Блоки живлення - вибір і розрахунок

Час автономної роботи або кількість циклів заряду-розряду залежить від глибини розряду. Найбільш щадний режим роботи АКБ досягається при роботі з глибиною розряду в 30%. Оптимальна з точки зору споживача - глибина розряду становить 50%. Найгірший сценарій (при якому час автономної роботи мінімальний) - глибина розряду 100% (повний розряд)

Наприклад, якщо акумулятор 12В 75Аг має енергію 900 Вт/год, то при глибині розряду DoD 30% ми використовуємо тільки 270 Wh.

Оптимальне рішення виглядає при розрядці акумулятора до половини своєї ємності (DoD 50%). Це дозволяє продовжити термін служби акумулятора і споживати більше енергії. Тоді від батареї 75 Ач у нас буде доступ до енергії 450 Вт * год.

Типовий ресурс акумуляторів

Свинцево-кислотний акумулятор AGM

Термін експлуатації (кількість циклів заряду/розряду): до 200 (Дод 100%), до 350 (Дод 50%), до 800 (Дод 30%)

Мультигель акумулятор (AGM MG)

Термін служби (кількість циклів заряду/розряду): до 300 (DoD 100%), до 800 (DoD 50%), до 1400 (DoD 30%)

Гелевий акумулятор (GEL)

Термін служби (кількість циклів заряду/розряду): до 400 (DoD 100%), до 1200 (DoD 50%), до 1800 (DoD 30%)

Літій-залізо-фосфатна батарея (LifePo4)

Термін експлуатації: > 4000 циклів заряду/розряду (DoD 80%)

Припустимо, що система складається з 4 IP камер з енергоспоживанням 5Вт кожна і мережевого відеореєстратора (NVR) з HDD, який споживає не більше 20Вт потужності. Загальна потужність, споживана системою відеоспостереження, становить 4 х 5 + 20 = 40Вт.

Ми припускаємо, що вся система буде живитися від ДБЖ на 220 В.

Кількість енергії (Wh), необхідне системі, становить 40 Вт протягом 12 годин - Qс = 40 * 12 = 480 Wh.

Маємо на увазі, що глибина розряду акумулятора складе 50%. Тому коефіцієнт розряду k = 0, 5.

ККД ДБЖ 220в в режимі роботи від акумуляторів візьме 90% або 0,9 (у різних моделей різний).

Таким чином, необхідна кількість накопиченої енергії в акумуляторі Qa = 480 / (0, 5 * 0, 9) = 1067 Wh.

Необхідна ємність акумулятора у випадку напруги акумулятора 12 В становить: E=Qa/Vx, де Vx – напруга акумулятора. Е = 1067/12 = 89 ач.

Необхідна ємність акумуляторної батареї при напрузі акумулятора 24 В (послідовно 2pcs12V): E=Qa/Vx, де Vx – напруга акумулятора. Е = 1067/24 = 44 ач.

Необхідна ємність акумуляторної батареї у випадку напруги акумулятора 36 В (послідовно 3pcs12V): E=Qa/Vx, де Vx – напруга акумулятора. Е = 1067/36 = 30 ач.

Необхідна ємність акумуляторної батареї при напрузі акумулятора 48 В (послідовно 4pcs12V): E=Qa/Vx, де Vx – напруга акумулятора. E = 1067/48 = 22 а*год

Необхідна ємність акумуляторної батареї при напрузі акумулятора 72 В (послідовно 6pcs12V): E=Qa/Vx, де Vx – напруга акумулятора. Е = 1067/72 = 15 Ач

*Коли батареї підключаються послідовно, ємність спільної батареї залишається такою ж, як і у кожної батареї в ланцюзі.

Тепер справа за вибором ДБЖ 220в. ДБЖ 220в з вбудованими батареями зазвичай оснащуються акумуляторами ємністю не більше 9 А * год. Цього недостатньо, щоб витримати навантаження в 40 Вт протягом половини доби, не вдаючись в глибокий розряд акумуляторів, що негативно позначиться на їх ресурсі.

Тому нам потрібно вибрати 220V UPS з можливістю підключення зовнішніх акумуляторів, оскільки в цьому випадку ми можемо використовувати акумулятори більшої ємності.

Список відповідних моделей:

LPA-W-PSW-500VA (350 Вт) в комплекті з акумулятором FEL-12100

EXA SL 600 в т.ч. в комплекті з акумулятором FEL-12100

Виробник в назві АКБ зазвичай вказує час розрядки, при якому батарея має максимальну ємність.

Так що позначення 12В 65Аг / 10Н на корпусі АКБ FEL-1265 означає, що ємність 65Аг актуальна тільки при розрядці акумулятора протягом 10 годин з струмом 0,1 від ємності.

При більшому розряді струму, коли повний розряд відбувається протягом 3 годин, ємність того ж акумулятора становить 42 Ач, а при повному розряді з великим струмом протягом 1 години ємність становить всього 28 Ач.

Тому для оптимального використання ємності акумулятора рекомендується навантажувати його струмом 0, 1 С і менше.

Табличні дані акумулятора FEL-1265

Характеристики розряду акумулятора при різних струмах навантаження

Акумулятори AGM і GEL мають різні характеристики заряду. Якщо в циклічному режимі рекомендована напруга AGM акумулятора становить 14,7В, то в гелевому АКБ воно нижче - 14,1В.

Таким чином, якщо ваш ДБЖ забезпечив напругу заряду 14,7В, то пряма заміна AGM на GEL неприпустима і призводить до передчасного виходу з ладу АКБ GEL.

Зворотна заміна також неприпустима, так як максимальний струм заряду гелевого АКБ становить 0, 2 С, на відміну від 0, 1 С для AGM.

Тому заміна одного типу АКБ на інший має на увазі можливість перемикання відповідних режимів в ДБЖ.

Характеристики зарядки акумуляторів AgM і GEL (порівняння)

Джерела безперебійного живлення Full Energy вимикати навантаження при падінні напруги акумулятора нижче 10,5 В, щоб запобігти глибокому розряду акумулятора.