Преимущества аккумуляторов ИБП

Почему для работы с ИБП используют специально предназначенные для них аккумуляторные батареи? Если взглянуть на этот вопрос поверхностно, то необходимость в специализированных АКБ вовсе не очевидна: аккумуляторы в современном виде изобретены давно; у всех свинцово-кислотных батарей примерно одинаковый химический состав, как у электродов, так и у электролита; да и внешне они все практически одинаковые — прямоугольный корпус из полимеров и две клеммы на верхней крышке. Так почему бы не взять вместо рекомендуемых производителем ИБП батарей какие-нибудь другие, просто похожие на них, да еще и сэкономить на этом. Будет ли полноценно функционировать ИБП, сохраняя требуемое время автономной работы, если АКБ из комплекта поставки заменить, например, на автомобильные с аналогичной номинальной емкостью? Спойлер: конечно же, нет.

Попытки обеспечить резервное питание с помощью не предназначенных для этого моделей АКБ будут неэффективными не столько из-за того, что все АКБ, произведенные для других целей в целом неверно разработаны или тотально некачественны. Просто сфера защиты электропитания довольно сильно отличается от всех остальных сценариями использования батарей, причем настолько, что если АКБ не является специализированной, то она будет абсолютно неконкурентоспособной, а в большинстве случаев — и вовсе не применимой.

Попробуем разобраться, почему специализированные батареи для ИБП так превосходно «играют на своем поле» по сравнению с любыми альтернативными образцами. Для примера можно противопоставить профессиональную модель аккумулятора для ИБП «Парус электро» серии HMS и его автомобильного аналога схожей емкости из ближайшего магазина запчастей, пусть даже недешевого и обладающего известным брендом.

Особенности конструкции и эксплуатации

Типичные циклы разряда. Автомобильный АКБ рассчитан на применение для коротких интервалов разряда, но при этом с очень высокой интенсивностью. Даже если уровень заряда при этом упадет до низкого уровня — это не является критичным, так как типичный сценарий использования предполагает его немедленное пополнение сразу после короткого цикла разряда. Также из-за коротких циклов разряда при конструировании автомобильных батарей не является приоритетным учитывать так называемый эффект Пойкерта, смысл которого заключается в том, что номинальная емкость свинцово-кислотных АКБ при высокой скорости разряда не может быть доступна в полном объеме.

Требования к разрядным характеристикам батарей ИБП совсем иные, и они гораздо строже: высокая отдача может быть востребована на протяжении десятков минут, а не секунд, как у типичного автомобильного аккумулятора. Батареи серии HMS способны на такую отдачу, а стандартный автомобильный аккумулятор вряд ли справится с высокой нагрузкой на длинной дистанции, на которую он изначально и не был рассчитан. В отличие от автомобильного АКБ время работы батарей ИБП в режиме разряда имеет решающие значение, так как срок автономной работы — один из его ключевых параметров всего комплекса защиты электропитания.

Разброс характеристик. Только самые компактные модели ИБП для офисного или домашнего применения довольствуются только одним аккумулятором для работы. В корпоративном сегменте всё иначе: ИБП высокой мощности для профессионального применения обычно работают одновременно с несколькими группами, каждая из которых состоит из десятков единиц АКБ. Для корректной работы в таких случаях часто используются батареи не просто одной и той же модели и емкости, но даже и партии. Батареи разного возраста для комплектования одной группы не применяют, это связано с тем, что со временем у них меняется внутреннее сопротивление. Даже небольшой разброс в этом параметре приводит к тому, что группа батарей будет иметь в составе как недозаряженные экземпляры, так и получающие избыточный заряд. А это в свою очередь снизит и время автономной работы, и срок службы всех батарей группы.

Многие типы АКБ изначально производятся для использования преимущественно в одиночном режиме, например, к этой категории относятся и автомобильные аккумуляторы, конечно же за исключением тех, из которых состоят тяговые батареи электромобилей и гибридов. У самых привычных всем водителям автомобильных свинцово-кислотных АКБ небольшой разброс параметров в пределах моделей одного артикула даже у абсолютно новых изделий принципиально ничему не вредит и, скорее всего, и вовсе не будет обнаружен пользователями. Поэтому контроль качества даже у известных брендов автомобильных АКБ пропускает в реализацию немного отличающиеся друг от друга образцы, но это, учитывая их типичное применение, не оказывает никакого существенного влияния на эксплуатацию автомобилей.

Но если попытаться собрать из них группы для работы с ИБП — хорошего результата можно не ожидать. Произойдет примерно то же, как при смешивании батарей с разными сроками эксплуатации: некорректный заряд отдельных АКБ, снижение остаточного ресурса всей группы, время автономной работы ниже расчетного при данной совокупной емкости.

Поэтому еще одним преимуществом специализированных батарей для ИБП, и конечно же всего модельного ряда «Парус электро», является максимально высокая повторяемость характеристик каждого экземпляра и минимальные отклонения параметров от номинальных значений, так как основное предназначение этих АКБ — эксплуатация в составе групп.

Выделение газа. Немаловажная особенность батарей ИБП — они предназначены для работы внутри помещений. Пространство для размещения ИБП может быть специально подготовленным профессионалами, с точно поддерживаемыми температурой, влажностью и низким уровнем запыленности, а может быть и обычным домом или офисом. В любом случае, как сам ИБП, так его АКБ обязаны быть безопасными и для пользователей, и для любого окружающего оборудования.

Если каждый специализированный аккумулятор для ИБП полностью удовлетворяет этому требованию, то их автомобильные аналоги, как правило, не соответствуют критериям безопасности для помещений. Они могут выделять водород, что в закрытом пространстве ведет к образованию взрывоопасной смеси. Этот некритичный фактор для использования батареи на открытых пространствах или под капотом транспортного средства, но он полностью исключает возможность использовать автомобильные модели АКБ в помещениях.

Электролит. Автомобильные АКБ, как правило, имеют жидкий электролит. Напротив, электролит в батареях для ИБП всегда находится в связанном виде, например, в моделях серии HMS он абсорбирован в поры стекловолоконного мата, что является характерной особенностью технологии AGM. Скорость химических реакций в жидкости выше при прочих равных параметрах, соответственно это позволяет батареям с жидким электролитом иметь максимальную отдачу энергии на коротком времени запуска двигателя. Обратной стороной интенсивной отдачи энергии является относительно небольшой срок службы, высокая скорость химических реакций напрямую влияет и на скорость химической деградации электродов, хотя это не единственный фактор, оказывающий влияние на темпы исчерпания ресурса.

Срок службы стандартной автомобильной батареи обычно находится в границах интервала в 3-5 лет, тогда как ИБП на одном комплекте батарей серии HMS «Парус электро» способен проработать до 15 лет. Необходимо отметить, что высокие сроки службы достижимы только при условии соблюдения правил хранения и эксплуатации, это является обязательным и для самых высокотехнологичных АКБ.

В результате относительно невысокие сроки службы делает применение альтернативных типов АКБ для резервирования энергии экономически невыгодным, даже в случае их более низкой изначальной стоимости, и при условии, что все остальные недостатки можно проигнорировать.

Саморазряд батарей. Жидкая форма электролита в обычных автомобильных АКБ также проявляет себя в более высокой скорости саморазряда по сравнению с батареями, которые имеют гелеобразный или абсорбированный электролит. Следствием более быстрого саморазряда является вынужденное увеличение количества циклов заряда, а следовательно, и уменьшение ресурса при одинаковых условиях эксплуатации.

Ориентация в пространстве. Связанность электролита дает специализированным батареям для ИБП еще одно преимущество: в случае необходимости их можно положить на любую из боковых сторон — и они будут нормально работать. Этим свойством обладают как аккумуляторы, произведенные по технологии AGM, например, уже упоминавшиеся батареи серии HMS, так и гелевые модели. Помимо связанности электролита применяются и другие технические решения: каждый их выводов клемм батареи HMS имеют по 4 дополнительных уплотнения, причем для каждого из них применены различные материалы. Для сравнения: типичные автомобильные АКБ могут использоваться, по сути, только в одном положении, исключительно крышкой с клеммными контактами вверх.

Выше отмечены самые яркие и очевидные преимущества аккумуляторов для ИБП, но это далеко не весь их перечень. Многие конструктивные решения, применяемые при производстве этих аккумуляторов, не всегда заметны с первого взгляда и проявляют себя преимущественно при эксплуатации на «длинной дистанции». Это и повышенная чистота материала электродов, которая замедляет скорость их коррозии. Это и структура свинцовых гранул, составляющих материал электродов, повышающая срок службы аккумулятора и количество циклов «заряд-разряд», которое он может перенести без потери характеристик. Это и специальные технологии сварки, понижающие внутреннее сопротивление и делающие аккумулятор более устойчивым к терморазгону при разряде высокой интенсивности. Под крышкой каждого из аккумуляторов «Парус электро» скрываются разнообразные технологические решения, позволяющие им максимально соответствовать специфике использования в качестве накопителей энергии для резервного электропитания.

Как можно заметить, список преимуществ специализированных батарей для ИБП достаточно обширен для того, чтобы не рассматривать всерьез эксперименты с АКБ любого другого назначения. На самом деле, трудно представить специалиста по обслуживанию ИБП, который вместо специализированных батарей, с правильно подобранными типом и емкостью, доверит резервное питание каким-либо случайным подвернувшимся образцам. Правильный выбор АКБ для бесперебойного электропитания непосредственно влияет на безопасность оборудования, зачастую довольно дорогостоящего, поэтому использования любых альтернативных вариантов — ничем не обоснованный риск. При этом замена батарей ИБП с определенным брендом на аналоги другого производителя — распространенная практика, особенно на фоне ухода многих иностранных компаний с отечественного рынка.