باتری در UPS

به غیرازمداراصلی ups ،دیگرمولفه اصلی آن باتری است که انرژی لازم را برای استفاده وسیله ای که تحت پوشش ups قرارمیگیرد فراهم میسازد. اندازه باتری برای تعیین اندازه ups ازهرچیزدیگری مهمتراست.همچنین اندازه باتری متناسب با انرژی ذخیره شده در ups و بنابراین زمانی است که ups میتواند یک بارمشخص را تحت پوشش قراردهد. اکثرباتریهایی که در ups استفاده میشوند مشابه باتریهایی هستند که دراتومبیلها مورد استفاده قرارمیگیرند یعنی باتریهای سربی –اسیدی ۱۲ ولت، اگرچه تفاوتهای مهمی نیز وجود دارد. باتریهای اتومبیل نیروی الکتریسیته را با استفاده ازواکنش اسیدسولفوریک بر روی صفحات سربی که درمایع معلق است تولید میکنند، به همین دلیل به آنها باتریهای ” معلق درمایع” میگویند.

این قبیل باتریها برای استفاده در ups مناسب نیستند زیرا این امکان وجود دارد که اسید ازمحفظه باتری به بیرون نشت کند وهمچنین هنگام شارژباتری ممکن است گازهیدروژن قابل اشتعال تولید شود که دریک محیط بسته میتواند خطرناک باشد.
به همین خاطر،باتریهای ups ازنوع مخصوصی هستند : باتریهای سربی-اسیدی با دریچه تنظیم شده. این باتریها برای جلوگیری از هرگونه احتمال فرارهیدروژن یا نشتی اسید، کاملاً بسته شده اند. برای کاهش بیشتراحتمال نشتی، اسید با لایه هایی از نمد یا فیبر پوشانده شده است که آنرا سرجای خود نگاه دارد. این باتریها مزایای بسیاری نسبت به باتریهای سنتی معلق درمایع دارند ازجمله اینکه براحتی میتوان آنها را درمسافتهای طولانی حمل ونقل کرد زیرا درمقابل نشتی محافظت شده اند درحالیکه باتریهای سنتی معلق درمایع بعنوان یک ماده خطرناک و ریسک پذیردرنظرگرفته میشوند. تنها نقطه منفی باتریهای ups اینست که قیمت آنها در ظرفیتهای مشابه دو یا سه برابرازباتریهای معمولی بیشتر است. تمام باتریها برحسب ولتاژنامی (برحسب ولت) وظرفیتشان (برحسب آمپر- ساعت) طبقه بندی میشوند. یک آمپر- ساعت معرف مقدارانرژی لازم برای فراهم کردن یک آمپرجریان درزمان یک ساعت با ولتاژ معین میباشد. مقدارآمپر- ساعت بیشترمعرف ظرفیت بیشتر باتری میباشد. (دربروشوراکثر ups ها درمورد ظرفیت آمپر- ساعت باتری مستقیماً بحث نشده است ولی ممکن است در برگه مشخصات آن،اطلاعات دقیقتری درمورد آن یافت شود).
بنابراین بعنوان مثال یک باتری ۱۷ آمپر- ساعت ۱۲ ولت میتواند یک بار۱۷ آمپری و ۱۲ ولتی را بمدت یک ساعت ویا یک بار یک آمپری ۱۲ ولتی را بمدت ۱۷ ساعت پوشش دهد (تئوری) . ولی درعمل، ظرفیت یک باتری به این بستگی دارد که شما با چه سرعتی از آن جریان بکشید . بنابراین، بیان اینکه ظرفیت یک باتری ، مقدار آمپر- ساعت مشخصی است به این معنا است که آن ظرفیت با نرخ تخلیه مشخصی اندازه گیری شده است. مثلاً باتری که ظرفیتش ۲۰ آمپر- ساعت است اگر با نرخ یک آمپردرهرساعت تخلیه شود، اگرهمان باتری با نرخ ۵ آمپردرساعت تخلیه شود ممکن است ظرفیت آن فقط ۱۸ آمپر- ساعت باشد. معنای این حرف آنست که باریک آمپری برای ۲۰ ساعت ولی بار پنج آمپری تنها برای ۳ ساعت( و نه ۴ ساعت) تحت پوشش واقع میشوند. این یک نکته مهم در مورد زمان پشتیبانی میباشد

019

نکته:
بعضی ازups ها دارای مجموعه باتریهای قابل گسترش هستند که اگر بارمجموعه اضافه شد بسیار سودمند میباشد. شما میتوانید با استفاده ازیک کانکتورمخصوص روی ups وقابلیت اضافه کردن یک یا چند مجموعه باتری که توسط فروشنده ارائه میشود به ظرفیت باتریهای خود اضافه کنید.
از آنجاییکه عملکرد باتری بر روی واکنشهای شیمیایی استواراست تمام باتریها بالاخره از کار خواهند افتاد. بسیاری ازups های خوب این شرایط را بااندازه گیری ولتاژ باتری که درحال شارژ است درک میکنند، بعضی دیگرازups ها این شرایط را زمانی که در حال تست کردن خود هستند متوجه میشوند. درطی زمان، ولتاژ باتری وهمچنین ظرفیت آن ،زمانی که پر است کاهش می یابد وتوانایی آن برای حفاظت از وسایل شما کم میشود. خوشبختانه بیشتر ups های جدید دارای باتریهای قابل تعویض توسط مصرف کننده، زمانی که ups مشغول کار است میباشند. ( باتریهای قابل تعویض)
هرچه شما بهتر ازباتری مراقبت کنید، عمر آن افزایش می یابد. باتریهای سربی- اسیدی را بهتر است که پر نگاهداریم وآنها را تاجایی که ممکن است دیر به دیر پر وخالی کنیم. درشرایط عادی استفاده از یک ups ، باتری توسط شارژر داخلی پر نگاه داشته میشود وظرفیت باتری بندرت کاهش می یابد که این برای افزایش عمرباتری ایده آل است.
مهم است که وقتی شما از ups با انرژی باتری استفاده میکنید وعلامت هشدار مبنی بر اینکه باتری تقریباً خالی شده است را دریافت میدارید به آن علامت توجه کنید و باتری را درحداقل زمان ممکن دوباره شارژ کنید. معمولاً یک ups باتری خود را بطور کامل تخلیه نمیکند زیرا دراینصورت عمر باتری کاهش خواهد یافت.
هرگز توجه کرده اید که اگر اتومبیل شما روشن نشود معمولاً در یک صبح سرد زمستانی خواهد بود؟ علت این امر جدا از مکانیزمهای اتومبیل که احتمالاً در اثر سرما تنبل شده اند اینست که ظرفیت باتری و همچنین ولتاژ، هر دودراثر سرما کاهش می یابند. Ups شما باید در دمای اتاق استفاده ونگاهداری شود. اگرups درجای سردی نگاهداری میشده است قبل از استفاده از آن بمدت ۲۴ ساعت آنرا در دمای اتاق قراردهید تا از نظر دمایی با محیط به تطابق برسد.
توجه :
به مشخصات UPS دقت کنید. هرگز ups و باتری را دردمایی کمتر از آنچه سازنده تعیین کرده است قرار ندهید بخصوص اگر باتری خالی باشد زیرا ممکن است خراب شود.
بعنوان آخرین مطلب، بخاطرداشته باشید که وقتی یک ups نو رابرای اولین بار به برق میزنید، چندساعت طول میکشد تا باتری آن شارژشود. دراین مدت ups احتمالاً مشکلات برق شهر را برطرف میکند ولی اگر برق برود ممکن است با مشکل مواجه شویم .
اخطار:
باتریهای سربی- اسیدی خطرناک هستند، حتی آنهایی که پوشش دار باشند ،هنگام استفاده ازآنها به نکات زیرتوجه کنید:
باتری را در معرض شوک های فیزیکی قرار ندهید. به آنها نباید ضربه شدید وارد نمود یا از جایی پرت کرد زیرا ممکن است باعث نشتی و خرابی گردد.
به دلیل وجود موادشیمیایی خطرناک، این باتریها باید بطرزمناسبی بازیافت شوند. آنها را درسطلهای زباله خانگی نیندازید.
هرگز هیچ باتری را درآتش نیندازید زیرا احتمال انفجار وجود دارد.
اتصال کوتاه یک باتری با وصل کردن مستقیم دو ترمینال آن به یکدیگر در حالی که هیچ باری ازآن گرفته نشده است ممکن است باعث افزایش میزان گرما و حتی انفجار شود. همیشه ازپوششهای پلاستیکی برای پوشاندن قطبهای باتری درهنگام کاربا آن، استفاده کنید. دقت کنید که چیزهایی مانند جواهرآلات و یا هر چیزی که بتواند بطورهمزمان با دوقطب باتری اتصال برقرار کند کنار باتری جا نگذارید، اگرفلزات مستقیماً باهر دوقطب باتری تماس حاصل کنند، حرارت حاصله ممکن است باعث ذوب آن فلز شود وآن رابه کانکتور باتری بچسباند ودیگر قابل برداشتن از قطب باتری نباشد که این امرباعث بوجود آمدن یک شرایط خطرناک میگردد.

ظرفیت و زمان پشتیبانی:
یکی از مهمترین مشخصات ups ظرفیت آن ودیگری زمان پشتیبانی میباشد.این دومشخصه به یکدیگر مربوطند ولی مشابه هم نمیباشند. مهم است که فرق بین این دو رابفهمیم زیرا این اعداد نقش بسیارمهمی را در اندازه قدرت UPS بازی میکنند.
زمان پشتیبانی یک ups تعداد دقایقی است که یک ups میتواند انرژی لازم را ازباتری برای یک سطح بار مشخص فراهم کند.از آنجا که راه اندازی تعداد بیشتری از تجهیزات نیازمند انرژی بیشتری است که از باتری گرفته شود، پشتیبانی بار بیشتر، منجر به کاهش این زمان خواهد شد. یک ups با باتری بزرگتر یا با باتری اضافه شده، زمان پشتیبانی بیشتری را برای یک بار مشخص فراهم خواهد نمود. زمان پشتیبانی بسیار مهم است زیرابه شما میگوید که چه مدت نیروی خروجی ups قابل تحصیل است قبل از آنکه انرژی باتری تمام شود.اکثر سازتدگان ups جدولی تهیه میکنند که زمان پشتیبانی را برای یک مدل خاص بر اساس باری که از آن گرفته میشود نشان میدهد.در اینجا نمونه این جدول برای یک ups 600 ولت آمپر(۳۶۰ وات) آورده شده است.

Load (VA)
Run Time (minutes
۱۰۰
۴۹
۲۰۰
۲۲
۳۰۰
۱۴
۴۰۰
۹٫۳
۵۰۰
۷٫۲
۶۰۰
۵٫۸

در این جدول زمانهای پشتیبانی برای ۱۰۰،۲۰۰و۴۰۰ ولت آمپربصورت برجسته نشان داده شده است. توجه کنید که وقتی شما میزان بار را دو برابر میکنید، زمان پشتیبانی نصف نمیشود بلکه بیشتر از نصف کاهش می یابد. یکی از دلایل اصلی این پدیده اینست که باتریهای سرب-اسیدی وقتی که باربیشتری راتحمل میکنند بسیار سریعتر تخلیه میشوند. برای توضیح کامل در مورد ظرفیت باتری و تاثیر نرخ تخلیه بر آن، به بخش بحث در مورد باتری مراجعه نمایید.
پس از نگاه به این نمودار یک سوال طبیعی میتواند این باشد که اگر اینups یک بار ۲۰۰ ولت-آمپری رابه مدت ۲۲ دقیقه ویک بار ۴۰۰ ولت-آمپری رابه مدت ۹٫۳ دقیقه پشتیبانی میکند، یک بار۸۰۰ ولت-آمپری رابرای چه مدت پشتیبانی خواهد کرد؟
۴ دقیقه؟ ۲ دقیقه؟
متاسفانه پاسخ به این سوال احتمالاً صفر خواهد بود.این نقطه ایست که مفهوم ظرفیت وارد خواهدشد. دراین مثال (۶۰۰ VA) ups احتمالاً اندکی بیش از این میزان بار را تحمل خواهد کرد مانند اینکه اتومبیل شما زمانی که درجه بنزین روی نشانگر”خالی” ایستاد بلافاصله متوقف نخواهد شد ولی رفتن روی ۸۰۰ ولت-آمپر احتمالاً باعث اضافه بار برای ups خواهد شد وسبب خاموش شدن ups زمانی که بر روی باتری میرود خواهد شد. مفهوم ظرفیت ماکزیمم فقط به باتری مربوط نمیشود بلکه به اجزا ترکیب کننده ups وحتی به سیم بندی آن برای تحمل یک بارمشخص مربوط است.همچنین ظرفیت یک مفهوم ایمنی نیز میباشد زیرا افزایش جریان مداراز یک حد مشخص خطرناک است.
درحالیکه ظرفیت ups برحسب حداکثر بار نامی آن بیان میشود، یک حد دیگر نیز باید درنظر گرفته شود.برای فهمیدن این حد باید فرق بین قدرت ظاهری (نیرویی که بعنوان ورودی به دستگاه داده میشود) و قدرت واقعی(نیرویی که دستگاه بصورت واقعی مصرف میکند)را بفهمیم. برای اکثر دستگاههای پیچیده، این دومقدارمساوی نیستند.
نسبت قدرت واقعی به قدرت ظاهری برای هر دستگاه “ضریب قدرت” نامیده میشود. برای ups های کامپیوترهای خانگی این ضریب حدود ۶۰% میباشد .
باری که یک ups تحمل میکند نمیتواند ازحد قدرت ظاهری آن برحسب ولت-آمپر بیشتر باشد و همچنین نمیتواند ازحد قدرت واقعی آن بر حسب وات بیشتر باشد. بسیاری از سازندگان ups حد مشخصی از قدرت واقعی دستگاه بر حسب وات را ارائه نمیکنند درعوض فرض میکنند که ضریب قدرت بارمربوطه حدود ۶۰% میباشد. اگردستگاه شما باری را تحمل میکند که ضریب قدرت آن ۶۰% است آنگاه قدرت واقعی وظاهری دستگاه یکسان خواهد بود ولی اگرضریب قدرت بار بیش از ۶۰% باشد، شما نمیتوانید از حد کلی ولت-آمپر استفاده کنید زیرا مقدار وات مصرفی شما بیش ازحد قدرت واقعی(برحسب وات) میباشد. اگر این مفاهیم اندکی گیج کننده است، حق با شماست. توضیح بیشتر به همراه چند مثال در بخش اندازه قدرت UPS آمده است.
بسیاری از انواع مدلهای ups بزرگ امکان افزایش زمان پشتیبانی توسط افزودن مجموعه هایی از باتری راعرضه میکنند. این واحدهای قابل توسعه بسیار عالی هستند بخصوص در مواردی که شما هنگام خرید دستگاه از میزان باری که قرار است از ups گرفته شود اطمینان ندارید. این کار باعث صرفه جویی در پول شما خواهد شد زیرا به جای اینکه شما دو دستگاه ups مستقل خریداری نمایید فقط پول باتری اضافی را خواهید پرداخت.

به نقل از پرشین  نتورک 

1,813
۵ دیدگاه
۲۶ شهریور ۹۳

فرزانه تقدیسی

کارشناس ارشد هوش مصنوعی - پس از اتمام دوره Elastix & MCSE & CCNA & CCNP و اخذ مدارک بین المللی در این حوزه مشغول به کار شدم

دیدگاه کاربران

  • سلام
    صحبت های ارزنده شما بسیار مفید می باشد.
    این خیلی عالیه که یه خانم بتونه اینقدر در شبکه خوب و قدرتمند ظاهر بشه
    بهتر اینه که برای اینکه هم ظرفیت یو پی اس و هم زمان بک آپ رو در یک سازمان یا هر سازمان دیگری بدست بیاریم از یک فرمول بسیار کاربردی و رایج استفاده کنیم و آن هم W=V*I*cos(fi)i هستش
    البته این کسینوس فی می تونه در سازنده های مختلف تعاریف و پارامتر های مختلفی رو هم به دنبال داشته باشه که البته رنج آن بین 0.7 تا 0.9 هستش
    بزارید با یه مثال بهتر و بیشتر توضیح بدم
    مثال:
    یک شرکت با ده عدد دستگاه عادی ( مثل کامپیوتر و فکس و…) را می خواهیم محاسبه کنیم ببینیم یو پی اس با چه ظرفیتی نیاز دارد. آیا 3KVA می خواهد 5KVA می خواهد 1KVA می خواهد یا هر چیز دیگر
    جواب: اگر با این فرض پیش برویم که هر کامپیوتر 2 آمپر برق در بیشترین توان کاری خود مصرف می کنید داریم
    VA=10*220*2*0.7 => VA=3080
    پس یو پی اسی که نیاز داریم 3000VA باید باشد که همان 3KV می شود.

  • تیمور ادوای
    خرداد ۱۶, ۱۳۹۴

    با سلام من رشته تحصیلیم برق نیست برای همین اگه راهنماییم بکنید ممنون میشوم
    باغچه ای دارم که در آن از انرژی خورشیدی استفاده میکنم 2 عدد باطری 12 ولت 100 آمپر و یک دستگاه اینورتر 1000w دارد میخواهم ببینم این سیستم در مصارف 100 و 200 و 300 وات ( روشنایی معمولی ) چند ساعت جواب خواهد داد
    با تشکر فراوان

    • هادی یاسینی
      مهر ۲۴, ۱۳۹۴

      دوست عزیز ، استفاده از انرژی خورشیدی برای شارژ باطری کار خوبیه ولی استفاده از اینورتر برای روشن کردن لامپ های رشته ای در این پروژه شما منطقی نیست ، چون بحث اتلاف انرژی در بهترین حالت باز هم در تبدیل ۱۲ ولت به ۲۰۰ ولت بالاتر از پانزده درصده و همچنین اتلاف انرژی در لامپهای رشته ای ( التهابی ) از هشتادو پنج درصد بیشتره ، توصیه میشه ، اینورتر رو از پروژه خودتون خارج کنید و از لامپهای ( اس ،ام ،دی) دوازده ولت برای نور پردازی باغچه خودتون استفاد کنید ، لامپهای یاد شده با ولتاژ دوازده ولت باطری بطور مستقیم کار میکنه ، تولید حرارت نمیکنه ، مصرفشون یک بیستم لامپ التهابی مشابه هست ، طول عمر اونا پنجاه هزاذ ساعته ، در برابر ضربه مقاومه ، البته ممکنه قیمتش کمی بالا باشه ولی به دلیل برتری در موارد ذکر شده در کوتاه مدت این اختلاف هزینه به نفع شما تموم میشه ،
      در هرصورت بعنوان مقایسه یه باطری دوازده ولت ۱۰۰ ٱمپر میتونه با استفاده از اینور تر شما یک عدد لامپ صد وات رو به مدت ۴ ساعت با نو مطلوب روشن نگه داره ، البته در بهترین حالات راندمان ، در صورتیکه همون باطری میتونه یه لامپ اس ام دی هشت واته دوازده ولت رو که نورش برابر با لامپ صدوات التهابی هست به مدت بیشتر از دوازده ساعت روشن نگه داره

  • با سلام
    با توجه به آغاز ساله جدید میلادی ، پارت جدید باطری 2016 به بازار عرضه میشه. منم قصد دارم که برای مغازه خرید بزنم. اما یکی بهم گفت که اینور سال نخر ضرر میکنی ، چون گرونه!
    از فروردین ساله جدید بخر که ضرر نکنی ( باطری خارجی)
    آیا این موضوع برای باطری ایرانی هم صدق میکنه؟
    اصلا حرف درستی زده؟
    ممنون میشم پاسخ بدید

  • مجید سلگی
    تیر ۲۸, ۱۳۹۵

    با سلام واحترام
    توضیحات تون خوب بود
    یه سوال واسه بنده پیش اومده ایا رطوبت محیط روی باتری های خشک مورد استفاده برای ups تاثیزپر میزاره یا نه؟
    با تشکر