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:
- زمان شارژ مورد نیاز شارژ باتری
- زمان مورد نیاز برقدهی به هنگام دشارژ باتریها
- طول عمر مورد نیاز
- شرایط محیطی (رطوبت، دما و …)
- بازده یو پی اس
- دشارژ نهایی
- ولتاژ مورد نیاز برای شارژر باتریها
- برند باتری
- 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:
- کارایی بالا
- بازدهی بالا
- امپدانس داخلی پایین
- قابلیت تحمل در شرایط نگهداری نادرست (شارژ بیش از حد، دشارژ بیش از حد، ریپل جریان شارژ بالا)
- 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:
- مقاومت داخلی پایین
- توان خالص بالا
- بازدهی بالا
- خود دشارژی پایین
- قیمت خرید متوسط
- قابلیت شارژ سریع
- 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:
- شارژ بیش از حد
- دشارژ بیش از حد
- 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:
- ولتاژ سلول
- ظرفیت
- انرژی
- قابلیت انتقال توان
- 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:
- لیتیوم کبالت اکسید (LCO)
- نیکل کبالت آلومینیوم (NCA)
- اکسید لیتیوم نیکل منگنز کبالت (NMC)
- لیتیوم منگنز اکسید (LMO)
- لیتیوم آهن فسفر (LFP)
- 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.