‌های مختلفی را برای بهبود کارایی ترکیب می‌کنند.

نتیجه گیری

تا اینجا متوجه شدیم که باتری­‌های یو پی اس دارای نوع و ویژگی­‌های متفاوتی می­‌باشند و مصرف کننده می­‌تواند طبق دانش خود و نحوه استفاده، باتری مورد نظر خود را تهیه کرده و از آن به بهترین نحو استفاده کند. برای مثال باتری­‌های سیلید اسید نسبت به باتری نیکل کادمیم و لیتیوم یون دارای قیمت پایین‌تری می‌باشد و بیشتر برای یوپی اس استفاده می­‌شود ولی کارایی و طول عمر پایین­ تری دارند.

لازم به ذکر است شناسایی باتری مورد نظر و بررسی فاکتور­های مختلف جهت تهیه باتری از اهمیت بالایی برخوردار است. در این راستا لازم است با متخصصین این حوزه مشورت کنید. مهندسان شرکت بهراد با در نظر گرفتن تمامی نکات شما را در این کار یاری کرده و بهترین باتری را به شما ارائه می‌دهند.

خرید باتری یو پی اس

باتری‌های شرکت مهرآذین بهراد باتری‌های برند نیل می‌باشند که از با کیفیت‌ترین باتری‌های موجود در بازار ایران است. باتری­‌های برند نیل دارای تأییدیه­‌ها و گواهی نامه‌های متعددی است از جمله: گواهی استاندارد بین المللی IEC 60896-11، استاندارد ISO 9001، تأییدیه پژوهشگاه نیرو و عضویت در سندیکای صنعت برق ایران. برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص مشخصات باتری‌های شرکت مهرآذین بهراد به صفحه باتری نیل مراجعه فرمایید.

در صورتی که به دنبال خرید یو پی اس و باتری برای آن هستید، یا برای یو پی اس‌های خود نیاز به تهیه یا تعویض باتری دارید همین حالا با کارشناسان فنی مهرآذین بهراد تماس بگیرید تا با شناسایی نیاز شما بهترین و مقرون به صرفه‌ترین گزینه را به شما پیشنهاد بدهیم.