AGM и GEL батареи
Энергетическая основа современных систем резервного электроснабжения – специализированные аккумуляторные батареи большой емкости, изготовленные по технологиям GEL (гелевые) или AGМ (стекловолоконные). Внешне они похожи на автомобильные аккумуляторы (только крупнее). Но на самом деле есть большое отличие.
- Почему не годятся обычные стартерные батареи
- Преимущества специализированных аккумуляторов
- Оптимальные батареи для резервного электроснабжения
- Схема подключения батареи к инвертору
- Предлагаемое оборудование
Почему не годятся обычные стартерные батареи
Для многих очевидно, что дешевые обслуживаемые батареи стартерного типа не предназначены для оснащения инверторных систем резервного электроснабжения коттеджей. Менее очевидно, что и более дорогостоящие необслуживаемые авто-аккумуляторы (выполненные по той же технологии AGM!) также малопригодны для резервного электроснабжения.
И дело здесь не в том, что они «плохие» или «хуже», чем специализированные аккумуляторы для бесперебойного питания. Дело в принципиально разном назначении!
Автомобильный аккумулятор должен в течение нескольких секунд обеспечивать большой ток для работы стартера, который должен провернуть массивные внутренние части двигателя. Подразумевается, что заряд аккумулятора при этом падает незначительно и должен успеть полностью восстановиться даже в короткой поездке.
При длительных циклах разрядки (а это нормальный режим резервного электроснабжения) стартерные аккумуляторы быстро выходят из строя. Опытные водители знают, что если аккумулятор разрядился в ноль несколько раз подряд, то он больше уже не будет нормально работать. Не важно из-за чего это произошло, выход один – новый аккумулятор. Понятно, что с такими данными автомобильные батареи не годятся для резервного электроснабжения коттеджа.
Преимущества специализированных аккумуляторов
Именно режим работы системы резервного электроснабжения определяет главное требование к аккумуляторам – они должны выдерживать глубокий разряд.
В отличие от автомобильных, специализированные аккумуляторы лучше сохраняют работоспособность после глубокого разряда. Они могут отдавать энергию на протяжении длительного времени (часы и даже сутки) до состояния, когда запас энергии падает до 20-30 % от первоначального значения (то есть разряд на 70-80%). Причем после зарядки аккумуляторы практически полностью восстанавливают свою рабочую емкость.
Конечно, совсем бесследно глубокий разряд для батареи не проходит. И основное различие уже среди специализированных аккумуляторов – в числе циклов глубокой разрядки, которые они выдерживают без существенного ухудшения энергоемкости. По этому параметру аккумуляторы систем резервного электроснабжения условно делят на две категории:
- АКБ общего назначения
- АКБ глубокого разряда (deep cycle)
Для объяснения различий между ними сначала поясним общепринятую терминологию:
- Глубокий разряд - более 40-50% от полного номинала емкости батареи.
- Буферный режим (характерен для резервного электроснабжения) – аккумуляторы полностью заряжены и готовы включиться в работу, но такие включения происходят нечасто, и внешнее питание восстанавливается до того, как батареи полностью разрядились (глубина разряда обычно не более 30%, но для «крайних случаев» разрешенный максимум – до 80%).
- Циклический режим (характерен для автономного электроснабжения) – постоянное чередование глубоких (40-50%, возможно и до 100%) разрядов и зарядов.
- Наработка до отказа (DoD – Dead on Deep) – зависимость числа циклов до «смерти» батареи от «глубины разряда». Батарею рекомендуется менять, когда ее реальная ёмкость становится меньше 50% от номинала (хотя можно использовать и дальше).
Разницу между батареями общего назначения и батареями глубокого разряда наглядно демонстрирует Таблица зависимости числа циклов от типовых глубин разряда:
| Глубина разряда батареи | 100% | 80% | 60% | 30% |
| Необслуживаемые для резервного электроснабжения – общего назначения (буферный) |
||||
| Haze или Challenger AGM (на 12 лет) | не рекоменд-ся | 200…250 | 450…500 | 900…1000 |
| Haze или Challenger GEL (на 12 лет) | 300 | 350…450 | 500…550 | 1200…1300 |
| Обслуживаемые для автономного электроснабжения (можно и буферный, и циклический) | ||||
| Rolls Серия 4000 (на 7 лет) | 600 | 840 | 1120 | 1680 |
| Rolls Серия 5000 (на 10 лет) | 1500 | 2100 | 2800 | 4200 |
Оптимальные АКБ резервного электроснабжения
На первый взгляд, батареи глубокого разряда серьезно выигрывают у батарей общего назначения. Но у такого превосходства, разумеется, есть цена:
- необслуживаемые батареи Deep Cycle заметно дороже идентичных общего назначения
- обслуживаемые батареи Deep Cycle не герметичны, поэтому требуют специального помещения (пожаробезопасность, вентиляция) и периодического долива электролита
Посмотрим на АКБ общего назначения с точки зрения реальной практики использования в московской области (все-таки, со стабильностью электроснабжения у нас пока лучше, чем где-нибудь в горных регионах).
Производители АКБ общего назначения, заявляя срок службы 12 лет, рассчитывают на буферный режим работы. Например на условную ситуацию, когда отключения случаются еженедельно (50 раз в год) и емкость батареи выбрана так, чтобы она успевала разрядиться не более чем на 50% до восстановления питания от сети. В этом случае ~600 доступных циклов делим на 50 раз в год и получаем искомые 12 лет.
Да, в реальной жизни не всё так идеально. Легко представить ситуацию, когда аккумуляторы начинают заряжаться после длительной работы, не успевают набрать 100% емкость, а электросеть опять отключается. На практике глубина разряда будет превышать буферные величины, и батарею придется менять раньше, чем через 12 лет.
Но даже если ориентироваться на глубину разряда 80%, это 250 – 350 циклов до выработки батареи. А это долгие и долгие годы работы, в течение которых о существовании системы резервного электроснабжения с необслуживаемыми батареями можно даже не вспоминать.
Поэтому резюме по батареям для типовых систем резервного электроснабжения следующее:
- Для реалий Москвы батареи общего назначения AGM и GEL – оптимум по соотношению цена / характеристики-удобство.
- Батареи Deep Cycle для резервного электроснабжения – слишком тяжелая артиллерия (кроме ситуаций совсем «экологичных» уголков с подключением к слабым сельским электросетям).
- Для автономного электроснабжения – рекомендуется Deep Cycle. Можно использовать и GEL-аккумуляторы, но с бОльшим запасом емкости, чтобы не допускать их частого глубокого разряда.
Схема подключения батарей к инвертору
- Чтобы получить вольтаж батареи, равный номиналу инвертора, отдельные 12В аккумуляторы соединяются последовательно – в одну цепочку (string).
- Для увеличения емкости батареи цепочки аккумуляторов соединяются параллельно. При этом не рекомендуется объединять более 4-х цепочек.
Это одна из причин, почему мы рекомендуем для домашнего использования модели инверторов номиналом 48В. Потому что они позволяют собирать наиболее энергоемкие батареи из 12Вольтовых аккумуляторов общего назначения:
| Максимальная энергоемкость батареи из аккумуляторов 12Вх200А-час | |||
| Номинал инвертора | 12В | 24В | 48В |
| Число аккумуляторов 12В-200А-час в цепочке | 1 шт. | 2 шт. | 4 шт. |
| Емкость 1 цепочки (А-час) | 200 А-час | 200А-час | 200А-час |
| Энергоемкость цепочки при глубине разряда 80% | 1.92 кВт-час | 3.84 кВт-час | 7.68 кВт-час |
| Число аккумуляторов в батарее из 4-х цепочек | 4 шт. |
8 шт. |
16 шт |
| Емкость батареи из 4-х цепочек (А-час) | 800 А-час | 800 А-час | 800 А-час |
| Энергоемкость батареи из 4-х чепочек | 7.68 кВт-час | 15.36 кВт-час | 30.72 кВт-час |
Таблица также наглядно показывает, как может ввести в заблуждение параметр Емкость батареи, если ориентироваться только на него и не учитывать вольтаж батареи.
Предлагаемое оборудование
В настоящее время мы предлагаем герметизированные необслуживаемые аккумуляторы производства Haze Battery (английский бренд Haze или китайский Challenger). Это хороший (так называемый «государственный») Китай, официальный поставщик для Мегафон и МТС. Гелевые и AGM батареи Haze / Challenger сочетают высокие эксплуатационные характеристки (надежность, долговечность) и низкую цену.
Подробнее об этих батареях читайте здесь.
Для систем резервного электроснабжения на базе наиболее мощной модели Outback VFX3048 чаще всего используются такие комплекты батарей:
- 4 шт. АКБ 12В х 200 (220) А-ч - батарея 48В х 200 (220)А-ч / вес ~280 кг
- 8 шт. АКБ 12В х 200 (220) А-ч - батарея 48В х 400 (440)А-ч / вес ~560 кг
- 12 шт. АКБ 12В х 200 (220) А-ч - батарея 48В х 600 (660)А-ч / вес ~840 кг
- 16 шт. АКБ 12В х 200 (220) А-ч - батарея 48В х 800 (880)А-ч / вес ~1120 кг
Также под заказ мы поставляем обслуживаемые (с жидким электролитом) аккумуляторы Rolls (США) категории DeepCycle, которые значительно лучше работают в циклических режимах заряда-разряда и имеют больший срок службы.
Все поставляемые АКБ произведены по международному стандарту, сертифицированы, опробованы и на 100% подходят для использования в системах резервного электроснабжения.
