اکثر مردم می دانند که یک سیستم UPS پشتیبان باتری را فراهم می کند، اما تعداد کمی از سه نوع اصلی UPS موجود آگاه هستند. سه نوع منبع تغذیه بدون وقفه عبارتند از:
سیستم های یو پی اس آنلاین: ایمن ترین شکل برق اضطراری را در صورت وجود منبع تغذیه اصلی و هنگام قطع برق ارائه می دهد. اینورتر به طور مداوم در حال کار است و بار را با استفاده از منبع تغذیه برق یا ژنراتور اصلاح شده یا مجموعه باتری متصل تغذیه می کند. یک سوئیچ انتقال خودکار (بر اساس رله یا استاتیک) خروجی از اینورتر را نظارت می کند و در صورت فروپاشی موج سینوسی خروجی اینورتر در هنگام اضافه بار UPS، اتصال کوتاه یا وضعیت خطا، به طور خودکار بار را به منبع تغذیه اصلی انتقال می دهد. خروجی یو پی اس "بدون شکست" با انتقال بدون درز بین منابع برق DC (خروجی یکسو کننده ورودی یا باتری) و ظرفیت داخلی سیستم UPS حفظ می شود. اندازه های معمولی از 500 VA تا 1MVA، یو پی اس های تک فاز و سه فاز، یو پی اس های مونوبلاک و ماژولار متغیر است. از آنجایی که اینورتر UPS برای کار مداوم طراحی شده است، این نوع UPS معمولاً برای زمان‌های کار طولانی با استفاده از بسته‌های الحاقی باتری خارجی متصل یا سیم‌کشی شده استفاده می‌شود.
سیستم‌های UPS تعاملی خطی: مرحله بعدی پایین‌تر در برق اضطراری و معمولی از 300 VA تا 3 کیلو ولت آمپر، تک فاز. UPS دارای یک تنظیم کننده ولتاژ خودکار (AVR) است که بار به آن متصل می شود و شکل موج AC تثبیت شده و فیلتر شده را ارائه می دهد. باتری توسط یک مدار متصل به AVR ورودی شارژ می شود و یک اینورتر فعال است اما مستقیما بار را تغذیه نمی کند. هنگامی که منبع تغذیه برق از کار می افتد یا خارج از محدوده عملیاتی AVR نوسان می کند، اینورتر «روشن» می شود. سوئیچینگ در زمان ممکن است از 2 تا 4 میلی ثانیه باشد و شکل موج خروجی اینورتر از اینورتر ممکن است یک موج سینوسی یا در مدل های کم هزینه تر یک موج مربعی (که به عنوان موج سینوسی شبه نامیده می شود) یا موج پله باشد. اکثر بارهای IT می توانند شکست در منبع تغذیه و شکل موج را به دلیل طراحی منابع تغذیه حالت سوئیچ (SMPS) خود تحمل کنند که شامل ظرفیت خود می باشد (توانایی ذخیره انرژی برای مدت کوتاهی که در میلی ثانیه اندازه گیری می شود. اجزای یک منبع تغذیه فناوری اطلاعات ممکن است تحت فشار خروجی کمتر شرطی یک UPS تعاملی خطی (نسبت به یک UPS آنلاین) باشید، اما ضعف واقعی یک UPS تعاملی خطی، نداشتن بای پس خودکار و ناتوانی در قطع ایمن به شبکه برق در صورت وجود اضافه بار یا خطای UPS است. وضعیت UPS های تعاملی خطی معمولاً از بارهای IT کوچکتر و دستگاه های شبکه استفاده می شوند. برخی از UPS های تعاملی خطی می توانند با استفاده از بسته های باتری پلاگین خارجی زمان پشتیبان گیری طولانی داشته باشند.
سیستم‌های UPS آماده به کار/آفلاین: حفاظت اولیه برق را ارائه می‌کنند و به روشی مشابه یک UPS تعاملی خطی عمل می‌کنند. یک مدار فیلتر تا حدی از تداخل الکترومغناطیسی (EMI)، سنبله ها، گذراها و نوسانات محافظت می کند. اینورتر آفلاین در زمان قطع برق در زمانی بین 2-4 میلی ثانیه یا بیشتر روشن می شود، شکل موج خروجی یک موج شبه یا مربع است و هیچ بای پس خودکار وجود ندارد. پشتیبان گیری باتری معمولاً به یک باتری داخلی محدود می شود و این نوع UPS معمولاً از 250 VA تا 1 کیلو ولت آمپر در دسترس است.
در یک سیستم یو پی اس معمولی، در صورت قطع برق یا منبع تغذیه ناپایدار از یک باتری برای تامین برق پشتیبان استفاده می شود. باتری‌های اسید سرب برای این نوع کاربردهای برق آماده به کار ایده‌آل هستند و این نوع باتری همان چیزی است که در چندین برنامه آماده به کار دیگر از جمله مجموعه‌های استارت ژنراتور، حریق و پانل‌های هشدار یافت می‌شود. نوع اولیه باتری سرب اسیدی مورد استفاده در یک یو پی اس AGM (حصیر شیشه ای جاذب) است، اما در تاسیسات یو پی اس سه فاز آنلاین بزرگتر، سلول های غرقابی یا مرطوب را نیز می توان یافت.
بنابراین، لیتیوم یون آن را در کجا قرار می دهد و مزایای کلیدی آن در مقایسه با اسید سرب AGM یا سلول های مرطوب چیست؟
باتری‌های لیتیومی از حدود سال 1917 به عنوان یک راه‌حل برق پشتیبان قابل شارژ در حال توسعه بوده‌اند. تنها در دهه‌های اخیر است که این فناوری به نوعی باتری تبدیل شده است که معمولاً در تلفن‌های همراه، تبلت‌ها و سایر محصولاتی که به باتری قابل شارژ نیاز دارند، می‌یابیم.
مزایای کلیدی باتری های لیتیوم یونی نسبت به انواع اسید سرب، چگالی انرژی، کمبود حافظه و زمان شارژ مجدد آنهاست.
چگالی انرژی: بر حسب Wh/L (وات ساعت بر لیتر) اندازه گیری می شود. باتری های اسید سرب می توانند حدود 50 تا 90 وات ساعت در لیتر در یک مجموعه باتری در مقایسه با 125 تا 600 وات ساعت در لیتر برای لیتیوم یون بسته بندی کنند. مقایسه نوع فن‌آوری‌های باتری معمولاً می‌تواند مجموعه‌های اسید سرب را نشان دهد که به حجم (ردپای و ارتفاع) تا 10 برابر بیشتر از یک محلول پشتیبان لیتیوم یونی مشابه نیاز دارند.
اثر حافظه: حافظه باتری زمانی رخ می دهد که باتری به طور مکرر چرخه شود (شارژ و دشارژ شود) قبل از اینکه تمام انرژی ذخیره شده آن آزاد شود. اثر حافظه در ضبط‌های ویدئویی دستی و لپ‌تاپ‌هایی که در دهه‌های 1980 و 1990 از باتری‌های NiCad (نیکل کادمیوم) استفاده می‌کردند، مشکلی بود. بی سابقه نبود که باتری به دلیل اثر حافظه به سرعت از بین برود و در نتیجه زمان اجرا مورد انتظار را فراهم نکند. تنها چنین است.
سیستم های یو پی اس: پشتیبان باتری اسید سرب یا لیتیوم؟
اولین نکته ای که باید به آن توجه کرد این است که همه تولیدکنندگان یو پی اس، سیستم های یو پی اس لیتیوم یونی را ارائه نمی دهند. آنهایی که پیشنهادات محدودی را در محدوده UPS خود ارائه می دهند. به عنوان مثال، یک سازنده یو پی اس ممکن است یو پی اس های تک فاز کوچکتر تا 2 تا 3 کیلو ولت آمپر را با گزینه های باتری اسید سرب یا لیتیوم یون ارائه دهد. اینها سیستم های UPS خاصی هستند که برای کار با فناوری باتری مربوطه طراحی شده اند و قابل تعویض نیستند. دلیل آن ویژگی های منحصر به فرد شارژ و مدیریت هر نوع باتری است. قیمت ها نیز با پرداخت حق بیمه 20 تا 30 درصدی برای لیتیوم متفاوت خواهد بود، چه UPS یک سیستم آنلاین، تعاملی خطی یا آماده به کار باشد.
برای منبع تغذیه بدون وقفه آنلاین بزرگتر، یک سازنده UPS سیستم ها یا راه حل های مجزایی را ارائه می دهد که می توانند باتری های اسید سرب یا لیتیوم را شارژ کنند. این گزینه اغلب یک انتخاب تنظیم سیستم عامل در هنگام نصب است. باز هم، قیمتی برای لیتیوم نسبت به اسید سرب وجود خواهد داشت. نکته ای که باید به آن توجه داشت این است که با افزایش اندازه یو پی اس در کیلو ولت آمپر/کیلووات، اندازه باتری یو پی اس نیز افزایش می یابد.
با مجموعه‌های بزرگتر، این می‌تواند به معنای نصب یک باتری قابل توجه در اتاق سرور یا مرکز داده باشد و اگر باتری اسید سرب است، مهار آتش باید یک ملاحظات کلیدی در ارزیابی خطر باشد. اگر باند حرارتی تجربه می شد، این می تواند منجر به آتش سوزی در اتاق و نیاز به تخلیه ایمن و مهار آتش شود. علاوه بر سیستم اطفاء حریق، قرار دادن سیستم یو پی اس و مجموعه باتری لیتیومی در یک اتاق جداگانه UPS که می تواند هر مشکلی از این قبیل و نادر را مهار کند، می تواند به کاهش بیشتر تأثیر چنین رویدادی کمک کند.
در پایان عمر مفید آنها، بازیافت باتری‌های لیتیوم یونی یک مسئله مهم است. برای باتری های اسید سرب، مراکز و شرکت های بازیافت متعددی وجود دارد. تا 90 درصد از باتری های اسید سرب را می توان بازیافت و بازیافت کرد که شامل جعبه پلاستیکی، پایانه ها و صفحات سربی و اسید هیدروکلریک می شود. این مورد در مورد باتری های لیتیوم یونی صدق نمی کند.
تقریباً همه افرادی که تلفن همراه دارند به ویژگی ها و مزایای مجموعه باتری های لیتیوم یونی عادت کرده اند. گوشی‌های قدیمی‌تر اغلب به بازار کاربر دوم فروخته می‌شوند و اگر باتری نیاز به بازیافت دارد، مهم است که آن را در جریان ضایعات صحیح قرار دهید و باتری را به عنوان ضایعات عمومی در نظر بگیرید.
بازیافت باتری سربی یا لیتیومی برای وسایل نقلیه الکتریکی (EV) یک مشکل است. تاکنون تنها یک مرکز بازیافت اختصاصی در بلژیک، اروپا وجود دارد. بیشتر اوقات باتری های EV در برنامه هایی تغییر کاربری داده می شوند که می توان از آنها برای ذخیره انرژی استفاده کرد. با گذشت زمان، تعداد به کار رفته در کالاهای سیار، خودروهای الکتریکی و سیستم‌های یو پی اس می‌تواند منجر به یک مشکل بازیافت بزرگ شود. تجزیه باتری لیتیوم یونی به اجزای آن برای بازیافت بسیار دشوار و پرهزینه است. تا زمانی که این مشکل حل نشود و باتری‌های اسید سرب برای اولین بار خرید و بازیافت در حد یکسان نباشند، اسید سرب پایدارترین فناوری باقی می‌ماند.
