نحوه تشخیص پایان عمر باتری یو پی اس

از آنجا که استفاده از سیستم UPS برای تأمین برق بسیاری از دستگاههایی که ما در محل کار یا حتی در خانه استفاده می کنیم بسیار مهم است ، همچنین کیفیت و طول عمر باتریهای این سیستم نیز باید باشد. 

این سیستم و باتری های آن در حال بررسی تمام پارامترهای اساسی یک باتری UPS است. مواردی مانند: ولتاژ ، آمپر ، عمر طراحی ، اندازه باتری ، ظرفیت هادی ها و الکترولیت ها و عمر طراحی باتری از ویژگی های اصلی طراحی باتری است که طراحان باتری UPS به آن توجه می کنند.

در حقیقت ، برای تعیین پایان عمر باتری یو پی اس ، این اطمینان از طراحان این است که لوازم الکترونیکی و راهنماها متناسب با ابعاد و اندازه باتری طراحی شده اند.

ناگفته نماند که عمر طراحی باتری زمانی مشخص خواهد شد که سازنده ادعا کند که باتری تولید شده توسط وی قادر به حفظ پارامترها و مشخصات آن است.

پارامترهای زیر باید برای شرایط ذخیره سازی باتری رعایت شوند

دقت ولتاژ شناور شبکه

تعداد شارژ باتری

ولتاژ ترمینال

دمای کار باتری

فرکانس شارژ باتری

موارد ذکر شده در بالا همه مواردی هستند که در تعیین دوام باتری UPS موثر هستند.

شرایط ذکر شده ممکن است کمی سخت باشد و به دقت زیادی نیاز دارد تا بتواند با شرایطی که باتری طراحی شده مطابقت داشته باشد. البته تعداد بسیار کمی از مصرف کنندگان این فرصت را دارند که این شرایط ایده آل را برای باتری های سیستم UPS خود در نظر بگیرند.

فراموش نکنید که باتری های UPS در صورت عدم بررسی صحیح در کمترین زمان ممکن کارایی خود را از دست می دهند.

بنابراین فراموش نکنید که هنگام خرید یو پی اس بیشتر تست کنید. این می تواند نحوه کار باتری را توضیح دهد. عیب یابی باتری یو پی اس و تعمیر یو پی اس به افزایش و تقویت یو پی اس کمک می کند.

تست باتری یو پی اس

برای تعیین پایان عمر باتری UPS ، باید روش تست باتری را که قبلاً ذکر کردیم ، با دقت انجام دهید. برای آزمایش باتری یو پی اس ، به یک هیدومتر سنج تصحیح کننده دما و یک ولت متر دیجیتال نیاز دارید.

بعضی اوقات می توانید باتری را بررسی کنید و ببینید مشکل باتری از کجاست.

عملکرد باتری UPS را کاهش دهید

 الکترولیت تخلیه شده

تسمه دینام را شل کنید

نگهدارنده باتری را شل کنید

جعبه آسیب دیده

خوردگی کابل

خوردگی سر باتری UPS

7 نکته مهم برای خرید باتری یو پی اس که قبل خرید باید بدانید

قبل از انجام خرید حتما به این چند نکته در مورد باتری یو پی اس دقت کنید.

1-برق مورد نیاز و مصرف برق:

یکی از مهمترین نکات برای خرید UPS ، محاسبه میزان مصرف برق دستگاههایی است که باید به آن متصل شوند ، برای این منظور کافی است که قدرت هر دستگاه را جداگانه و در نهایت کل آنها را محاسبه کنید. (در زیر پیوند مصرف برق دستگاه های رایج آورده شده است) توان دستگاه های الکتریکی با وات بیان می شود که معمولاً روی دستگاه های الکتریکی نوشته می شود. نوشته شده است که با ضرب آن عدد در ولتاژ دستگاه ، توان آن بدست می آید. به عنوان مثال ، اگر روی برچسب چاپگری که مستقیماً به برق متصل است (بدون آداپتور) جریان 2 آمپر است ، قدرت چاپگر 220 2 2 ، یعنی 440 وات است.

پس از برآورد قدرت دستگاه ها و تجهیزات ، باید یو پی اس ای انتخاب شود که قدرت آن بیشتر از توان تجهیزات باشد. در حالت عادی UPS ، 1.25 برابر قدرت تجهیزات انتخاب می شود. این مزایای مختلفی دارد:

آ. با توجه به اینکه UPS در حالت FULL LOAD خود کار نمی کند ، منجر به افزایش عمر UPS می شود.

ب - اگر تمام تجهیزات در حال کار باشند ، UPS قادر خواهد بود به راحتی برق خود را تأمین کند. به عبارت دیگر ، یو پی اس حتی در بدترین شرایط نیز بدون مشکل کار خواهد کرد.

J. اگر بار کمی تغییر کند ، نیازی به ارتقا up UPS نیست. به عنوان مثال ، اگر رایانه ای به مجموعه اضافه شود ، دیگر نیازی به تغییر و ارتقا UPS نیست.

نحوه انتخاب قدرت UPS

مصرف برق دستگاه های مختلف

2. قابلیت تنظیم پارامترها:

یو پی اس ها پارامترهای مختلفی دارند که برای عملکرد صحیح یو پی اس باید به درستی تنظیم شوند. این تنظیمات را می توان توسط کارخانه یا کاربر نهایی انجام داد. در بسیاری از مارک ها ، تمام پارامترها در کارخانه تنظیم می شوند و کاربر در انتخاب پارامترها آزادی ندارد. در یو پی اس های سونار ، بیشتر پارامترها توسط کاربر قابل تنظیم هستند. به عنوان مثال ، جریان شارژ ، درصد OVER LOAD های مختلف یکی از پارامترهایی است که کاربر می تواند در یک محدوده خاص تغییر کند.

3. زمان پشتیبانی یا زمان پشتیبان گیری:

از آنجا که در صورت قطع شدن برق ، یو پی اس برای کارکردن به باتری یو پی اس نیاز دارد ، بسیار مهم است که بدانید پس از مشخص شدن میزان مصرف برق دستگاه ، در صورت قطع شدن برق انتظار دارید که یو پی اس چقدر کار کند . به راحتی می توانید یو پی اس را انتخاب کنید ، سپس با دانش مصرف برق و UPS و زمان پشتیبانی می توانید آمپر باتری را محاسبه کنید.

تفاوت باتری های سیلد لید اسید و نیکل کادمیوم

باتریهای سرب اسید و نیکل کادمیوم از پرکاربرد ترین انواع باتریها در صنعت یوپی اس می‌باشند. اغلب این سوال پیش می‌آید که این دو باتری چه تفاوتی با هم دارند؟ در چه مواردی بهتر است باتری سرب اسیدی پیشنهاد شود و بالعکس؟ نقاط ضعف و قدرت هر نوع باتری چیست؟ در ادامه سعی شده‌است حتی الامکان بطور خلاصه این دو نوع باتری با یکدیگر از زوایای گوناگون مقایسه شوند.

۱- تاریخچه

• باتری سرب اسید (Lead Acid): در سال ۱۸۵۹ برای اولین بار توسط یک فیزیکدان فرانسوی به نام Gaston Planté به عنوان اولین باتری با قابلیت شارژ مجدد بصورت تجاری به بازار عرضه شد.
• باتری نیکل کادمیوم (Nickel Cadmium): در سال ۱۸۹۹ توسط یک مخترع سوئدی به نام Waldemar Jungner ابداع گردید. تمایل چندانی به استفاده از این باتریها در صنایع تا اوایل دهه ۱۹۶۰ وجود نداشت ولی پس از آن و با افزایش چشمگیر مصارف الکتریکی بویژه در آمریکا و ژاپن طرفدار پیدا کرد.

۲- مواد سازنده باتری

• باتری سرب اسید (Lead Acid): آند یا قطب مثبت از اکسید سرب (PbO2) وقطب منفی یا کاتد از سرب (Pb) تشکیل شده و الکترولیت آن محلول اسید سولفوریک (H2SO4) و آب (H2O) می‌باشد. اسید سولفوریک خالص عموما بین ۲۵ تا ۴۰ درصد از کل محلول را تشکیل می‌دهد.
• باتری نیکل کادمیوم (Nickel Cadmium): هیدرات نیکل (NiOOH) بخش عمده قطب مثبت را تشکیل می‌دهد در حالیکه کادمیوم اسفنجی (Cd) عنصر غالب در مواد تشکیل دهنده قطب منفی است. محلول هیدروکسید پتاسیم (KOH) در آب نیز نقش الکترولیت باتری را دارد. غلظت هیدروکسید پتاسیم عموما بین ۲۰ تا ۳۵ درصد از کل محلول الکترولیت است.

۳- قیمت 
باتریهای نیکل کادمیوم حدودا بین ۲ تا ۴ بار گرانتر از نمونه مشابه خود از نوع سرب اسید هستند. البته بسته به کیفیت و نوع آلیاژ و تکنیک ساخت باتری این امکان وجود دارد که این اختلاف بیشتر از ۵ برابر نیز بشود. به همین دلیل سرمایه اولیه مورد نیاز برای تامین نیروی بکاپ از باتریهای نیکل-کادمیومی بسیار بالاتر تمام خواهد شد. پس چرا همچنان طیفی از مصرف کنندگان سراغ باتریهای نیکل میروند؟ بخشهای بعدی پاسخ این سوال را خواهد داد.

۴- طول عمر
یک قانون کلی در ارتباط با طول عمر اکثر انواع باتریها وجود دارد، و آن اینکه با افزایش تعداد دشارژ باتری طول عمر آن کم خواهد شد. اما هر دوباتری نیکل و سربی به عمق دشارژ نیز حساس هستند. به این معنی که اگر فرضا باتری بطور متوسط ۳۰ درصد دشارژ شود طول عمر آن بسیار بیشتر از حالتیست که بطور متوسط تا ۸۰ درصد دشارژ می‌گردد. گرچه باتریهای نیکل کادمیوم بسیار گرانتر از باتریهای سرب اسیدی هستند اما تعداد سیکلهایی که می‌توان آنها را دشارژ کرد بسیار بیشتر از باتری‌های سربی است.

همانطور که دیده می‌شود با افزایش عمق دشارژ به بیش از ۵۰ درصد، تفاوت عملکرد دو باتری به خوبی مشهود می‌گردد.

۵- حساسیت به دما
باتریهای سرب اسیدی بیشتر برای عملکرد در محیط ۱۰ تا ۳۵ درجه سانتیگراد پیشنهاد می‌شوند، زیرا نسبت به تغییرات دما حساسیت زیادی از خود نشان می‌دهند. ظرفیت ظاهری باتریهای سرب اسیدی نسبت به کاهش دما سریعا افت می‌کند و از طرفی دیگر نیز با افزایش دما عمر متوسط آنها به شدت کاهش می‌یابد (با افزایش هر ۱۰ درجه طول عمر مفید باتریهای سرب اسیدی نصف می‌شود!). اما باتریهای نیکل کادمیوم نسبت به تغییر دما حساسیت کمتری از خود نشان می‌دهند. بویژه در مواردی که باتری می‌بایست در دماهای پایین مورد استفاده قرار گیرد بهترین گزینه استفاده از باتریهای نیکل است. بازه دمایی مناسب برای عملکرد باتری نیکل کادمیم چیزی بین ۶۰ تا ۲۰- درجه سانتیگراد است. البته طول عمر متوسط آن نیز با افزایش دما کاهش می‌یابد. شکل زیر مقایسه ایست بین تغییرات ظرفیت دو باتری در یک بازه دمایی نسبتا زیاد.

ا

۶- پدیده خود دشارژی (Self Discharge)
حتی درصورتیکه هر کدام از این دو نوع باتری به مدار متصل نباشند نیز، بعد از گذشت مدتی دشارژ می‌شوند. به این پدیده خود دشارژی می‌گویند (برای توضیحات تکمیلی می‌توانید به مقاله “باتری‌ های سرب اسید را بیشتر بشناسیم” مراجعه فرمایید). سرعت این پدیده در باتریهای نیکل کادمیوم چندین برابر باتریهای سرب اسیدی است. باتریهای نیکل بسته به آلیاژ مورد استفاده در ساختشان و همچنین دمای محیط، حتی امکان دارد که روزانه ۱ درصد از ظرفیتشان را در هنگام انبارش از دست بدهند. این مساله نیاز به شارژ مجدد باتری در هنگام استفاده و همچنین اتلاف انرژی را سبب می‌شود.

اشاره به این تفاوت نیز ضروریست که گرچه خود دشارژی در باتریهای نیکل چندین برابر باتریهای سربی است، اما باتریهای نیکل را می‌توان حتی بطور دشارژ کامل نیز انبارش نمود، اما همانطور که در مقاله آشنایی بیشتر با باتریهای سرب اسیدی توضیح داده شد، باتریهای سرب اسیدی را نمی‌بایست با سطح شارژ پایین نگهداری کرد. زیرا در این صورت باتری سولفاته شده و طول عمر مفید آن بشدت کاهش می‌یابد.

۷- نحوه افت ولتاژ در هنگام دشارژ
ولتاژ باتریهای نیکل کادمیوم تقریبا تا لحظات آخر افت چندانی ندارد و می‌توان با تقریب، آن را ثابت فرض کرد. اما ولتاژ پایانه‌ی باتریهای سرب اسیدی در هنگام دشارژ، به تدریج کاهش می‌یابد.

۸- آلایندگی محیط زیستدر ساختار هر دو نوع باتری از فلزات سنگین (سرب و کادمیوم) استفاده شده است، که این به معنی دیر ترکیبی این فلزات است. در صورتیکه پروسه بازیافت لاشه‌ی باتریها بدرستی انجام نشود هردو بشدت محیط زیست را آلوده می‌نمایند. اما پروسه بازیافت کادمیوم پیچیده‌تر از سرب بوده و در عین حال این فلز شدیدا سرطان زا می‌باشد.

۹- سایز و وزن و پروسه ساخت
باتریهای سرب اسیدی روند ساخت ساده‌تری از باتریهای نیکل کادمیومی دارند. اما در عین حال نسبت انرژی ذخیره شده در باتری نسبت به وزن آن، یکی از کمترین مقادیر بین انواع باتریهاست (Wh/kg 30-50). درصورتیکه چگالی انرژی به وزن در باتریهای نیکل کادمیوم چیزی بین Wh/kg 45-80 می‌باشد. این بدان معنی است که باتریهای نیکل-کادمیوم ۳۰ درصد انرژی بیشتری نسبت به باتریهای سرب اسیدی در یک وزن برابر، در خود ذخیره می‌کنند. پس در مواردی که وزن مجموعه باتریها مهم است استفاده از باتریهای نیکل کادمیوم توصیه می‌شود.

۱۰- سرعت شارژباتریهای نیکل کادمیوم را می‌توان در زمانهای کوتاهی همچون ۱ ساعت نیز شارژ نمود درصورتیکه شارژ سریع باتریهای سرب اسیدی در زمانی کمتر از ۴ ساعت توصیه نمی‌شود و عموما چیزی در حدود ۸ تا ۱۰ ساعت را برای شارژ آنها مناسب می‌دانند.
۱۱- جریان پیک دشارژ
دشارژ باتریهای سرب اسیدی با جریانی بیشتر از ۵ برابر جریان نامی آن توصیه نمی‌شود (فرضا باتری ۹ آمپر ساعت را نباید با جریانی بیش از ۴۵ آمپر دشارژ کرد) اما می‌توان باتریهای نیکل کادمیوم را حتی با جریان‌های ۱۰ تا ۱۵ برابر جریان نامی خود نیز دشارژ نمود.

۱۲- پدیده‌ی حافظه‌ای (Memory Effect) در باتریهای نیکل
یکی از مهمترین نقاط ضعف باتریهای نیکل نسبت به سربی، وجود “پدیده حافظه” در باتری است. اگر باتری را چندین بار فرضا تا ۶۰ درصد ظرفیتش دشارژ کرده و مجددا شارژ نماییم. باتری حدود ۶۰ درصد را به “حافظه” سپرده و اگر بار دیگر باتری را بخواهیم بیشتر از ۶۰ درصد دشارژ نماییم این بار ناگهان ولتاژ خروجی باتری افت شدیدی می‌نماید. این پدیده باعث می‌شود که نتوان از ظرفیت باتری به طور مناسب استفاده نمود. بویژه در کاربردهای یوپی اسی که باتریها به حالت آماده به کار بوده و مرتبا شارژ و دشارژ نمی‌شوند این پدیده باعث می‌شود که نتوان از کل ظرفیت نصب شده‌ی باتریها استفاده بهینه نمود.

۱۳- تفاوت ولتاژ نامی سلولهای باتری
بدلیل ساختار متفاوت شیمیایی دو باتری، ولتاژ نامی سلولهایشان نیز متفاوت است. ولتاژ هر سلول در باتریهای نیکل کادمیم ۱٫۲ ولت و در باتریهای سرب اسیدی ۲ ولت می‌باشد. به همین دلیل برای ساخت یک باتری ۱۲ ولت نیکل کادمیوم، می‌بایست ۱۰ سلول را با هم سری کرد؛ در حالیکه سری کردن ۶ سلول باتری سرب اسیدی، همین ولتاژ را تولید خواهد نمود.