Автомобильный аккумулятор — в ИБП! / Статьи и обзоры / Элек.ру

Представляем вашему вниманию статью Александра Ткачева из Риги, который в соавторстве с Александром Ярошенко (SamElectric.ru) расскажет о том, как можно использовать обычный автомобильный аккумулятор для резервного питания важного оборудования.

Источник бесперебойного питания (ИБП) является не просто защитником электропотребителей от скачков и перепадов питающего напряжения, но и полноценным источником накопленной энергии.

С постоянным совершенствованием электронных компонентов снижается и их стоимость. Если 10–15 лет назад ИБП мощностью 1000 ВА был достаточно дорогим прибором, то сейчас такой ИБП можно приобрести по доступной цене. В современных ИБП используются дорогие необслуживаемые свинцовые аккумуляторные батареи, произведенные по технологии AGM (Absorbent Glass Mat). Суть технологии — использование вместо жидкого электролита токонепроводящего пористого материала с жидким электролитом в порах. Такой аккумулятор безопасен с точки зрения использования (может использоваться в положении «на боку» или «вниз головой») и не требует обслуживания, но имеет один существенный минус: высокая цена.

Обычная автомобильная стартерная аккумуляторная батарея (АКБ) имеет жидкий электролит и стоит в 2–3 раза дешевле при такой же емкости, но накладывает на использование в ИБП некоторые ограничения. Поэтому производители ИБП предпочитают ставить в свои изделия именно AGM батареи.

Применение обычных АКБ существенно снизит стоимость, увеличит емкость накопленной энергии и продолжительность работы ИБП

Далее мы рассмотрим обслуживаемые кислотно-свинцовые АКБ, используемые в автомобилях, и покажем, как «обмануть систему» и применить АКБ в обычных ИБП.

Теоретическая часть

АКБ имеет два крайних рабочих состояния — полностью разряжена и полностью заряжена:

Внимательный читатель, а особенно автоэлектрик возразит: «Напряжение на заряженной АКБ не будет выше 13 вольт!» И будет прав! Напряжение на полностью заряженной АКБ будет в пределах 12,75–12,80 вольт при плотности электролита 1,26 г/см3 и при температуре 25°С. И называется оно напряжение покоя АКБ.

Напряжение покоя измеряется только после отключения АКБ от потребителей или зарядных устройств через как минимум 24 часа. Во время зарядки и разрядки в АКБ происходят сложные химические процессы, длящиеся после отключения зарядного устройства или нагрузки какое-то время. Это можно назвать химической инерцией.

Если АКБ отключить от нагрузки, ее напряжение начнет подниматься. А при зарядке, если отключить АКБ от зарядного устройства, напряжение будет снижаться

Во время зарядки АКБ набирает электрическую емкость. Это один из самых главных показателей АКБ. Электроемкость АКБ — это произведение постоянного тока разряда АКБ на время разряда при номинальном напряжении (для автомобильного АКБ это 12 вольт).

За час АКБ электроемкостью 60 А·ч может отдать 60 ампер напряжением 12 вольт до ее полной разрядки. Практически это выглядит так: если АКБ нагружать током 60 ампер один час, ее напряжение снизится с 12,75–12,80 вольт до 12,00 вольт.

Но откуда же 14,4 вольта? Далее мы детально рассмотрим процесс заряда АКБ и откуда берется это напряжение.

Принцип заряда АКБ

Существует два способа зарядки АКБ:

• Зарядка постоянным током используется чаще всего. В начале заряда АКБ заряжается током, равным 1/10 от емкости АКБ, и напряжением, близким к номинальному напряжению заряда или чуть выше (обычно 14,50–14,80 вольт) до начала кипения электролита. Потом ток понижается до 1/20 от емкости АКБ и опять заряжается до начала кипения электролита. После этого процесс зарядки прекращается. Кипение электролита — это процесс выделения из него под воздействием электролиза паров водорода.

Зарядить АКБ до значения, близкого к 100% ее емкости, зарядкой постоянным током можно только постоянно понижая ток заряда. Сначала до 1/40, довести до кипения, потом до 1/80 довести до кипения, потом до 1/160 и так до 1/2000. Причем нужно следить, чтобы процесс кипения электролита не начинался, а только подходил к нему. Это достаточно кропотливая и нудная задача — нужно постоянно следить за процессом зарядки.

• Зарядка постоянным напряжением подразумевает зарядку АКБ точным номинальным напряжением заряда (с точностью до сотых долей вольта) и плавным понижением тока зарядки без кипения электролита. Такие зарядные устройства достаточно сложны и дороги, но позволяют использовать ресурс АКБ по максимуму.

Рассмотрим второй способ заряда АКБ (постоянным напряжением), так как он обычно используется в ИБП при заряде АКБ. Такой способ не допускает кипения электролита и заряжает АКБ до реальных 100% емкости. Процесс зарядки АКБ логарифмичен (нелинеен), поэтому зарядить АКБ полностью на 100% — задача достаточно сложная. Если на начальных этапах зарядки для типичной АКБ емкостью 70 А·ч ток заряда 1/1 0 от емкости (7 А), то на конечных этапах зарядки (90–98%) ток равен 1/400 от емкости (175 миллиампер). И на этапах зарядки (от 98–100%) ток заряда должен быть чуть больше тока саморазряда АКБ. А это менее 1/2000 от емкости АКБ (менее 35 миллиампер).

Номинальное напряжение заряда для каждой АКБ индивидуально (производитель, материалы, технологии и даже смена, в которую АКБ изготавливался на заводе) и может колебаться в пределах от 14,35 до 14,45 вольт.

При выкипании водорода из электролита происходит увеличение его плотности. Поэтому в элек-тролит в таком случае нужно добавлять дистиллированную воду для компенсации его плотности до 1,26 г/ см3. На практике технологии производства стартерных АКБ за более чем 100-летний период производства отточены до совершенства и выпускаются с учетом номинального напряжения заря-да, близкого к 14,40 вольтам.

Полностью зарядить АКБ (на все 100% ее электрической емкости) без выкипания электролита можно только напряжением 14,40 вольт!

Теперь рассмотрим практическую часть зарядки постоянным напряжением на конкретных примерах. Так как АКБ набирает емкость заряда нелинейно, при подключении АКБ к зарядному устройству без ограничения тока заряда АКБ в течение первых секунд может потреблять ток заряда, равный своей емкости. Например, для АКБ емкостью 70 А·ч первые секунды ток заряда будет 70 А. Потом ток заряда плавно понижается с повышением внутреннего сопротивления АКБ.

20–30% своей емкости АКБ может набрать за 15–20 минут зарядки током 1/10 от своей емкости (в нашем примере 7 А).

Автомобилисты знают, что «прикуривать» от соседского автомобиля подсевшую АКБ достаточно минут 5–10, чтобы крутануть стартер, а если АКБ села «в ноль», времени понадобится немного больше — здесь мы и наблюдаем логарифмичность процесса зарядки.

Чтобы зарядить АКБ на 50% емкости, понадобится уже пару часов, а никак не 30–40 минут, так как ток заряда все время уменьшается. А вот чтобы зарядить АКБ на 80%, понадобится как минимум 6–7 часов. 80–85% емкости АКБ достигается, когда напряжение заряда поднялось до 13,60–13,80 вольт. Ток заряда на этом этапе будет меньше одного ампера, и продолжит понижаться. А при 14,20 вольтах АКБ заряжена до 90–95%. Фактически на этапе зарядки около 97–99% происходит прецизионная зарядка. При превышении напряжения зарядки даже на 0,01 вольт или тока зарядки на 10 миллиампер мы получим начало закипания электролита.

Практическая часть

Производители (в меньшей мере) и продавцы (в большей мере) ИБП очень часто критически относятся к использованию дешевых стартерных АКБ в ИБП. Потому что с AGM аккумуляторами меньше хлопот с пользователями, которые не представляют, как работает ИБП и как устроена АКБ. Хотя использовать стартерные АКБ в ИБП в большинстве случаев можно. А если использовать внешнюю схему зарядки АКБ — это отличное дешевое решение для любого ИБП. Поясним некоторые нюансы по-своему 15-летнему опыту использования АКБ с ИБП от APC Back UPS 600I.

Три наиболее частые ошибки при подключении внешних АКБ к ИБП заключаются в следующем:

• малая площадь сечения проводов, которыми подключается АКБ к ИБП;
• длина проводов от АКБ к ИБП;
• нагрузка, которую хотят получить от ИБП при подключении внешней АКБ.

Разберем первый и второй пункт более подробно. Падение напряжения на проводах при передаче постоянного электрического тока в 12 вольт очень сильно зависит как от длины, так и от площади сечения этих проводов, а также от силы тока, протекающего по этим проводам. Наш ИБП при питании от АКБ на полной нагрузке в 600 ВА забирает с нее ток около 35 ампер. Если суммарная длина проводов (плюсового и минусового) от АКБ к ИБП не превышает 50–60 см, достаточно площади сечения под ток в 35 ампер около 16 мм2. А вот если АКБ находится на удалении 5 метров от ИБП (это общая длина проводов 10 метров), падение напряжения будет очень большим — 0,3 вольта. Электроника ИБП будет считать, что АКБ разряжена на половину.

При падении напряжения на АКБ по мере ее разрядки сила тока по закону Ома будет возрастать. При напряжении 9 вольт сила тока будет более 50 ампер. Соответственно будет возрастать и падение напряжения в проводах — до 0,5 вольта. ИБП будет отключаться гораздо раньше, чем если бы АКБ стояла в корпусе ИБП. Стандартные провода в ИБП, которыми штатная батарея подключена в схему, имеют сечение около 8 мм2 и длину около 30 см. Если подключить АКБ проводом такого же сечения, но длиной 10 метров, электроника ИБП будет считать, что АКБ разряжена полностью. Поэтому подключать АКБ к ИБП нужно как можно более толстыми и как можно более короткими проводами.

Теперь третий пункт. В обычные офисные ИБП ставятся АКБ емкостью 7–9 А·ч. При полной нагрузке на ИБП он проработает 1–3 минуты (зависит от производителя и модели). При подключении стартерной АКБ время работы возрастет в разы и может достигнуть одного часа. Но при этом внутренние силовые компоненты схемы могут выйти из строя от перегрева, поскольку они не рассчитаны на долговременную работу.

Поэтому, если использовать АКБ, ИБП должен работать не более чем на 50–60% его полной расчетной мощности. Либо потребуется принудительное охлаждение компонентов.

Пример переделки ИБП под стартерную АКБ

На основе АКБ и Back UPS 600I была собрана и более 10 лет эксплуатируется ИБП собственной конструкции:

На передней панели мы видим цифровой вольтметр, который показывает напряжение заряда или разряда, и амперметр, который показывает электрический ток в двух направлениях — заряд и разряд.

ИБП — всегда стационарные устройства и, как правило, в месте их установки имеется достаточно пространства, чтобы установить АКБ

При подключении нагрузки видно, как проседает напряжение и как амперметр показывает разрядку АКБ с отрицательным значением тока.

ИБП настраивался исходя из того, что забираемый от АКБ ток будет не более 20 ампер. Фактически данный ИБП питает два сервера, рутер и свитч. Гарантированно это все может работать без электричества около 7–8 часов (в зависимости от нагрузки на сервера). Схема подключения позволяет использовать две АКБ и независимо заряжать одну из батарей во время эксплуатации другой. Раз в полгода можно переключаться между батареями, чтобы сравнять процесс старения обоих АКБ.

О таблице

На передней панели ИБП приведена таблица, которая характеризует степень заряда и разряда АКБ. Как видно, АКБ разряжена в ноль, когда напряжение на ней падает до восьми вольт. Поясним термин «глубокий разряд», используемый далее по тексту. АКБ переходит в состояние глубокого разряда, когда напряжение покоя у нее ниже 11,35–11,40 вольт. Это верхний предел глубокого разряда. Как говорилось выше, после отключения нагрузки напряжение на АКБ начинает повышаться. Если в течение 2–6 часов, в зависимости от емкости АКБ, это напряжение поднялось до 11,90–12,00 вольт, АКБ не ушла в глубокий разряд. Но как следует из опыта, даже если АКБ кратковременно разрядится до 11,90–11,8 вольт, ничего страшного не будет, если ее сразу поставить на зарядку.

Производители АКБ указывают кратковременный пусковой ток рядом с емкостью. Такой ток возникает при запуске стартера, уводя АКБ в глубокий разряд с просадкой напряжения на АКБ до 9 вольт, но АКБ это выдерживает и служит в автомобиле 5–6 лет.
Нижний порог отключения производитель ИБП выставляет при полной нагрузке на АКБ. В нашем случае он около 7,55 вольт при нагрузке около 30–35 ампер. 8 вольт в таблице указано на полную нагрузку. Это «памятка для себя». Но лучше не доводить разрядку АКБ до падения напряжения на такой низкий уровень. АКБ «проседает» по напряжению больше под полной нагрузкой, чем под нагрузкой в 50% или 30%. Как только нагрузка пропадает полностью, напряжение на АКБ скачком поднимается и потом продолжает подниматься все медленней до напряжения фак-тического разряда (напряжения покоя).

Например, опытным путем установлено, что при 20-амперной нагрузке на АКБ, когда напряжение проседает до 8 вольт, можно уменьшить ток до 9 ампер, и напряжение мгновенно поднимется до 10,6 вольт, продолжая при этом медленно понижаться.
Если разряжать аккумулятор нагрузкой в 10 ампер, соответственно и нижнее значение будет не 8 вольт, как приведено в таблице на передней панели, а больше (оно может быть 8,4 вольт, к примеру, или 9,0 вольт).

Если нагрузка на АКБ от ИБП 10–20% от расчетной, соответственно напряжение «проседает» меньше, но на АКБ получается нагрузка долговременней. И соответственно АКБ находится в глубоком разряде под нагрузкой дольше. А вот это уже «убийственно» для АКБ. Поэтому нужно стараться не доводить АКБ до глубокого разряда и по возможности, если до этого дошло — сразу поставить на зарядку.

Штатная AGM батарея, проработав 20–30 минут в глубоком разряде, фактически умирает сразу — начинают разрушаться пластины внутри нее, и электроемкость падает в разы в отличие от стартерной АКБ, где потеря электроемкости от работы при глубоком разряде 2–3 часа измеряется процентами.

Стартерная АКБ гораздо выносливей «батареи в комплекте» с ИБП

Если их правильно использовать и обслуживать, но, самое главное, правильно заряжать, они могут прослужить более 15 лет либо выдержать более четырехсот циклов 100% разрядки-зарядки или более тысячи циклов 30–40% разрядки-зарядки! Это проверено на практике!

Уверены, что статья заинтересует читателей. Если хочется узнать больше — полная версия статьи приведена в блоге SamElectric.ru (статья «Аккумуляторы для ИБП»), там же — многочисленные комментарии и ответы на вопросы.

Источник: Александр Ткачев и Александр Ярошенко, автор блога SamElectric.ru. Статья опубликована в журнале «Электротехнический рынок», №3 (87) 2019

Подключение автомобильного аккумулятора к ИБП своими руками — подробная инструкция

Источники бесперебойного питания устанавливаются перед оборудованием, которое должно сохранить рабочие параметры после отключения сетевого питания. Устройство укомплектовано аккумулятором и электронной схемой контроля параметров и переключения на резервный источник. Можно ли подключить автомобильный аккумулятор к ИБП?

Типы ИБП и требования к аккумуляторам

Задачи, решаемые блоком, разнятся. Пассивные устройства устанавливаются в домашний компьютер. Линейно-интерактивные бесперебойники поддерживают напряжение перед потребителем 220 В, АКБ в сеть включен постоянно. ИБП с двойным преобразованием постоянно работает от АКБ, зарядка батареи идет от сети. Напряжение на выходе всегда стабильное, но оборудование сложное, требует охлаждения, устанавливается на особо ответственные потребители энергии.

Мощность бесперебойника определяется в вольт-амперах, а обслуживаемой техники – в ваттах. Соотношение: 1 ВА=0,6 Вт. При недостаточной мощности блока, сработает защита по току, ИБП отключится. Поэтому, подбирая устройство под потребителя нужно предусмотреть резервную емкость 30 %.

Стандартно в ИБП используют гелевые или AGM аккумуляторы. Отличия их по функциональности от автомобильных незначительны, но стоят они значительно дороже. Насколько оправдана модернизация ИБП, и насколько стартовый АКБ авто справится с задачей?

Можно ли использовать автомобильный аккумулятор для ИБП

Здесь рассматриваются только пассивные и линейно- интерактивные ИПБ, применяемые в личных целях. К тому подвигла цена родного устройства и сходные по функции способности недорогих автомобильных и ИБП аккумуляторов. Возможна ли переделка защитного блока?

Есть в конструкциях принципиальные различия – в гелевой батарее ИБП выполнены толстые свинцовые пластины-накопители из чистого свинца. В стартовом АКБ электролит жидкий, свинцовые пластины тоньше, состав имеет примеси. Автомобильный аккумулятор будет стоять рядом с блоком, загромождая помещение. Использование автомобильного аккумулятора в ИБП – апгрейд вынужденный. Суммарные потери при эксплуатации аккумуляторной батареи и родного АКБ блока в итоге сопоставимы.

Перед тем как подключить АКБ от авто к ИБП, необходимо знать последствия:

• тонкие пластины автомобильного аккумулятора быстро разрушаются, работая в режиме ИБП;
• авто АКБ в сети ИБП постоянно недозаряжен, при восстановлении емкости при пониженном напряжении закипает;
• выделение водорода в атмосферу помещения может привести к взрыву от искры, если достигнута критичная концентрация газа;
• автомобильный жидкий АКБ разряжается быстрее гелевого от ИБП.

Автомобильный АКБ не гарантирует достаточной точности показателей батареи из нескольких банок, так как каждая из них влияет на суммарные показатели батареи.

Особые требования к батареям ИБП, которые невыполнимы для авто аккумуляторов:

• совместимость с зарядным устройством с плавающим зарядом 13,6 – 13,8 В;
• поддержка работы в буферном рнжиме с двойным преобразованием напряжения;
• разряд без подзарядки длительное время.

ИБП под автомобильный аккумулятор

Однако умельцы все равно стремятся из автомобильного аккумулятора б/у собрать ИБП. Для работы необходимо:

• обслуживаемая АКБ для авто в специальном футляре;
• соединительный провод сечением 4 мм2;
• клеммы, разъемы;
• вентилятор охлаждения напряжением 12 В – 2 шт.;
• инструменты для монтажа.

Выбрать аккумулятор, предусмотреть, чтобы разряд ограничивался 20 % от емкости. Необходимо предусмотреть меры безопасности. Работу вести на оборудовании, отключенном от линии питания с видимым разрывом. Как сделать ИБП линейки Back-UPS (APC) из автомобильного аккумулятора, предлагаем последовательность:

• Убрать из гнезда комплектный АКБ, его можно будет в дальнейшем использовать.
• Подготовленную, заряженную, в декоративном и устойчивом корпусе батарею установить около корпуса блока ИБП.
• Подготовить провода, установить клеммы.
• Вместо аккумулятора в блок поставить 2 вентилятора, на вытяжку и приток, соединить их с аккумуляторами через разъемы. Прорезать вентиляционные щели в корпусе.
• Поместить проводку в защитный рукав, установить оборудование на место, так, чтобы был доступ к вентиляционным щелям. Соединить оборудование, вначале с ИБП, потом с батареей, соблюдая полярность, первым плюсовой провод.
• Подключить потребителя и сеть.

Полезным будет посмотреть видео по теме.

Как применить автомобильный аккумулятор для ИБП газового котла

Если у вас в загородном доме стоит газовый котел, его сложная электроника несовместима с неустойчивыми сетевыми параметрами. Без ИБП не обойтись, но можно ли использовать автомобильный АКБ в сборке? Специалисты не советуют использовать неродной накопитель энергии по перечисленным ранее причинам. Они отмечают, 50 % дорогостоящей аппаратуры регулирования газовых котлов отказали именно из-за применения автомобильного аккумулятора.

В качестве внешних источников питания в схему можно включать автомобильные аккумуляторы, при условии, что для них устроен отдельный шкаф с вытяжкой. Это исключает образование взрывоопасной смеси в помещении.

Можно ли зарядить аккумулятор ИБП автомобильной зарядкой

Какими отличиями обладает зарядное устройство ИБП и можно ли его применять для зарядки автомобильного аккумулятора? Можно, если воспользоваться функцией постоянного тока. Тогда аккумулятор будет получать заряд долго, но зарядится полностью. Если воспользоваться постоянным напряжением, максимальное значение 13,8 В не позволит выполнить полную зарядку.

Точно также гелевый аккумулятор бесперебойника можно зарядить ЗУ от автомобильного АКБ. Но выставить нужно постоянный ток, равный 10 % от емкости. Примерное время накопления энергии около суток. Перезаряд гелевой батареи недопустим, необходимо снять ее с зарядки до достижения 14,4 В. Пред тем как зарядить аккумулятор ИБП зарядным устройством от автомобиля, нужно убедиться, что на корпусе устройства есть надпись rechargeable.

Зарядить автомобильный аккумулятор, используя ИБП можно, используя схему поочередного насыщения нескольких аккумуляторов, в схеме для газового котла. Тогда зарядное для автомобильного аккумулятора используется поочередно к накопителям, но тот прибор, что работает в паре с ИБП, не должен одновременно подзаряжаться.

На многочисленных форумах предлагают использовать ИПБ для зарядки автомобильного аккумулятора, выполнив электронную схему переключения своими руками. Важно чтобы была отсечка работы АКБ в схеме и подзарядкой. Если внешняя батарея одна, на время заряда автомобильным ЗУ защитный блок должен отключаться от потребителя должен отключаться.

Пользователи советуют использовать в схеме ИБП автомобильную батарею б/у или восстановленную. Так можно продлить срок службы автомобильной АКБ и научиться управлять процессом зарядки ИБП своими руками.

Аккумуляторы для резервных источников питания — ОРБИТА-СОЮЗ

Использование качественного аккумулятора — это залог надежности работы охранно-пожарной системы в чрезвычайных ситуациях, например при внезапном отключении электричества, что случается, к сожалению, нередко.

Критериев при выборе аккумулятора не так много: проверенный поставщик, сертифицированный продукт и знание основных характеристик.

В соответствии с НПБ-88-2001 «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования» электроприемники установок пожарной автоматики по степени обеспечения надежности электроснабжения относятся к 1 категории.
На практике, в большинстве случаев, имеются источники электропитания 3 категории. В этом случае в качестве резервных источников питания (РИП) разрешается использовать аккумуляторные батареи или блоки бесперебойного питания (ББП).
В данном случае речь пойдет об аккумуляторных батареях (АКБ), которые во многом определяют работоспособность РИП, а следовательно и установок пожарной автоматики в целом.

В ОПС обычно используются свинцово-кислотные аккумуляторы, изготовленные по технологии AGM (Absorbed in Glass Mat), в которых содержится электролит, абсорбированный в стекловолоконном сепарате. Срок их службы измеряется годами (к примеру, Delta DTM — до 5-7 лет). Применение аккумуляторов, произведенных по технологии AGM, связано с тем, что нет необходимости в их обслуживании (за счет внутренней рекомбинации газа), батареи полностью герметичны, поэтому утечка электролитов невозможна, а соотношение цена/качество лучшее. Эти батареи оптимизированы для работы как в циклическом, так и в буферном режимах.

Электрическая емкость АКБ для РИП, измеряемая в ампер/часах (А/ч), рассчитывается исходя из потребляемого тока установкой пожарной автоматики и необходимого времени работы установки от РИП.
При этом надо помнить, что РИП должен обеспечить требуемое время работы в течении всего срока эксплуатации установки пожарной автоматики, то есть не менее 10 лет.
Поэтому правильная эксплуатация АКБ, диагностика и своевременная их замена является залогом надежной работы установки пожарной автоматики.

В современных РИП самое широкое применение нашли герметичные свинцово-кислотные АКБ. Еще их называют «необслуживаемые».
Это не совсем правильно, так как даже обычная грязь на клеммах может привести к потере контакта, нагреву клеммного соединения и, возможно, выходу АКБ из строя.
Здесь уместнее говорить о простоте и большой периодичности обслуживания.
К несомненным достоинствам данных АКБ также относиться возможность кратковременного разряда большим током, до 3С,
где «С» — условное обозначение тока разряда (заряда), выраженное в числовом значении емкости АКБ в А/ч при часовом разряде батареи.
Это особенно актуально для установок пожаротушения, где пусковой ток может быть в десятки раз больше тока дежурного режима.
Свинцово-кислотные АКБ не боятся глубокого разряда и быстро восстанавливают свою электрическую емкость.
Они имеют достаточно длительный срок хранения и эксплуатации.

По конструкции свинцово-кислотные батареи представляют собой набор аккумуляторов, заключенных в пластиковый корпус,
на котором имеются положительный и отрицательный выводы и односторонний клапан для поддержания на определенном уровне избыточного давления газа в АКБ.
Каждый аккумулятор имеет набор положительных и отрицательных свинцово-олово-кальциевых пластин с активной массой из химических соединений свинца.
Между пластинами расположены сепараторы из химически устойчивого, не электропроводящего стекловолокна.
В качестве проводящей среды – электролита используется раствор серной кислоты. В результате заряда в процессе электрохимической реакции в аккумуляторе накапливается энергия в форме химической энергии. При этом на положительных пластинах происходит реакция с выделением кислорода, который переносится внутри аккумулятора и поглощается поверхностью отрицательных пластин. При разряде происходит обратная электрохимическая реакция.

Наибольшее распространение получили АКБ из трех и шести аккумуляторов, так называемые «шестивольтовые» и «двенадцативольтовые» АКБ.

Электрические характеристики АКБ существенно зависят от температуры окружающей среды.
Температурный режим оказывает наибольшее влияние на срок службы аккумуляторов.
Допустимый диапазон хранения в среднем составляет от -35° до +60°С (нужно понимать, что производитель, как правило, указывает максимальные характеристики). И все-таки хранить
их лучше всего при температуре от +10° до +20°С — это оптимальные показатели для хранения. При эксплуатации аккумулятора нужно учитывать, что при повышении температуры на каждые 10° от нормальной (+20°С) срок службы уменьшается почти вдвое. Это связано с тем, что при работе в повышенных температурах увеличивается выделение газа за счет более активных электрохимических процессов. Не весь газ успевает рекомбинировать и стравливается через клапан. Вследствие этого увеличивается плотность электролита и происходит сульфатация пластин, что приводит к уменьшению срока службы аккумулятора.

Однако в практической эксплуатации вряд ли кто-то будет создавать для АКБ оптимальный температурный режим, поэтому все характеристики будем рассматривать для комнатных условий при температуре от 18°С до 22°С и относительной влажности воздуха до 85%.

Для выбора правильного режима эксплуатации АКБ необходимо представлять в какой зависимости находятся электрические характеристики АКБ от различных режимов эксплуатации.
При одинаковой разрядной емкости АКБ, при малых токах разряда активные материалы в аккумуляторе работают эффективнее, поэтому конечное напряжение разряда остается выше, чем при больших токах разряда.
Эта зависимость приведена на графике 1 для «двенадцативольтовой» АКБ.

Одно из важнейших условий успешной работы свинцово-кислотных батарей — правильный заряд. Поэтому нужно помнить, что оптимальный ток заряда для аккумуляторных батарей -0,1 С. При выборе зарядного устройства обязательно обращайте внимание на то, подходит оно вам по току заряда или нет.

Герметизированные свинцово-кислотные батареи очень чувствительны к перезаряду. Срок службы быстро снижается при работе в режиме постоянного подзаряда и увеличении напряжения источника питания и тем самым тока подзаряда. И в обратном случае, при постоянном недозаряде, происходит неполное восстановление активных масс и пластин, что ведет к повышению скорости коррозии и выпадению осадка. Со временем осадок может замкнуть пластины и, как следствие, аккумулятор выходит из строя. Многократные переразрядки снижают разрядную емкость и уменьшают срок службы. Такие же изменения могут происходить и при длительном хранении батарей в разряженном состоянии.

Рекомендуемый ток разряда, при котором не происходит необратимых изменений в характеристиках АКБ, лежит в пределах от 1/20С до 3С.
Величина разрядной емкости АКБ зависит от тока разряда.
Оптимальный ток разряда составляет 1/20С и при его увеличении разрядная емкость уменьшается, как показано на графике 2 для «двенадцативольтовой» АКБ.

При хранении АКБ происходит явление саморазряда. Рекомендуется ставить АКБ на хранение полностью заряженной. Во время хранения разряженного свинцового аккумулятора происходит перекристаллизация сульфата свинца на пластинах. Кристаллы сульфата становятся крупнее и могут частично перекрывать доступ электролита в глубину пористой структуры пластин. Это — начало сульфатации аккумулятора, которая ведет к уменьшению срока службы и способствует его старению.

В течении 12 месяцев хранения, за счет саморазряда, разрядная емкость АКБ падает до 50% от первоначальной, поэтому с этой же периодичностью рекомендуется производить перезаряд АКБ.

Необходимо помнить, что со временем характеристики АКБ безвозвратно ухудшаются, даже если АКБ не эксплуатируется, а находиться на хранении. Остаточную емкость АКБ можно грубо оценить измерением напряжения на выводах АКБ при отключенной нагрузке. Эта зависимость приведена на графике 3 для «двенадцативольтовой» АКБ. Не рекомендуется разряжать АКБ до напряжения ниже 1,75В на аккумулятор.

Данные характеристики и зависимости справедливы для АКБ, произведенных известными фирмами, где используются качественные материалы и строго соблюдается технологический процесс. Дешевые аналоги этих АКБ могут иметь характеристики, которые существенно отличаются в худшую сторону.

Существуют два основных режима применения свинцово-кислотных АКБ.

1. АКБ – это основной источник питания, работающий в циклическом режиме заряда и разряда.
Данный режим, в силу своих особенностей, практически не нашел применения в РИП установок пожарной автоматики.

2. Буферный режим, когда АКБ отдает питание на нагрузку только при отключении основного источника переменного тока. Этот режим получил наибольшее распространение.

В зависимости от режима применения АКБ существует несколько способов заряда АКБ.

При циклическом режиме используются следующие способы заряда:

— поддержание постоянного напряжения заряда. Это наиболее предпочтительный способ, так как позволяет АКБ достичь максимальной отдачи. При этом на АКБ в течении всего времени заряда подается напряжение из расчета 2,45В на аккумулятор и завершается, когда зарядный ток имеет постоянное минимальное значение в течении 3 часов. При этом способе необходимо точно контролировать значение напряжения и времени заряда, так как перезаряд может отрицательно сказаться на рабочих характеристиках АКБ. Как правило, время заряда при таком способе находиться в пределах 6-12 часов.

— поддержание постоянного напряжения заряда при ограничении начального тока заряда. При этом на АКБ подается напряжение заряда из расчета 2,45В на аккумулятор и начальный ток ограничивается 0,4С. Если АКБ достаточно глубоко разряжена то на начальном этапе заряда вряд ли удастся обеспечить требуемое напряжение заряда, но в последующем величину этого напряжения и времени заряда необходимо строго контролировать. Это более щадящий способ заряда АКБ, однако, требует чуть больше времени.

— для быстрого заряда может применяться способ с двумя значениями постоянного напряжения. На начальной стадии заряда на АКБ подается зарядное напряжение из расчета 2,45В на аккумулятор и зарядный ток до 0,8С. Когда величина зарядного тока уменьшиться до 0,15-0,2С необходимо уменьшить зарядное напряжение до 2,3В на аккумулятор и контролировать постоянство минимального значения зарядного тока аналогично пункту «а». При этом способе время заряда сокращается примерно в 1,5 раза. Этим способом не рекомендуется пользоваться часто.

При работе АКБ в буферном режиме ей необходим компенсирующий подзаряд. Конечно, если источник длительное время работал от АКБ и она разрядилась необходимо применить один из вышеперечисленных способов заряда. В источнике питания АКБ может быть включена двумя вариантами:
— АКБ отсоединена от нагрузки и заряжается от источника малым током только для компенсации саморазряда. Подключения АКБ к нагрузке происходит автоматически только при пропадании основного питания.

— АКБ и нагрузка соединены постоянно параллельно с выходом выпрямителя. При этом ток с выхода выпрямителя распределяется между нагрузкой и АКБ.

Поскольку ток нагрузки постоянно изменяется в процессе работы установки пожарной автоматики, то в режиме постоянного подзаряда следует контролировать величину напряжения и тока подзаряда. Стандартное напряжение подзаряда рассчитывается по 2,3В на аккумулятор и тока не более 0,15С. Однако, в ряде РИП с целью уменьшения их стоимости такие цепи контроля не применяются, что в свою очередь может приводить к перезаряду АКБ и уменьшению срока ее эксплуатации.

Ведущие фирмы выпускают АКБ различных типов для применения в различных режимах. Это, как правило, отражено в маркировке моделей.

Исходя из выше изложенного, можно сформулировать несколько практических рекомендаций по выбору и эксплуатации свинцово-кислотных АКБ:

— Перед приобретением АКБ надо определиться в каком из режимов она будет использоваться. Исходя из этого, выбрать конкретную модель АКБ. Определить ее параметры заряда и разряда.
— При приобретении источника питания отдавать предпочтение тому, где существуют схемы заряда и разряда, подходящие для выбранной модели АКБ.
— Не рекомендуется приобретать АКБ, которые были выпущены более года назад.
— Перед установкой в источник питания полностью зарядить АКБ.
— При расчете требуемой электрической емкости АКБ необходимо учитывать, что стандартная АКБ на 4-м году, даже при правильной эксплуатации, безвозвратно теряет от 10% до 40% электрической емкости, поэтому для обеспечения требуемого времени работы установки пожарной автоматики от резервного источника питания на 4-5 году ее эксплуатации эти потери надо закладывать в расчеты.
— В процессе эксплуатации необходимо:
— соблюдать температурный режим,
— правильно выбирать и применять зарядное устройство,
— избегать глубоких или быстрых разрядов АКБ, а равно как и избыточного заряда, так как эти критические режимы при многократном повторении сокращают срок эксплуатации АКБ.
— В процессе эксплуатации необходимо следить за остаточной емкостью АКБ и при уменьшении ее ниже критической, то есть более чем на 50%, производить замену АКБ.
— При необходимости обеспечить большую электрическую емкость рекомендуется применять одну АКБ большой емкости, чем соединять параллельно несколько АКБ меньшей емкости.
— Следить за чистотой корпуса и выводов АКБ, не допускать ее падения, попадания на корпус агрессивных жидкостей, солнечных лучей. Не рекомендуется использовать АКБ при температуре воздуха ниже -15°С или выше +60°С, а также высокой влажности воздуха. Утилизацию АКБ необходимо производить в специализированных организациях.

БОРЬБА С КОРРОЗИЕЙ

Еще одной из причин, уменьшающей срок службы, является преждевременная деградация положительных пластин при работе в буферном режиме. Это влечет за собой коррозию решеток и изменения в активной массе пластин. Коррозия решеток приводит к нарушению контакта с активной массой и увеличению внутреннего сопротивления. Из-за увеличения удельного объема вещества возникают большие внутренние напряжения, деформации пластин и корпуса. В результате возрастает вероятность короткого замыкания, происходит оплывание и осыпание активной массы. Этот эффект чаще проявляется при заряде аккумуляторов после разряда при низкой температуре и при больших токах нагрузки.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЕМКОСТИ

При изменении глубины разряда от 20 до 100 % срок эксплуатации герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторов уменьшается в пять раз и более. Если после длительного хранения устройство потеряло менее 40% емкости, то ее можно частично или полностью восстановить. Для этого аккумулятор несколько раз заряжают и разряжают небольшими токами около 10%емкости (например,Delta DTM 1207, емкостью 7 Ач — ток 0,7 А). Оптимально провести 3 цикла заряда-разряда. В случае если аккумулятор потерял более половины емкости, то его полное восстановление, как правило, невозможно.

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ДЕФЕКТОВ

Периодически необходимо проверять емкость тестером свинцово-кислотных аккумуляторов. Это поможет своевременно исправить возникшие дефекты или предотвратить их. И заключительный совет: покупайте аккумуляторы только у проверенных поставщиков, запрашивайте сертификаты и декларации о соответствии. Это поможет избежать приобретения подделок, а значит, сделать свою охранно-пожарную сигнализацию надежной.

Все изложенное справедливо не только для резервных источников питания установок пожарной автоматики, но и для всех остальных систем безопасности.

Бесперебойник с автомобильным аккумулятором

Современные надежные и недорогие источники бесперебойного питания (ИБП) все же не лишены некоторых недостатков. Малая емкость штатной аккумуляторной батареи совместно с небольшим сроком ее службы и дороговизной замены заставляет задуматься над использованием альтернативной АКБ. Наиболее полно в розничной сети представлены автомобильные стартерные батареи, так что система из бесперебойника с автомобильным аккумулятором при ее привлекательной цене и большой емкости может на порядок превзойти специализированные решения.

Преимущества и недостатки

Источники бесперебойного питания спроектированы грамотными инженерами, опыт производства безопасных и компактных ИБП накоплен у десятка авторитетных компаний. Представленные на рынке изделия оптимально сбалансированы по потребительским параметрам: мощности, весу, цене, сроку службы. Следовательно, улучшение какого-либо узла может привести к ухудшению общего удобства использования, будьте к этому готовы.

Замена батареи, предусмотренной изготовителем, на автомобильную батарею большой емкости ожидаемо приведет к увеличению времени работы подключенной нагрузки. Однако придется выделить дополнительное место для размещения большой и тяжелой АКБ, обеспечить условия ее эксплуатации и заряда, выполнять работы по обслуживанию системы.

Потребуется также продумать варианты размещения соединительных проводов, не нарушающие дизайн интерьера.

Перечень оборудования и материалов

Рекомендуем заранее приобрести все комплектующие для замены, в этом случае процедуру можно провести за минимальное время. Вам понадобятся:

• Источник бесперебойного питания;
• Обслуживаемая кислотно-свинцовая стартерная аккумуляторная батарея;
• Желательно приобрести аккумуляторный ящик под размер батареи;
• Провод соединительный гибкий, сечением не менее 4 кв. мм;
• Клеммы для присоединения проводов к аккумулятору и источнику, разъемы для подключения вентиляторов к аккумулятору;
• Вентиляторы охлаждения ИБП с питанием 12 В, рекомендуется две штуки —  приточный и вытяжной.

Перед покупкой оборудования внимательно изучите характеристики вашего ИБП, от номинального напряжения его батареи будут зависеть параметры и количество всех остальных элементов схемы.

Дополнительное охлаждение ИБП потребуется в связи с увеличением времени работы трансформатора на заряд батареи большой емкости. Возможно, дополнительно потребуется изготовление вентиляционных отверстий в корпусе источника.

Способ прокладки соединительных проводов выбирайте по кратчайшему расстоянию, в случае увеличения длины провода придется увеличить его сечение.

Выбор аккумуляторной батареи

До установки АКБ необходимо прояснить ряд особенностей, которые будут сопутствовать нестандартным условиям ее применения:

• Срок службы АКБ. По сравнению с типовым использованием в машине, в схеме работы с ИБП срок службы батареи несколько сократится. Это обусловлено различиями в конструкции аккумуляторных банок. Тем не менее, при большей стоимости время работы штатной батареи источника сопоставимо со временем работы автомобильной АКБ.
• Полный разряд АКБ. Автомобильные аккумуляторы не допускают полного разряда, а в работе с ИБП это вполне может случиться. Решением проблемы должна стать настройка источника питания, при которой он отключится при падении заряда до 20-25% от полной емкости.
• Испарения кислоты и водорода. Принцип действия аккумуляторных батарей предусматривает выделение в воздух водорода и паров кислот. Данное условие характерно, кстати, и для батарей, идущих в комплекте с ИБП. Многочисленные замеры показывают, что количество кислоты и водорода, полученное в процессе работы и заряда АКБ от источника бесперебойного питания, ничтожно и не представляет вреда для человека при соблюдении техники безопасности.
• Взрывоопасность. При работе и заряде ИБП концентрация водорода в объеме стандартного помещения не достигает опасного отношения к кислороду, поэтому взрывоопасной смеси не возникнет.

Практический пример

Собрать собственную систему бесперебойного питания большой емкости с использованием автомобильного аккумулятора поможет следующая небольшая пошаговая инструкция. В качестве примера взят самый распространенный ИБП линейки Back-UPS производства APC.

Рабочее напряжение батареи составляет 12 В постоянного тока.

При производстве работ соблюдайте правила безопасности для электроустановок! Все работы проводите на отключенных от сети устройствах!

1. Отсоедините штатную аккумуляторную батарею источника бесперебойного питания, и если она исправна, ее можно использовать в дальнейшем.
2. Очистите от загрязнений и полностью зарядите автомобильную аккумуляторную батарею. Проверьте уровень электролита, при необходимости долейте дистиллированную воду. Снимите заливные пробки, прикройте их декоративным кожухом, не препятствующим газообмену. Примите меры по предотвращению опрокидывания батареи, надежно закрепив ее или установив в специальный ящик.
3. Провода необходимой длины нужно оконцевать соответствующими клеммами. Для проводов большого сечения применяйте обжимные клещи.
4. Установите вентиляторы дополнительного охлаждения на корпус ИБП, предварительно просверлив вентиляционные отверстия. Рекомендуется использовать два вентилятора — на приток и на вытяжку воздуха. Электропитание системы охлаждения выполняется от проводов аккумулятора через разъемы.
5. Разместите ИБП и автомобильную АКБ на рабочих местах. Уложите провода в кабелепровод. Обязательно убедитесь, что вентиляционные отверстия не заблокированы посторонними предметами или стенками мебели.
6. Соблюдая полярность, подключите провода к ИБП, затем к батарее. При подключении к батарее первым присоединяйте плюсовой провод.
7. Подключите нагрузку к ИБП, включите ИБП в сеть. Настройте бесперебойник так, чтобы он отключался при падении заряда до 20-25% от полного.

Сборка схемы закончена.
Полезным будет посмотреть следующее видео на эту тему

Техника безопасности

При сборке схемы и эксплуатации соблюдайте правила работы с электрическими устройствами. Убедитесь, что электрические провода уложены в кабелепровод (короб, труба) и надежно закреплены.

При заряде батареи не допускайте образования искры или открытого огня рядом с батареей, не забудьте снять заливные пробки. Всегда первым отсоединяйте отрицательный полюс, затем положительный.

Не допускайте попадания металлических предметов на клеммы аккумулятора.

Электролит батареи содержит кислоту и крайне ядовит. Не допускайте выплескивания электролита из АКБ, надежно закрепите батарею на рабочем месте. После снятия заливных пробок будьте особенно внимательны, при попадании электролита на кожу промойте ее большим количеством воды, обратитесь к врачу.

Техническое обслуживание

Периодичность и состав обслуживания собранной схемы не сложнее аналогичного для автомобильного АКБ.

Регулярно проводите осмотр и очистку всех элементов системы, предварительно отключив их от сети.

Периодически контролируйте уровень электролита в АКБ, при необходимости долейте дистиллированную воду.

Заключение

Значительно повысить время работы ответственных электропотребителей при отсутствии основной сети поможет несложная и недорогая система бесперебойного питания на основе стандартного ИБП и автомобильного аккумулятора.

Соблюдая простые правила безопасности и условия эксплуатации, с предложенной схемой можно добиться весьма хороших результатов, и вопрос «Можно ли к бесперебойнику подключить автомобильный аккумулятор?» не вызовет сомнений.

Аварийное питание дачи или загородного дома (инвертор + аккумулятор)

Обзор может оказаться полезным всякого рода дачникам и пользователям загородных домов (а может и не только загородных), в местах с частым отключением электричества…

Вместо предисловия (можно пропустить нетерпеливым — многА буковок)

Дополнительная информация

Уже несколько лет переехал жить на дачу (просто нравится), и столкнулся с проблемой периодического отключения электричества. Причины выдвигались разнообразные и нехватка мощности трансформатора в СНТ (выбивало) и разнообразные работы и т.п.
Понятно что меня эти проблемки не радовали, особенно если учитывать, что как у большинства дачников вода у меня из скважины, и при отключении электроэнергии ее просто нет 🙁 Ну и в холодное время года может и котел отключаться без электропитания, надоели эти все фонарики/свечки…
Стал искать варианты решения этой проблемы.
Первые варианты были установка солнечных батарей/ветряков (собирал инфу)… Но весьма отпугнула цена + окупаемость данного предприятия. Вернее сказать подобное решение актуально не имеющим доступа к сетевой электроэнергии СОВСЕМ, при этом расходы имеют смысл, как соизмеримые с подключением к сетевым источникам. В моем случае- регулярные отключения по несколько часов, это получалось слишком дорого и нерентабельно.
Вариант с бензо и дизель генераторами рассматривался (большинство соседей используют подобный вариант), но имеет ряд минусов, в сравнении с родившейся идеей, использовать только«часть» от системы питания дома солнечной энергией! Ну т.е. использовать вместо солнечных батарей имеющуюся сеть 220в для заряда аккумуляторов, и расходовать заряд в отсутствие основной от аккумуляторов.
Ну короче конечный вариант схемы получился совсем далекий от схемы питания солнечной энергией 🙂 Но зато ГОРАЗДО дешевле и проще, причем дешевле даже бензо и дизель генераторов

Схема успешно отработала один год!
Элементы схемы, это
Инвертор с UPS и контролем/зарядкой внешней батареи (в моем случае инвертор 1500Вт (пик 3000Вт) — в некоторых китайских источниках фигурировала цифра 3000вт пиковой нагрузки до 4 минут, не проверял не знаю 🙂

Ниже на фото инвертор на 2000Вт (куплен соседу)





По идее каждый сам выбирает по своей нагрузке мощность, я отталкивался от среднемесячного потребления пересчитанного с учетом возможного пика в момент запуска двигателя насоса. Нужно иметь ввиду, что ВСЕ электропотребители запитывать нет смысла, т.к. пару часов можно спокойно потерпеть отсутствие нагрева воды нагревателями, стиралку, холодильник (он практически за день не оттает)
Чем меньше суммарная мощность, тем меньшей мощности требуется инвертор и меньшей емкости аккумулятор (на то же время работы) — это РЕАЛЬНО позволяет значительно уменьшить затраты на создание аварийного питания.
Далее, в моем случае инвертор с модифицированной синусоидой (он дешевле). В случае использования (например) котлов для обогрева и др. устройств требующих ЧИСТОЙ синусоиды для насосов, а так же при подключении холодильника и т.п. устройств необходимо выбирать инвертор несколько более дорогой, выдающий «Чистую синусоиду» (не забывая про функции UPS и заряда, если Вас интересует АВТОМАТИЧЕСКИЙ переход на аварийное питание и обратно).
Например такой
Насос на скважину у меня тоже «любит» чистую синусоиду, но я исходил из того, что он у меня с гидроаккумулятором (баком на 24л), и включения кратковременные. За это время насос не успевает нагреваться и уходить в защиту (к слову сказать тепловая защита вроде на всех сейчас установлена). На практике один раз насос отрубился в защиту, когда летом насос стоял постоянно включенным (поливался огород) и жена не заметила что включилось аварийное питание 🙂 Сколько времени он проработал до срабатывания защиты неизвестно 🙂
Аккумулятор автомобильный (я покупал с запасом — на 190 А*ч).

Как оказалось, для меня, эта емкость оказалась слишком избыточной — в реале, практически за часов 5 работы от аккумулятора, показания встроенного измерителя напряжения аккумулятора не изменились заметно. При этом было включено освещение в паре комнат, уличное и два телевизора на 24″ и 38″, ноутбук 17″, (по необходимости вода) и возможно еще что-то… + вполне можно было подрабатывать различным ручным электроинструментом (по необходимости).
Покупать специальные аккумуляторы (будь то тяговые или гель) я решил нецелесообразным, т.к. инвертор имеет контроль заряда аккумулятора, и в отличие от «солнечных технологий» не вырабатывает его ниже «нормального его разряда».

Для более оптимального подключения я разделил всю электропроводку дачи на две части (в электрической коробке):
-Одна часть идет напрямую от сети, и не резервируется аварийным источником — электронагреватели воды, стиралка, холодильник и прочие достаточно энергоемкие потребители, без которых можно легко «прожить» несколько часов.
-вторая часть подключена с коробки через кабель на обычную вилку, чтобы при необходимости ее можно было включить в имеющуюся рядом розетку (при этом из схемы легко исключается инвертор и аккумулятор), это может понадобиться, например, при выходе из строя инвертора, аккумулятора или для их обслуживания.
В тоже время инвертор на выходе уже имеет предустановленную розетку стандартную, к которой и подключается вилка с потребителями требующими резервного питания.
У меня это получилось примерно так.

Нужно иметь ввиду (на уме) некоторую технику безопасности при выборе места размещения и монтаже (не совсем как у меня — делалось скорее для тестирования, но пока так и осталось, как говорят нет ничего более постоянного, чем «временное» :))

Схема срабатывает при отключении 220в (или изменении параметров выше/ниже допустимых) — переключается на питание от аккумулятора, при этом слышен небольшой шум от вентилятора охлаждения инвертора (зависит от кол-ва потребителей подключенных в данный момент) и светится индикация на передней панели инвертора. При появлении сети происходит обратное переключение на сеть 220 и повышается шум вентилятора, на время подзаряда аккумулятора. Практически толчков в доме не заметно, никакого дискомфорта от пропадания сети я не испытываю и даже не могу сразу сказать (когда соседи по тлф звонят спрашивают) — есть ли «свет» или нету 🙂

Размещение синусоид и пр. технических нюансов в данном обзоре считаю необязательным, поэтому приведу фото внутренностей инвертора (для ликбеза и маньякам страждующим расчлененки)

Сравнение «моей» схемы резервного питания с подобными на бензине и дизель генераторах:
+ меньшая стоимость
+ нет шума
+ нет запаха
+ автоматический переход на резервное питание
+ нет проблем при запуске ни летом ни зимой (особенно актуально при запуске женой)
+ нет необходимости в отдельном месте для хранения (на веранде занимает одну полку)
+ нет необходимости закупать, привозить, хранить топливо

— ограниченное время непрерывной работы

± Спорные пункты, это переделка проводки и отключение некоторых потребителей, т.к. можно подключить ВСЕХ и ничего не переделывать, но необходимость более мощного инвертора (возможно с «чистым» синусом), мощного аккумулятора (скорее всего использование двух последовательно и инвертора на 24в, для уменьшения токов по низковольтным цепям)

Вывод: Вполне рабочая схема, я (и жена) по крайней мере довольны вполне.

ЗЫЖ ссылки по просьбе на модифицированную синусоиду (как в обзоре) aliexpress.com/item/2000W-4000W-peak-12v-to-220v-Power-Inverter-Charger-UPS-Quiet-and-Fast-Charge/1984783459.html
и чистую синусоиду (самую дешевую из найденных, насколько чистая не знаю) aliexpress.com/item/pure-sine-wave-2000W-4000W-peak-12v-to-220v-230v-240v-Power-Inverter-Charger-UPS-Quiet/32242841357.html

UPD.
Через некоторое время после написания и опубликования этого обзора произошло несколько событий или новостей, как бы лучше выразиться 🙂 Решил дописать в этот обзор, т.к. не знаю как тут делают в подобных случаях обычно 🙂

1. В результате некоторых истязаний над инвертором удалось его «спалить» 🙂 Нет смысла описывать КАК и СКОЛЬКО мы ему дали… но он держался стойко 🙂 Было включено освещение, тв, ноут, насос включался регулярно на 800 Вт рабочего (пусковой значительно выше)+ добавили электрокамин на кВт полтора- два (сейчас трудно сказать в каком режиме его включали в тот момент), при этом напряжение сети «гуляло» до 120 и подымалось выше 220 заметно довольно регулярно, были проблемы на новый год на дачах…
Короче, как оказалось сам инвертор выжил, сгорели контакты реле коммутирующего. Была произведена замена на иное (к сожалению не сфотографировал модель), т.к. вариантов на радиорынке было немного на близкий ток с коммутацией по двум контактам.

В процессе «осваивания» схемотехники данного инвертора получилось «выйти» на производителя, который любезно предоставил схему-логику поиска неисправностей данного инвертора.
Разместил на своем сайте, т.к. тут не нашел возможности хранения файлов rauss.ucoz.ru/_ld/0/3_checking.zip

Схему смог найти только ПОДОБНОГО устройства, если необходимо, то ее тоже могу вкачать.

Ну и кроме всего вышеописанного… Производитель предложил разместить ссылку прямо на него. У него появился интернет ресурс, который начинает работать с отправкой для РОЗНИЧНОЙ продажи подобного инвертора, и целого ряда других и прочей электроники! Я думаю многих может заинтересовать ресурс для ознакомления по крайней мере. Весьма отзывчивая поддержка, я бы сказал даже несколько навязчивая, но посмотреть есть на что 🙂 Тем более раз обещают отправку в Россию.
Я надеюсь это не противоречит «местным правилам» 🙂

Инвертор с функцией подзарядки аккумулятора Ritmix

Преобразователь напряжения Ritmix RPI-6010 Charger. Технические характеристики, опыт использования, отзывы владельцев

Технические характеристики

Автомобильный инвертор 12-220 Ritmix RPI-6010 Charger – это не просто мощный и надежный преобразователь, но еще и по-настоящему универсальное устройство 3 в 1, предлагающее своему владельцу возможность осуществлять подзарядку автомобильного аккумулятора от обычной бытовой электросети, а также выступать в качестве источника резервного питания для подсоединенных к устройству электроприборов. В основном своем качестве автомобильного инвертора RPI 6010 Charger подходит для подключения и подзарядки различной электроники, а также бытовой техники, рассчитанной на работу в сетях переменного тока 220 вольт. Источником питания для Ritmix RPI-6010 Charger, в зависимости от выбранного режима работы, может служить бытовая электрическая сеть в квартире или доме, бортовая сеть автомобиля или внешний аккумулятор. Заявленная мощность устройства составляет, по данным сопровождающей его документации, 600 ватт, пиковая – 1200, напряжение на выходе – модифицированная синусоида.

Режимы работы и защита от перегрузок

Ritmix RPI-6010 Charger при необходимости автоматически переключается из одного режима работы в другой за считанные секунды. Так, при подзарядке батареи от сети, устройство самостоятельно переходит в режим ожидания, когда аккумулятор полностью заряжен. Не менее оперативно инвертор переключается в режим резервной батареи при внезапном прекращении подачи электроэнергии из источника питания или от сети. Простая и понятная световая индикация на панели устройства подскажет, в каком режиме оно в данный момент функционирует. От перегрева RPI-6010 Charger предохраняет не только встроенный охлаждающий вентилятор, но и защитная схема, полностью отключающая инвертор в критический момент. Кроме того, в данной модели разработчики реализовали защитные схемы, спасающие инвертор и его соседей по цепи в случае короткого замыкания, слишком высокого напряжения на входе, других перегрузок, а также сигнализатор низкого напряжения питающей электрической сети. Порог отключения устройства при низком входном напряжении составляет от 9,2 до 9,8 В, а при повышенном – 15-16 вольт.

Опыт использования RPI-6010 Charger

Автомобильный преобразователь напряжения с функцией подзарядки Ritmix RPI-6010 Charger при использовании в путешествии подключается напрямую к аккумулятору Вашего авто с помощью специальных зажимов. Таким образом, Вы сможете исключить повреждения проводки автомобиля, не рассчитанной на большие нагрузки, и оставить в целости и сохранности предохранители. Напряжение на выходе-евророзетке составляет около 230 вольт, а частота – 50 герц. Тесты показали, что можно вполне спокойно использовать с помощью инвертора достаточно мощную бытовую технику, подзаряжать в походных условиях ноутбук в режиме ожидания или батарею фотоаппарата. Устройство располагает usb-портом для подключения гаджетов помельче, таких, например, как планшеты, мобильные телефоны, плееры или электронные читалки. Напряжение и сила тока на выходе usb, соответственно, составляют 5 В и 500 мА. Учитывая достойную мощность RPI-6010 Charger, мы советуем использовать его при включенном двигателе, чтобы не разрядить и не повредить аккумулятор машины.

Подзарядка аккумулятора: безопасность превыше всего

Для подзарядки аккумуляторной батареи вашего автомобиля, а также для подключения в качестве источника резервного питания, инвертор следует присоединить к сети 220 вольт. Для этого преобразователь Ritmix RPI-6010 снабжен проводом со стандартной вилкой, подходящей для евророзетки. Основное правило при зарядке аккумулятора любого типа: чем медленнее – тем лучше. На рынке представлены пускозарядные устройства, позволяющие зарядить батарею автомобиля менее чем за час или запустить двигатель при полностью разряженном аккумуляторе. Однако необходимо знать, что такая шоковая терапия сильно сокращает жизнь батарее и снижает емкость. Оптимальное время зарядки аккумулятора заявленной емкостью 60 ампер-часов составляет порядка полсуток, а для реанимации до уровня, достаточного для запуска двигателя, достаточно и 5-7 часов. Следует учесть, что работа с аккумуляторной батареей в любом случае сопряжена с повышенной опасностью, ведь батарея содержит большое количество жидкого электролита. Мы рекомендуем внимательно ознакомиться с инструкцией по использованию инвертора, особенно перед такой операцией, как зарядка аккумулятора автомобиля от сети.

Внешний аккумулятор: какой выбрать

Источник резервного питания лучше выбрать из ряда герметичных не нуждающихся в обслуживании аккумуляторах с гелеобразным или щелочным электролитом. Эти типы батарей достаточно безопасны и экологичны, в силу чего подходят для использования в подсобных и, при необходимости, даже жилых помещениях. Также отметим хорошее сохранение заряда в течение всего срока эксплуатации, возможность быстро подзаряжать батарею без потери ее эксплуатационных качеств. В принципе, при условии, что в сети нет энергоемких потребителей, для подстраховки электрики Вашего дачного дома, гаража или одной-двух фаз домашней сети, в тандеме с RPI 6010 можно использовать одну или несколько автомобильных батарей, уже поживших и отслуживших свой срок по прямому назначению. Способ соединения – последовательно или параллельно – зависит от того, какой характер потребления электроэнергии Вы рассчитываете удовлетворить, иными словами, что для вас важнее: способность вашей резервной системы быстро отдавать большую мощность или же емкость, продолжительность ее автономной работы.

Инвертор Ritmix RPI 6010 отзывы пользователей

Отзывы о Ritmix RPI-6010, встречающиеся на просторах интернета, содержат разнообразные оценки этой модели. Некоторые комментарии свидетельствуют, что прибор вполне справляется и с 800-ватттной кратковременной нагрузкой, но мы не рискнули бы давать более 600, не потому, что прибор не потянет, а с целью поберечь проводку, источник питания и само устройство. RPI-6010 – и так одна из самых мощных моделей в линейке автомобильных инверторов Ritmix, рассчитанная на подключение непосредственно к аккумулятору. Настоятельно советуем не превышать рекомендованные производителем параметры и цифры, а лучше всегда оставлять Вашей технике некоторый запас мощности и прочности. Попадаются в интернете также отчеты естествоиспытателей о попытках подключить данную модель через прикуриватель, по-видимому, после самостоятельной прокачки, выразившейся в замене провода с евровилкой на кабель для автомобильной розетки или гнезда прикуривателя. Мотивация пользователя тут неоднозначна, однако последствия самостоятельного изменения конструкции инвертора в любом случае будут далеки от цели таких вот действий. Мы бы не рекомендовали также пытаться подключить данную модель Ritmix в прикуриватель через какой-либо переходник, даже если вы планируете подзаряжать ноутбук или мелкую электронику. Для этих целей можно посоветовать присмотреться к модели RPI 3001 от того же Ritmix.

Общие впечатления

Наше впечатление от универсала Ritmix RPI-6010 Charger в целом более положительное, чем картина, которую можно составить по отзывам в сети, возможно просто потому, что мы не стали проводить рискованные эксперименты. Знакомство с устройством получилось полезным, информативным и вполне приятным. Инвертор продемонстрировал устойчивую эффективную работу в различных режимах, показал себя полезным спутником в путешествии, выручил с подзарядкой фотоаппарата в походе на рыбалку, из которого мы привезли отличные фотографии. Достойный классический приборчик, который однозначно стоит своих денег и которому найдется применение в поездке, на рыбалке и охоте, в хозяйстве – на даче и в гараже.

Аккумуляторная батарея для частного дома как резервный источник электроснабжения

Электричество – источник питания окружающих человека приборов и устройств, делающих жизнь в современном жилье полноценной и комфортной. Централизованное снабжение электрическим током, как и любая коммуникация, может быть подвержено авариям. Отключение света нарушает налаженный ритм жизни в доме. Резервное электроснабжение позволяет избежать досадных ситуаций, когда перестают работать компьютер, телевизор, и отключается свет.

Батарея для ИБП

Устройство бесперебойного электроснабжения для дома

Источником аварийного бесперебойного питания электроэнергией служат аккумуляторы для дома. Особенно актуально резервное электроснабжение для загородных домов и дач, которые находятся вдали от централизованной электросети. Немаловажное значение имеет установка аккумуляторов в тех жилищах, которые часто остаются без света.

Домашние аккумуляторные батареи, обеспечивающие бесперебойное питание внутренней электросети, по своему принципу работы схожи с автомобильными АКБ. В отличие от них, домашнее электрооборудование рассчитано на режим глубокой разрядки. Это увеличивает время пользования электрическим током до очередной зарядки батареи.

Резервное питание электроэнергией может представлять собой несколько батарей, соединённых, как параллельно, так и последовательно. Их размещают в отдельных помещениях энергоёмких зданий.

Для квартиры, где нужна небольшая мощность тока, устанавливают ИБП (резервное электроснабжение). В корпус прибора встроен аккумулятор. Устройство располагает опциями контроля и управления энергетическими потоками. Вся информация о разряде АКБ отражается на жидкокристаллическом дисплее.

Виды домашних аккумуляторов

Для обеспечения аварийного питания внутренней электросети дома используют четыре вида аккумуляторных источников электроэнергетики:

1. Кислотно-свинцовые АКБ.
2. Гелевые батареи.
3. AGM аккумуляторы.
4. Никель-кадмиевые АКБ.

Кислотно-свинцовые АКБ

Самые распространённые аккумуляторы для ИБП по своему устройству ничем не отличаются от автомобильных батарей. В банках АКБ расположены свинцовые пластины, залитые электролитом (водным раствором серной кислоты).

Внимание! Хранить большие кислотно-свинцовые АКБ следует в отдельных помещениях с хорошей вентиляцией. Дело в том, что в процессе разрядки батареи выделяют газ, вредный для здоровья человека.

К недостаткам таких устройств нужно отнести то, что они требуют постоянного обслуживания (контроль уровня электролита и восполнение его падения дистиллированной водой).

Гелевые батареи

В электролит добавляют элементы кремния, в результате он приобретает форму геля (застывший пористый раствор из серной кислоты и силикагеля). Густая структура геля не даёт разрушаться электродам, что значительно увеличивает срок службы АКБ. Преимуществом такой батареи является то, что эксплуатировать аккумулятор можно в любом положении, не боясь вытекания электролита.

Гелевая батарея

Гелевые аккумуляторы отличаются большим временным промежутком хранения заряда. Они хорошо служат для освещения, маломощных бытовых приборов (компьютеров, телевизоров и прочего). В то же время ИБП с такими АКБ не могут обеспечить большой ток для питания мощного оборудования (электродвигатели различного назначения).

Важно! Нельзя допускать перегрев гелевой батареи – она может взорваться. Нужно обеспечить контроль температуры корпуса АКБ.

Батареи этого вида долговечны. Они выдерживают от 600 до 800 циклов заряда – разряда. Специалисты рекомендуют их использовать в резервировании питания для светильников, ПК, ТВ и маломощных кухонных приборов: миксеров, комбайнов и кофемолок.

AGM аккумуляторы

Аббревиатура AGM сложилась из начальных букв Absorbent Glass Mat, что означает влагопоглощающие стеклянные маты. В последнее время батареи AGM завоёвывают передовые позиции на рынке аккумуляторов. Суть их конструкции состоит в том, что раствором серной кислоты пропитывают капиллярные синтетические маты, которые помещают между свинцовыми пластинами.

Пластины изготовляют из свинца высокой химической чистоты с добавками кальция и сурьмы. Присадки предотвращают разрушение электродов, что значительно увеличивает срок службы аккумуляторов.

Некоторые AGM устройства имеют спиральное расположение матов. Такое решение позволяет значительно увеличить контактную площадь для протекания химических реакций, что повышает КПД батарей.

AGM аккумулятор

AGM аккумуляторы занимают большой объём в производимой продукции таких брендов, как Bosh, Delta, Fiamm и др.

Никель-кадмиевые АКБ

Аккумуляторы настоящего типа уступают другим видам батарей в величине ёмкости. Это пальчиковые батарейки и крупные бочонки. Их соединяют никелевой полосой в блоки точечной сваркой. Ими заполняют корпуса ИБП, предназначенные для бесперебойного питания портативной техники и стационарных компьютеров.

Блок никель-кадмиевых батарей

Заряжают никель-кадмиевые аккумуляторные блоки в корпусе ИБП, который подключают к бытовой электросети. Также восполняют потенциал в отдельных специальных зарядных устройствах.

Источники зарядки домашних аккумуляторов

Резервный домашний источник тока частного дома нуждается в регулярной зарядке. При отключении электричества аккумуляторы автоматически переходят в режим разряда. По истечении определённого времени оборудование будет нуждаться в зарядке.

Питание для зарядки АКБ обеспечивают несколькими способами:

• электрическая сеть;
• генераторы;
• солнечные батареи;
• ветровые генераторы.

Электрическая сеть

При наличии автономной системы энергоснабжения используют аккумуляторы для частных домов при отключении электричества. Источник бесперебойного питания мгновенно реагирует на отказ сетевого электропитания, в работу включаются АКБ.

После восстановления работы электросети ИБП переходит в режим зарядки батарей. Электронная промышленность производит различные модели зарядных устройств. На входе встроенный инвертор переменный ток делает постоянным, а на выходе ток становится снова переменным. Это происходит потому, что АКБ должна получать постоянный зарядный ток.

Генераторы

Для домов, стоящих вдалеке от централизованного энергоснабжения, используют генераторы, которые снабжают электрическим током внутренние электросети. Все виды генераторов (газовые, на жидком топливе) производят громкий шум. Поэтому их используют одновременно, как поставщика электроэнергии напрямую, так и для питания зарядных устройств ИБП.

Генератор включают на время зарядки аккумуляторных батарей. Затем заряженные АКБ переходят в режим разрядки, генератор прекращает свою работу.

Солнечные батареи

В последнее время появились новые платформы солнечных батарей с большим КПД. В районах, где большое количество солнечных дней в году, солнечные батареи эффективно справляются с электроснабжением и резервным питанием для домов вместо генераторов.

Преимущество фотомодулей состоит в том, что их можно приобретать отдельными фрагментами. Постепенно приобретая новые модули, наращивают мощность потребляемого тока. Объединение в одну систему электроэнергетики фотопанелей с аккумуляторами даёт выгоду в том, что электропитание в солнечные дни обеспечивает солнечная батарея, в пасмурную погоду и ночные часы включаются в работу АКБ.

Ветровые генераторы

Ветровые установки обладают малой энергоёмкостью. Как правило, для обеспечения электроэнергией частного домостроения ставят несколько установок, вплоть до нескольких десятков. Позволить такие устройства может только финансово обеспеченный хозяин коттеджа. Как и в случае солнечных батарей, ветровые генераторы работают в одной системе с домашними АКБ.

Устройство ИБП

Источники бесперебойного питания в просторечии называют бесперебойниками. Принципиальное строение агрегата состоит из аккумуляторных батарей и электронной начинки. Электроника включает в себя инверторы, выпрямители, фильтры и микросхемы, гасящие различные возмущения в электросети. В дорогих моделях имеется байпас.

Характеристики АКБ определяют возможности прибора. В основном применяются свинцово-кислотные батареи. Средние показатели параметров равняются 12 В напряжения, ёмкостью от 7 до 9 А/ч. Все аккумуляторы абсолютно герметичны и являются необслуживаемым оборудованием. В небольших моделях устанавливается одна батарея, в мощных приборах их количество может любым.

Виды ИБП

ИБП бывают трёх видов:

1. Резервные.
2. Линейно-интерактивные.
3. Онлайн модели.

Резервные

Энергоснабжение проходит от сети через ИБП к потребителям. Как только электрический поток прекращается, прибор переключается в режим разряда аккумулятора. В момент возобновления сетевого питания бесперебойник передаёт энергию во внутреннюю сеть дома, часть импульса направляет на подзарядку АКБ. Время переключения режимов энергоснабжения   составляет несколько миллисекунд, что исключает потерю данных во время работы компьютера.

Внутреннее устройство ИБП

Дополнительная информация. Использование таких установок вполне приемлемо для домашней техники. Для энергоёмкого силового оборудования (насосы, отопительные котлы и пр.) резервные модели не годятся. ИБП не гарантирует сохранения стабильности синусоидальной формы напряжения.

Линейно-интерактивные

Принцип работы и устройство интерактивного источника схожи с резервной моделью. Отличие заключается в том, что линейно-интерактивные ИБП оснащены коммутирующими устройствами. Приборы не нуждаются в переключении режимов питания при отклонении нормативного показателя входного напряжения до 20%. При этом показатель выходного напряжения практически остаётся неизменным.

Линейно-интерактивный ИБП

Онлайн модели

Онлайн оборудование считается самым надёжным и высококлассным ИБП. В него заложен принцип двойного преобразования. Уровень защиты практически составляет 100%. Работа устройства заключается в следующем:

• входящий ток проходит через выпрямитель, становясь постоянным;
• инвертор возвращает энергию обратно в переменный ток с идеально ровным напряжением;
• внутренняя резервная линия – байпас, страхует бесперебойное питание в случае выхода из строя основной линии ИБП.

Время переключения режимов стремится к нулю. Такой источник называют «онлайн», то есть перерыва в его работе не существует.

К недостаткам онлайн ИБП следует отнести их высокую стоимость, а также снижение КПД электросилы из-за двойного преобразования характеристик тока. Потери потенциала по отношению к абсолютной величине КПД довольно незначительны.

Сам по себе аккумулятор без такого прибора, как ИБП, не может стать автономным гарантом бесперебойного энергоснабжения дома. Для того чтобы выбрать подходящую модель ИБП, необходимо произвести точный расчёт силы тока, его напряжения и мощности, обеспечивающих работу всех потребителей в доме.

Видео