Автомобильные аккумуляторы в ИБП: эти батареи эффективны в бесперебойниках?

На тематических форумах и в комментариях не утихают споры по-поводу целесообразности использования автомобильных аккумуляторов в системах резервного и бесперебойного электропитания. Давайте постараемся объективно разобраться в этом вопросе.

Разница в конструктиве свинцовых решеток батарей

Автомобильные батареи проектировались под задачу выдачи большого стартерного тока для запуска машины, в то время как подзарядка батареи может производиться только в течение промежутков времени, когда двигатель выдает необходимые обороты. Это требует использования большого числа тонких свинцовых решеток (~1-1,2мм) для увеличения общей площади химической реакции в батарее для максимизации пусковых токов. Более того, решетки автомобильных SLI батарей обычно изготавливаются из более пористого материала (переработанный свинец из старых батарей) опять же с целью увеличения площади химической реакции с электролитом.

В специализированных промышленных аккумуляторах для ИБП используются первичный чистый свинец и пластины толщиной 2-2,5мм, а также специальный сепаратор из стекловолокна. Это позволяет аккумулятору быть существенно более устойчивым к процессу коррозии, который является основой причиной разрушения и осыпания пластин. Конструктив AGM аккумулятора:

Перейдем к расчетам

Единственное специализированное исследование на тему использования автомобильных SLI аккумуляторов в системах резервного питания было проведено компанией C&D Technologies и в результатах представлен такой график:

Прежде чем начать расчеты отметим, что падение емкости аккумулятора ниже 80% от первоначального значения считается критичным, так как деградация свинцово-кислотного аккумулятора нарастает лавинообразно, именно поэтому ось ординат графика ограничена значением 80%. Исходные данные:

• Ожидаемый срок службы обычных малосурмянистых SLI-Sb аккумуляторов c жидким электролитом в ИБП составляет около 2,5 лет – 30месяцев. В эту же категорию отнесем гибридные SLI Sb/Ca аккумуляторы
• Автомобильные аккумуляторы с легированным кальцием пластинами SLI-Ca прослужат около 3,5лет – 42месяца.
• Специализированные аккумуляторы AGM VRLA UPS-Series – 120месяцев.

По каждому из этих типов мы выбрали аккумулятор на 100Ач из среднего ценового сегмента и свели в таблицу с расчётом стоимости владения:

• Tyumen Battery Standard 12В 100 Ач – 5200р.
• Medalist 60038 – 7400р.
• Delta HR 12-100 L – 19500р.

Сведем всё в таблицу:

Аккумулятор	Ожидаемый ресурс, мес	Цена, руб.	Стоимость владения за месяц, руб.
Tyumen Battery Standard	30	~ 5 200	173
Medalist 60038	42	~ 7 400	176
Delta HR 12-100 L	120	~ 19 500	163

Расчет показывает, что различия в стоимости владения каждым из типов аккумуляторов очень незначительны, но картину меняют дополнительные факторы, о которых ниже.

Обслуживание

Автомобильные аккумуляторы SLI с жидким электролитом при работе в системах ИБП требуют:

а) Периодического контроля и долива электролита

б) Систематического заряда специальным автомобильным ЗУ для восстановления плотности электролита и уравнительного заряда, т.к. стандартное напряжение заряда ИБП – 13,8В, а для автомобильных АКБ требуется 14,2-15В.  Это позволяет существенно снизить коррозию пластин из-за скопления кислоты в нижней части батареи.

Как показывает практика, эти требования выполняются редко, что приводит к сокращению срока службы автомобильного аккумулятора. Специализированные UPS аккумуляторы не требуют обслуживания в течение всего срока эксплуатации.

Надёжность

Как правило, система резервного питания обеспечивает электроэнергией ответственную нагрузку, отключение которой влечет за собой как минимум дискомфорт, а как максимум большие финансовые издержки. Ввиду этого, следует периодически проводить батарейные тесты для контроля надёжности бесперебойного питания. Для SLI аккумуляторов это следует делать более регулярно и внимательно, чем для специализированных АКБ, т.к. вероятность отказа ввиду конструктива у первых выше. Также замечу, что нижняя граница отключения большинства ИБП по разряду аккумулятора находится на отметке 10,5-10,8В. При такой глубине разряда автомобильный кальциевый аккумулятор (SLI -Ca/Ca) сразу может потерять около 50% емкости.

Безопасность

Аккумуляторы с жидким электролитом следует использовать в хорошо проветриваемом помещении, так как в процессе заряда выделяется взрывоопасный водород. В AGM аккумуляторах рекомбинация газов происходит внутри корпуса.

Выводы

В том случае, если необходимо обеспечить резервное электропитание с минимальным стартовым бюджетом для некритичных систем, то можно рассмотреть возможность использования автомобильных аккумуляторов с учетом их обязательного и системного обслуживания. Во всех остальных случаях мы рекомендуем использовать специализированные аккумуляторы UPS-серий проверенных марок, которые обеспечивают большую надежность, безопасность и в совокупности с отсутствием обязательного обслуживания обходятся дешевле.

Буду рад ответить на ваши вопросы!