ИБП с литиевыми аккумуляторами: выбор и особенности эксплуатации

До сих пор стабильность электропитания остается серьезной проблемой, с которой сталкиваются как домашние, так и бизнес-пользователи, работающие в офисе. Для ноутбуков сбои питания не так страшны благодаря наличию собственной аккумуляторной батареи, а если речь идет о настольных ПК, то нарушения питания могут привести к потере данных, сбоям в работе систем и даже повреждению оборудования. Источники бесперебойного питания (ИБП) решают эту проблему, обеспечивая непрерывную подачу энергии при возникновении перебоев. Роль ИБП особенно важна в регионах, где (или рядом) происходят катаклизмы либо военные действия. ИБП условно классифицируются по типу работы и уровню защиты, который они предоставляют.

Резервные или офлайновые

Это наиболее простые и доступные по цене ИБП. Они подключаются между сетевым питанием и компьютером и в нормальных условиях пропускают питание напрямую. При перебоях они автоматически переключаются на питание от аккумулятора. Однако задержка переключения может составлять несколько миллисекунд, что не всегда подходит для чувствительного оборудования. Такие ИБП целесообразно использовать в условиях, когда стабильность электропитания на высоком уровне, а скачки напряжения в сети отсутствуют.

Линейно-интерактивные

Эти ИБП предоставляют более высокий уровень защиты, чем резервные. Они оснащены автоматическим регулятором напряжения (AVR), который сглаживает колебания без перехода на батарею. Это увеличивает срок службы аккумулятора и обеспечивает более стабильное питание и, соответственно, сохранность оборудования. Подобные ИБП нужны, если ПК работают в районе или городе, где электрическая сеть подвержена колебаниям напряжения, таким как провалы (понижение) и всплески (повышение). Применение линейно-интерактивных ИБП целесообразно в условиях, где требуется надежная и экономичная защита от проблем с электропитанием, но нет необходимости в самом высоком уровне защиты, предлагаемом онлайновыми ИБП. Они поддерживают баланс между стоимостью и функциональностью, обеспечивая защиту оборудования от нестабильности электросети и продлевая срок его службы.

Онлайновые или двойного преобразования

Наиболее продвинутые ИБП непрерывно преобразуют входящее переменное напряжение в постоянное, а затем снова в переменное. Это обеспечивает оптимальное выходное напряжение без каких-либо перебоев или искажений. Применять их рекомендуется в случаях, когда требуется максимальная защита оборудования от любых проблем с электропитанием. Такие ИБП обеспечивают непрерывное и чистое питание, независимо от качества входной электросети. Они понадобятся в ситуациях, при которых даже кратковременные перебои или колебания напряжения недопустимы. Это может быть серверное оборудование, медицинские и телекоммуникационные устройства и т. д. Для обычных офисных ПК такие ИБП, как правило, не используются. Разве что это могут быть ПК, применяемые на биржах и в финансовых учреждениях, а также для научных расчетов, где малейший сбой может повлиять на результат работы.

Типы аккумуляторов

Ключевым элементом ИБП является аккумуляторная батарея (АКБ). Аккумуляторная батарея имеет свой срок службы. Это расходный материал, который можно приобретать и заменять подобно картриджу в принтере. От аккумулятора зависит надежность и эффективность работы ИБП. На рынке офисных ИБП используется три вида аккумуляторов. Многие ИБП поддерживают разные типы аккумуляторных батарей. Например, производитель поставляет свой продукт с предустановленными свинцово-никелевыми аккумуляторами, но по желанию заказчика их можно заменить на литиево-ионные. Бывают и модели с поддержкой внешних АКБ, можно использовать тот тип батарей, что нужен пользователю.

Свинцово-кислотные (VRLA, Valve Regulated Lead Acid) аккумуляторы — это наиболее распространенный тип благодаря своей надежности и низкой стоимости. Они герметичны и не требуют обслуживания, но имеют относительно большой вес и объем. Срок службы обычно составляет 3–5 лет. Низкая энергоемкость, небольшой срок службы, медленная зарядка, а также риски для экологии — все это непреодолимые технологические недостатки VRLA-аккумуляторов. Однако у них есть два преимущества — очень доступная стоимость и широкий выбор.

Более надежными считаются никель-кадмиевые (Ni-Cd) аккумуляторы. Они имеют долгий срок службы и устойчивость к экстремальным температурам, но содержат токсичные материалы (кадмий), что усложняет их утилизацию. Кроме того, они подвержены «эффекту памяти», что может снизить их емкость при неправильной эксплуатации. Если их неоднократно заряжать и разряжать не полностью, они могут «запоминать» более короткий цикл, что приводит к уменьшению доступной емкости.

Наиболее надежными и современными являются литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы. Они отличаются высокой энергоемкостью и длительным сроком службы и становятся все более популярными в ИБП. Li-Ion-аккумуляторы имеют более высокую плотность энергии, что позволяет хранить больше заряда в меньшем объеме. Это приводит к уменьшению размеров и веса ИБП, что особенно важно в офисных помещениях с ограниченным пространством. Срок службы Li-Ion-аккумуляторов может достигать 10 лет и более, что вдвое превышает срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов. Это снижает расходы на обслуживание и замену аккумуляторов в долгосрочной перспективе. Кроме того, Li-Ion-аккумуляторы заряжаются значительно быстрее, обеспечивая более быстрое восстановление полной емкости ИБП после срабатывания. Это важно в условиях частых перебоев в электроснабжении. Аккумуляторы данного типа имеют низкий уровень саморазряда, сохраняя заряд на протяжении длительного времени без использования. Такой ИБП можно долго хранить без применения, а в случае необходимости включить — и он сразу же будет готов к работе. Наконец, важно отметить отсутствие «эффекта памяти»: Li-Ion-аккумуляторы не страдают от этого недостатка, что упрощает их эксплуатацию и поддерживает стабильную производительность.

Расскажем о нескольких современных моделях ИБП, которые могут работать на базе Li-Ion-батарей, которые можно купить в нашей стране. Мы не претендуем на полноценный тест или сравнительный обзор, но постараемся раскрыть конкурентные возможности каждой модели.

ABSolite Smart Li

Первым в нашем списке фигурирует «тяжеловес» - cистема аккумулирования энергии на литии для серверов и размещения в ЦОДах ABSolite Smart Li с поддержкой литиево-железо-фосфатных батарей от российской компании «Абсолютные Решения». Эти модели не относятся к какому-либо определённому типу ИБП, а служат в качестве энергоэффективных и надежных аккумуляторных блоков для различных типов ИБП. ABSolite Smart Li представляет собой шкаф, содержащий последовательно соединенные аккумуляторные модули в количестве, достаточном для поддержания определенной нагрузки в заданный период времени. При необходимости увеличения емкости, несколько таких шкафов могут быть объединены параллельно. Номенклатура представлена аккумуляторными модулями напряжениями 51,2 В и 64 В, ёмкостью от 40 Ач до 120 Ач. Модули требуемой емкости смонтированы в отдельных шкафах (кластерах), шириной с 19-дюймовую стойку, которые могут объединяться в одну систему.

Cистема ABSolite Smart Li предлагает пользователям широкий набор функций. Она обеспечивает централизованный онлайн-мониторинг, позволяющий выполнять оперативный поиск неисправностей с целью минимизации времени простоя оборудования. Пользователи могут просматривать текущую информацию о работе объекта и параметрах системы на встроенном ЖК-мониторе, а также управлять настройками системы и режимами её работы. В случае нарушений в работе АКБ или системы срабатывает сигнализация, что позволяет своевременно реагировать на возможные проблемы. Кроме того, система позволяет управлять несколькими кластерами АКБ с одного монитора. Мониторинг параметров рабочей среды и текущих технических характеристик осуществляется с помощью специального набора датчиков, встроенных в каждую АКБ, информация с которых передается на экран монитора. Архитектура систем ABSolite Smart Li позволяет также проводить диагностику состояния аккумуляторных батарей.

Подробнее об этой серии устройств вы можете прочесть по данной ссылке.

Вымпел ИБП-122

Отечественный источник бесперебойного питания резервного типа от НПП «Орион». Активная мощность составляет 300 Вт, пиковая мощность 900 Вт, емкость 960 А•ч. ИБП генерирует напряжение «чистый синус». Этот термин означает напряжение с идеальной синусоидальной формой волны, аналогичной той, что мы получаем из стандартной электрической сети. Модель предназначена для обеспечения бесперебойного питания не только компьютерного, но и другого электрооборудования, требующего для своей работы переменного напряжения синусоидальной формы при перебоях напряжения питающей сети.

В режиме работы от сети выходное напряжение соответствует входному сетевому напряжению. При работе от аккумуляторной батареи устройство выдает напряжение 220 В ±5% с частотой 50 Гц. Время перехода между режимами от сети и от аккумуляторной батареи составляет всего 0,02 с, что обеспечивает непрерывное питание подключенных устройств.

Модель оснащена защитой от перегрузки и короткого замыкания, что повышает безопасность эксплуатации. Прибор способен работать с любыми типами нагрузок, обеспечивая стабильное питание. Подключение осуществляется к клеммам аккумуляторной батареи, а с большинством типов внешних аккумуляторов, в том числе и Li-Ion, делает его универсальным в использовании.

Eaton 9SX 1500i (9SX1500I)

Модель от американской компании Eaton. Производитель покинул российский рынок, однако локальная партнерская сеть работает, продает продукцию и оказывает сервисную поддержку. Eaton 9SX 1500i (9SX1500I) — это устройство класса онлайн с Li-Ion-аккумулятором и двойным преобразованием. Оно обеспечивает синусоидальное выходное напряжение во всех режимах работы и имеет нулевое время переключения на аккумуляторы. ИБП поддерживает мощность 1500 В•А/1350 Вт.

Читайте также

BPM и CRM как два кита современного бизнеса

Существует точка зрения, согласно которой в условиях экономической нестабильности стратегическое планирование потеряло смысл. Однако даже в условиях «турбулентности» работать без планирования невозможно, просто бизнес стал чаще пересматривать свои планы. На примере CRM- и BPM-решений расскажем, какие инструменты выбирает бизнес для реализации своей стратегии и чем этот класс систем полезен в планировании.

Топология двойного преобразования обеспечивает постоянный мониторинг и регулирование напряжения и частоты, гарантируя высокое качество электропитания без перебоев. Высокий выходной коэффициент мощности 0,9 позволяет обеспечить до 28% больше мощности, чем другие ИБП в своем классе, а значит, есть возможность подключения большего количества оборудования. Трехступенчатая система зарядки батарей продлевает их срок службы до 50%, снижая затраты на обслуживание и замену аккумуляторов.

Данный ИБП позволяет контролировать количество потребляемых киловатт-часов через дисплей или прилагаемое ПО. Имеется возможность автоматизировать отключение не критичного оборудования для увеличения времени работы основных систем от батареи. Можно подключать до четырех дополнительных внешних батарейных модулей с возможностью горячей замены для увеличения времени резервного питания. Стоит отметить, что Eaton 9SX 1500i можно установить как на пол или другую поверхность, так и в серверную стойку.

CyberPower CP900EPFCLCD

Компания CyberPoower основана в Европе. Она продает свою продукцию по всему миру, в том числе и в России. Об уходе из нашей страны вендор не сообщал. CyberPower CP900EPFCLCD — это линейно-интерактивный ИБП с чистой синусоидой на выходе, предназначенный для защиты рабочих станций, серверного и сетевого оборудования. Он обладает мощностью 900 В•А/540 Вт («чистый синус»).

Одна из ключевых особенностей этого ИБП — технология, повышающая эффективность работы и снижающая энергопотребление, что сокращает расходы на электроэнергию. Функция автоматической регулировки напряжения обеспечивает стабильное и безопасное питание подключенных устройств, защищая их от перепадов напряжения. Дополнительная защита линий передачи данных охраняет телефонное, сетевое и другое коммуникационное оборудование от вредных импульсов и электромагнитных шумов.

Кроме того, ИБП совместим с программным обеспечением для управления и мониторинга энергопотребления, а предусмотренная возможность замены свинцово-кислотной батареи на литиево-ионную расширяет потенциал модели.

Eltena Monolith E1000LT

Модель от российской компании «Интеллиджент Пауэр». Представляет собой однофазный онлайн-источник бесперебойного питания с двойным преобразованием напряжения, мощностью 1000 В•А/900 Вт («чистый синус»). Он разработан для защиты и обеспечения длительной автономной работы ИТ- и телекоммуникационного оборудования, инженерных систем. Работает с внешними батареями, в том числе Li-Ion.

Широкий диапазон входного напряжения 110–300 В без перехода на батареи при нагрузке до 50% предусматривает работу даже при значительных отклонениях в сети. Функция холодного старта позволяет включить ИБП без наличия сетевого напряжения, используя энергию от батарей. Зарядное устройство повышенной мощности (до 6 А) сокращает время восстановления емкости батарей. Имеется слот для установки SNMP-карты, благодаря которому можно проводить удаленный мониторинг и управление ИБП через веб-браузер.

Вместо заключения. Рекомендации по замене свинцово-кислотной батареи на литий-ионную

Многие ИБП созданы для работы со свинцово-кислотными батареями. Li-Ion-батареи имеют другие характеристики заряда и разряда, поэтому необходимо убедиться, что ИБП может корректно функционировать с Li-Ion-батареями или имеет возможность настройки под них. Такие батареи требуют наличия в ИБП BMS (Battery Management System) электронной платы, предназначенной для контроля процессов зарядки и разрядки, отслеживания состояния аккумулятора и его компонентов, а также регулирования температуры и учета циклов работы. Нужно убедиться, что батарея, которую вы устанавливаете, совместима с BMS.

Необходимо рассчитать нужную емкость батареи и требуемое время автономной работы. Для этого рекомендуется подсчитать суммарное энергопотребление подключаемого к ИБП оборудования (ПК, серверов и т. д.) и сопоставить эти данные с заявленными возможностями ИБП по времени автономной работы при различных нагрузках и емкостях АКБ. Убедитесь, что аккумулятор способен принимать максимальный ток заряда, который обеспечивает ИБП. Например, если ИБП обеспечивает ток заряда 6 А, аккумулятор должен быть рассчитан на такой ток без риска перегрева или сокращения срока службы. Таким образом, нужно подобрать батарею с такой емкостью, которая обеспечит необходимое время работы. Важно учесть, что Li-Ion-батареи обладают высокой энергетической плотностью, что позволяет получить больше емкости при меньших размерах.

Не менее важна и внешняя совместимость. Габариты аккумулятора должны подходить для размещения в предназначенном для него пространстве или батарейном отсеке. Тип соединения (разъемы или клеммы) аккумулятора должны быть совместимы с кабелями ИБП. После выбора нужной АКБ желательно проконсультироваться с производителем ИБП либо авторизованным сервисным партнером относительно корректности и полной совместимости.