Как правильно и чем заряжать аккумулятор от бесперебойника

Причины, по которым батарея изнашивается

Давайте рассмотрим причины поломки, которые могут повлиять на отказ от работы батареи ИБП. Вообще таких причин достаточно много, вот некоторые из них:

Постоянная недозарядка бесперебойника сильно изнашивает аккумулятор. Чаще всего батареи бывают не очень качественными, особенно те, которые продаются по демократичной цене. Эта проблема наиболее популярна;
Еще поломка возникает из-за низкого потока сетевого напряжения, в связи с этим ИБП переключается на режим работы напрямую от батареи, а это не очень хорошо;
Полный разряд – он наступает также от плохого поступления напряжения;
Долгое нахождение в состоянии разряда, если до этого устройство долго функционировало. Обязательно давайте ИБП постоять включенным, как можно чаще, чтобы он успел подзарядить все свои резервы

Если же устройство само разряжает батарею, то стоит обратить внимание на техническую исправность схемы;
Если напряжение слишком большое, то может возникнуть пересыхание батареи и приостановка функций. Так происходит, потому что показатель уровня электролита сильно снижается

Такое возможно, если ИБП стоял в слишком жарком месте;
Сильно влияет на работу аккумуляторов температура. Нельзя содержать устройство питания в комнате с высокой температурой и в условиях, где градус опускается ниже 0.

Это одни из основных показателей поломки АКБ. Все факторы напрямую влияют на работу батарей источника бесперебойного питания. Наличие таких проблем почти всегда приводит к отказу от работоспособности аккумулятора. Также влекут за собой к такие поломки:

• сход действующей массы на плюс заряженных электродов, которая связана с перебоем однородности и измельчением;
• недостаточное скрепление массы или недостаточная физическая прочность отводов тока часто становится причиной схождения активной массы;
• деформация электродов, она выражается в наступлении электрохимических реакций распада и окисления в электролите, которым предшествует осыпание материала токоотвода;
• окисление пластин, которое представляет собой невозможность протекания обратных процессов токо образования, к которым привело формирования достаточно больших кристаллов сульфата свинца.

Чтобы не возникало таких проблем, нужно устанавливать в ИБП качественные батареи. Но это доступно не каждому человеку, в основном это делают специалисты. Если это сделать невозможно, тогда остается покупать более надежные бесперебойники, но они будут уже дороже в цене. Зато и служить будут долго и беспроблемно.

Свинцово-кислотные аккумуляторы

В источниках бесперебойного питания (UPS или ИБП) применяются свинцовые кислотные аккумуляторы.

Свинцовый кислотный аккумулятор представляет собой две пластины, содержащие в себе свинец и погруженные в электролит – раствор на основе серной кислоты.

Вся эта конструкция заключена в пластиковый корпус.

Она содержит несколько «банок», соединенных последовательно. Каждая «банка» после заряда имеет напряжение около 2,2 В, которое постепенно понижается в процессе эксплуатации.

В аккумуляторах для ИБП последовательно соединены обычно  6 элементов.

В течение некоторого времени можно наслаждаться жизнью. Напряжение в сети скачет или пропадает, ИБП периодически переключается на питание от аккумулятора. И мы, поплевывая с высокой башни, не видим для себя никаких неудобств.

Однако любая кислотная аккумуляторная батарея имеет ограниченное число циклов «заряд-разряд». Она постепенно стареет, и в ней со временем происходят необратимые изменения, в частности,  сульфатация пластин электродов.

Две проблемы

Одна из проблем — заряд ниже нормы:

Любой аккумулятор источника бесперебойного питания, как, впрочем, и все аналогичные устройства хранения заряда, подвержен двум проблемам. Первая из которых, конечно же, перезаряд. Когда классический свинцовый АКБ набирает излишки энергии, кислая среда в его составе, представленная смесью воды и серной кислоты, кипит, разрушая испускаемыми газами корпус. Для аккумулятора ИБП жидкости не предусмотрено, вместо нее используется или паста в гелиевых моделях (маркировка GEL на корпусе) или пористые сепараторы из стеклоткани (AMG модели). Тем не менее, перезаряд может привести к тому, что верхние части контактов внутри самого устройства перестанут быть закрыты кислотным составом, что приведет к их электрическому замыканию и выходу емкости хранения из строя. Кроме того, даже если не произойдет оголения, вместимость АКБ по току все равно снизится. Причиной здесь станут маленькие пузырьки газа, которые не могут покинуть пасту или сепаратор. Они начнут мешать ходу химических реакций, проходящих при накоплении или расходе энергии.

Измерение напряжение на АКБ со снятой крышкой:

Вторая проблема по аналогии обратна первой — слишком сильный разряд аккумулятора. В процессе траты энергии, внутренняя плотность кислой среды у АКБ падает. При зарядке она поднимается. Вот тут и кроется суть проблемы — если она слишком низкая, то химические реакции не идут и наполнить энергией накопитель уже не получится.

В первом случае бесперебойник сам начнет сигнализировать о возникновении проблемы аварийным индикатором или своеобразным писком. Во втором будет отмечаться краткое время поддержки работы оборудования и его периодическое спонтанное отключение.

Срок службы батарей и от чего он зависит

АКБ (аккумуляторная батарея) служит в среднем три-пять лет. У мощных ИБП этот срок может составить около 10 лет. На срок эксплуатации влияет множество факторов: как часто переключается прибор на резервное питание, влажность в помещении (должно быть сухое место), окружающая температура (не выше 25о С), хорошая вентиляция. При установки нужно оставить зазоры по бокам для циркуляции воздуха – перегреваниеИБП также сокращает срок службы. Повышенная нагрузка на бесперебойник быстро истощает батарею – это умаляет срок ее службы.

Правильное сервисное обслуживание важно для источника питания. На протяжении всего срока эксплуатации требуется несколько раз менять батареи – для корректного функционирование лучше заменить сразу весь комплект

Если в одну линейку к старым включить новые, то они быстро деградируют.

Не рекомендуется складировать батареи больше, чем полгода – как новые, так и отслужившие свое. В состав батарей входят элементы, вредные для окружающей среды. По истечении срока эксплуатации лучше всего сдавать их на утилизацию специализированному предприятию.

Виды аккумуляторов для ИБП, характерные неисправности

В блоке ИБП используются только свинцово-кислотные аккумуляторы. Линейка включает мультигелевые, гелевые и AGM накопители энергии. Маркировка VRLA/SLA обозначает, что аккумулятор необслуживаемый и герметизированный, может устанавливаться в жилых помещениях.

Аккумуляторы отличаются залитым гелевым составом электролита на основе серной кислоты или между пластинами установлен пористый сепаратор, пропитанный электролитом. Мультигелевые АКБ производят по технологии AGM, маркируют MG.

Эксплуатация батарей с сложных условиях, с хроническим недозарядом по разным причинам, снижение уровня электролита и неблагоприятные внешние факторы приводят к характерным причинам потери работоспособности. АКБ требует восстановления по причинам:

• Осыпание или сползание активной массы с положительной решетки, вызванное нарушением однородности состава
• Ослабление связей в активной замазке связано с некачественными токоотводами.
• На электродах произошла коррозия, нет сцепления замазки с металлом.
• Произошла сульфатация пластин- токоотводов, образование кристаллического плотного нароста соли сульфата свинца.
• В полости устройства недостаточно влаги — батарея песесохла.

Своими руками можно устранить некоторые проблемы. Осыпание замазки, коррозия токопроводов приводят к короткому замыканию банок, в домашних условиях ремонт невозможен.

Восстановление аккумулятора от бесперебойника

Практически все владельцы источников бесперебойного питания были в ситуации, когда при малейшем скачке напряжения техника выключается, хоть и была подключена к ИБП. Причиной тому служит выход из строя батарей, а цена их велика, и иногда дешевле купить новый источник. У многих сразу возникают вопросы: «Как отремонтировать бесперебойник? Можно ли самостоятельно починить батарею ИБП?»

Основные причины выхода из строя аккумуляторов ИБП.

• систематический не полный заряд батареи ИБП — это наиболее часта причина, так как бюджетные ИБП оснащаются не качественными зарядными устройствами.
• глубокий разряд – также возможен при плохом качестве входного напряжения;
• долгое нахождения батарей в разряженном состоянии – после долгой работы от аккумуляторов нужно оставлять ИБП включенным для того, чтобы он смог полностью зарядить свои батареи;
• снижение уровня электролита, что приводит к высыханию батареи и потере ее первоначальных качеств – это происходит из-за повышенного напряжения при зарядах;
• работа аккумулятора в повышенном температурном режиме.

Как восстановить аккумулятор ИБП.

Оживление аккумулятора бесперебойника в домашних условиях стопроцентных результатов не даст, да и методы оживления подходят лишь для некоторых видов поломок. Рассмотрим несколько способов восстановления аккумуляторных батарей.

Ремонт аккумулятора бесперебойника дистиллированной водой. Для восстановления сначала нужно купить необходимые инструменты: шприц, дистиллированную воду. Дистиллированная вода продается в любом автомобильном магазине, а шприц можно купить в аптеки. Для восстановления аккумуляторных батарей нужно сорвать верхнюю крышку батареи, которая закрывает колпачки банок. Затем снимите резиновые колпачки, наберите в шприц дистиллированную воду, не более 2 мл, и выдавите в банку. Проделайте так с каждой банкой. Подождите время пока вода впитается (понадобится около получаса). Пластины должны быть слегка покрыты водой, если получился избыток, то удалите его шприцом, если мало до добавьте ещё.

Длительное заряжаниеВосстановление аккумуляторов ИБП длительной зарядкой позволяет восстановить его первоначальные свойства после высыхания. Этот способ можно попробовать первым по восстановлению АКБ, чтобы не разбирать аккумулятор. Если длительное заряжание не помогло, то тогда придется разобрать ИБП и достать аккумуляторную батарею. Заряжать придётся зарядным устройством (подойдёт и автомобильная зарядка), высохший аккумулятор изначально не будет потреблять ток от зарядного устройства, поэтому на амперметр внимания не обращайте. Перед подключением накройте аккумулятор крышкой и поставьте на нее груз, иначе колпачки разлетятся по всей комнате, так как через них будет сбрасываться избыточное давление. Заряжать нужно напряжением не менее 15 Вольт. Причем придется долго ждать, прежде чем аккумулятор начнет оживать и брать ток. Если в течение 15 часов зарядки АКБ так и не стала брать ток, то следует повысить напряжение до 20 В. В этом случае нельзя АКБ оставлять без присмотра, иначе можно испортить и батарею, и зарядное устройство.

Jpeg

Циклический зарядЕсли аккумулятор не хочет восстанавливаться, то можно попробовать «раскачать» его. Следует поочередно выполнять циклы заряда/разрядки, что в свою очередь поможет восстановить первоначальные свойства АКБ. Первый цикл заряда следует проводить высоким напряжением около 30 В. При последующих циклах потребуется ступенчатое снижение напряжения до 14 В, например, 30-25-20-14 В. Разряжать батарею следует небольшой лампочкой на 5-15 Вт. При разряде следует следить за напряжением батареи и не допускать его просадки ниже 10,5 В.

Если все эти методы не помогли, то придется идти в магазин за новым аккумулятором. Просто взять и выбросить старые батареи на мусорку не рекомендуется, так как в аккумуляторах содержится свинец, который относится к тяжелым металлам, и кислота. Поинтересуйтесь в Интернете или в любом сервисном центре, куда сдать батареи от ИБП в вашем городе, чтобы не нанести урон окружающей среде.

Виды аккумуляторов

АКБ для ИБП могут быть самых разных конструкций. Некоторые известны уже несколько десятков лет, некоторые разработаны сравнительно недавно, но уже успели приобрести большую популярность благодаря своим высоким техническим характеристикам.

Аккумуляторы можно разделить на несколько групп:

• Батареи с кислотным электролитом и свинцовыми электродами;
• Аккумуляторы с гелевым электролитом;
• AGM батареи;
• Ni-Cd аккумуляторы;
• Батареи Li-ion, Li-PO.

Аккумуляторы с жидким электролитом

Они представляют собой негерметизированную ёмкость с электродами из свинца. В качестве электролита используется раствор серной кислоты. Аккумуляторы выделяют водород, и сернокислотные пары, что ограничивает их применение в бытовых помещениях.

Такие аккумуляторы могут использоваться как дополнительные батареи при возможности их размещения в отдельных вентилируемых помещениях. Батареи отличаются низкой стоимостью, надёжностью и большим количеством зарядно-разрядных циклов

Гелевые аккумуляторы

Эта конструкция представляет собой дальнейшее развитие кислотных батарей. Благодаря добавке загустителя на основе кремния, жидкий электролит превращается в желеобразную массу. Гелевые аккумуляторы для ИБП полностью герметичны, не выделяют токсичные вещества и очень надёжны. Они обладают большой ёмкостью и большим количеством циклов разряда-заряда. GEL-аккумуляторы очень критичны к глубокому разряду, и стоят дороже аккумуляторов с жидким электролитом.

Аккумуляторы с AGM технологией

Результатом дальнейшей модернизации гелевых аккумуляторов стало появление AGM источников питания. Они считаются  современными и перспективными моделями. В этих батареях жидкий компонент абсорбирован специальным пористым материалом. Батареи можно эксплуатировать в любом положении. Они обладают очень маленьким внутренним сопротивлением.

AGM аккумуляторы для ИБП отличаются большой ёмкостью, надёжностью и продолжительным сроком работы. Такие источники чаще других применяются в резервных блоках питания.

Никель-кадмиевые батареи

Эти типы аккумуляторов отличаются большим количеством зарядных циклов и большой удельной ёмкостью. Они обладают малым саморазрядом и могут эксплуатироваться в широком диапазоне температур. Эти батареи компактны и обладают малым саморазрядом.

Ограничение на их использование накладывает высокая цена и применение в конструкции соединений кадмия, которые очень ядовиты, что осложняет не только их эксплуатацию, но и утилизацию.

Аккумуляторы с Li-электродами

Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы, с развитием инновационных технологий получают всё большее распространение. Эти батареи при компактных размерах имеют большую ёмкость и могут обеспечить энергией потребителя большой мощности.

Литиевые аккумуляторы не теряют ёмкость в процессе работы и обладают очень незначительным саморазрядом. Недостатками являются их высокая стоимость и малый диапазон рабочих температур.

Первый запуск

Бесперебойник и его аккумулятор:

Приобретая новый ИБП, или начиная пользоваться старым после долгого простоя, необходимо вначале полностью зарядить внутренний аккумулятор ИБП. Здесь можно понадеяться на электронику бесперебойника или воспользоваться сторонним зарядным устройством. Разберем вначале первый случай. Тут все просто. Достаточно до момента начала рабочей эксплуатации бесперебойника подключить его с вставленной батареей на сутки к сети питания, без нагрузки. За названый период времени АКБ будет полностью заряжен.

В идеале, на исходе суток отсоединить аккумулятор, и проверить напряжение на его клеммах мультиметром или вольтметром. Оно должно находиться в пределах, указанных в информации, нанесенной на корпусе емкости в графе «StandBy use» или «Floating use». Возможно, протестированное значение будет и выше. Если же напряжение на контактах ниже, то стоит проверить сам ИБП — дает ли он ток согласно норме. Для этого подключают бесперебойник к сети и замеряют характеристики на его клеммах. Полученные значения должны быть аналогичны указанным на аккумуляторе в разделе «Cycle use».

Этикетка устройства с технической информацией:

В том случае, если для первоначального заполнения АКБ источника бесперебойного питания используется стороннее зарядное устройство, то периодическая проверка текущего уровня тока обязательна. Да и само зарядное устройство должно обладать характеристиками, позволяющими ему работать с аккумулятором ИБП. К примеру, вольтаж должен лежать в пределах «Cycle use», а сила тока соответствовать 1/10 всей емкости, указанной на корпусе накопителя, и не превышать «Initial current».

Чем последний метод лучше использования самого бесперебойника — он дает возможность частично уменьшить деградацию. Для этого нужно несколько раз полностью зарядить и опустошить аккумулятор. Разрядка производится слаботочной нагрузкой, подключаемой к накопителю между циклами наполнения. Хорошо подойдет лампа дальнего света фар автомобиля.

Какой тип аккумулятора выбрать – AGM, гелевый или с жидким электролитом?

Применение автомобильных стартерных батарей в системах электроснабжения может быть оправдано только в низко-бюджетных системах, которые будут под пристальным контролем обслуживающего персонала (необходимо следить за уровнем и плотностью электролита, регулярно проводить выравнивающий заряд АБ, и т.п.). Необходимо также помнить, что для эксплуатации такого типа батарей необходимо отдельное, хорошо вентилируемое помещение.

В связи с этим, в системах на базе возобновляемых источников энергии, а также в системах бесперебойного питания, целесообразно использовать, хотя и более дорогие, герметичные, необслуживаемые АБ. Солнечная батарея, термоэлектрический генератор и небольшой мощности ветроэлектрическая установка вырабатывают сравнительно небольшой ток, поэтому заряд АБ длится много часов и в этом случае подходят даже самые дешевые из необслуживаемых АБ.

Такие АБ имеют большую, по сравнению со стартерными батареями, толщину пластин электродов, поэтому срок их службы в режиме длительного разряда намного превышает срок работы стартерных батарей.

Сравнение AGM, OPzV и OPzS аккумуляторов*

Глубина разряда и саморазряд

Очень важным критерием при выборе аккумулятора является глубина его разряда. Этот показатель говорит о том, до какого уровня можно разряжать устройство без причинения вреда его системе

Внимание! Разряд до нуля недопустим ни для одного аккумулятора на бесперебойник для любого компьютера и не только, это может повлиять на его срок эксплуатации

Меньше всего такому эффекту подвергаются никель-кадмиевые батареи.

Еще одним важным показателем считается саморазряд. Сама по себе батарея, установленная в ИБП, разрядиться не может, так как она постоянно находится на подзарядке. Поэтому уровень саморазряда показывает разряд батареи в состоянии длительного простоя.

Как восстановить аккумулятор, инструкция

Вы уже определились с топологией вашей аккумуляторной батареи для ИБП и с каким размером он должен быть. Теперь вам нужно подумать о том, что вы хотели бы делать с питанием от батареи при возникновении проблемы с питанием. Хотите сосредоточиться на безопасном отключении всех подключенных устройств? Вы хотите, чтобы ваш DVR и телевизор работали во время проблемы с питанием? Аккумулятор для компьютера – отличное решение.

Теперь вы должны определить время выполнения. Время работы – это количество минут, в течение которых система ИБП может поддерживать подключенные устройства с помощью электричества во время отключения электроэнергии. Минимальное время работы в это время вы должны выполнить надлежащее завершение работы оборудования. АКБ для бесперебойника поможет не потерять важные данные.

Делая покупки во время работы, вы будете учитывать, сколько времени батареи ИБП могут поддерживать оборудование при перебоях в электроснабжении, когда электроснабжение недоступно. Имейте в виду, что количество поддерживаемых ватт влияет на время работы: чем меньше подключенная мощность, тем дольше будут работать батареи. Чем больше мощность, тем короче время работы бесперебойного блока питания.

Чтобы определить время выполнения, мы хотим найти диапазон. Начните с количества минут, которые потребуются для полного выключения устройства, а затем установите приемлемый диапазон времени работы. Чем шире диапазон, тем больше вариантов выбора аккумуляторов для UPS. Рассмотрим как восстановить поврежденные механизмы.

С помощью дистиллированной воды

Для восстановления нужно сорвать верхнюю крышку, которая закрывает колпачки. Затем снять колпачки для сброса давления. Далее нужно набрать в шприц дистиллированную воду, не более 2 мл, и выдавите в банку. Через пол часа вода впитается и процедура “оживления” будет окончена.

Длительная зарядка

Обычный способ зарядить аккумулятор, который происходит в автоматическом режиме. Коммунальные источники питания снабжают электроэнергией в форме синусоидального переменного тока. Когда ИБП находится в нормальном режиме, он передает ту же электрическую синусоидальную волну на подключенные устройства. Если ИБП переключается на работу от батареи, он вырабатывает синусоидальное или симулированное синусоидальное электричество для питания вашей электроники.

Циклический разряд-заряд

Синусоидальный выход имеет разрыв мощности в каждом цикле. Иногда этот разрыв мощности может вызвать напряжение в блоке питания чувствительной электроники, нанося им вред.

Вам понадобится ИБП с синусоидальной технологией, если вы хотите подключить следующее:

• Apple iMac Компьютеры
• Компьютеры и оборудование, являющиеся эффективными системами Energy Star или 80 PLUS с использованием активных источников питания PFC.

Электронное оборудование с активными источниками питания PFC может неожиданно отключиться при использовании ИБП с имитацией синусоидальной волны, что может привести к потере данных или повреждению оборудования. Системы ИБП, которые обеспечивают синусоидальный выходной сигнал, предотвращают неожиданные отключения и повреждение электронного напряжения.

Если вам нужна помощь в определении того, использует ли устройство активные схемы PFC, обратитесь к производителю устройства.

Похожие записи:

Как сделать оружие из дерева Как выбрать электрический рубанок: характеристики и производители Почему начали потеть стекла? причины и способы борьбы с проблемой Говяжья печень в духовке, фото-рецепты 3 способа сделать самодельный заточной станок Arduino nano распиновка