تقنيات البطاريات واتجاهاتها لتطبيقات UPS

26 Aug 2021

كيمياء البطاريات المتوفرة حاليًا يو بي إس يتضمن النسخ الاحتياطي الرصاص الحمضي ، ليثيوم أيون (Li-ion) و النيكل والكادميوم هناك أيضًا تقنيات غير مرتبطة بالبطاريات مثل العجلات الدوارة والمكثفات الفائقة.

ومع ذلك، تركز هذه المقالة على النوعين اللذين يهيمنان حاليًا على صناعة مراكز البيانات: الرصاص الحمضي، الذي يمثل أكثر من 90 في المائة من حصة سوق أجهزة UPS، وبطارية الليثيوم أيون، التي تجتذب اهتمامًا متزايدًا بسبب فوائد الأداء المزعومة والوضوح العالي من خلال استخدامها في المركبات الكهربائية ، يو بي إس، الاتصالات إلخ. تجذب بطاريات الليثيوم أيون الاهتمام من خلال إسناد ميزات أداء لها إلى بطاريات تقليدية متفوقة على بطاريات الليثيوم أيون. VRLA الرصاص الحمضي البطاريات ، والتي عادةً ما تكون إما هلامية أو بتصميمات بساط زجاجي ماص (AGM). بالمقارنة مع نظائرها التقليدية من بطاريات VRLA، تتميز بطاريات أيون الليثيوم بعمر افتراضي طويل، مع انخفاض ملحوظ في الحجم والوزن. كما تتميز بطاريات أيون الليثيوم بكفاءة شحن عالية، مع تحمل ممتاز لحالة الشحن الجزئي - في الواقع، يُفضل الشحن الجزئي لعمر افتراضي طويل، ويتجنب التشغيل في ظروف الطفو عند الشحن الكامل. كما أن معدل التفريغ الذاتي لبطاريات أيون الليثيوم منخفض، مما يؤدي إلى إطالة عمرها الافتراضي عند التخزين. وأخيرًا، تتميز بأداء جيد في درجات الحرارة العالية والمنخفضة، ولا تصدر أي انبعاثات غازية.

دعونا نراجع بإيجاز فوائد استخدام بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم لتطبيقات UPS.

أولاً، يتعين علينا أن نأخذ في الاعتبار الأسباب التي تجعل بطاريات الليثيوم ملائمة بشكل طبيعي لأنظمة النسخ الاحتياطي للطاقة من الجيل التالي، حيث يجب موازنة تشغيل النظام وتوافره وقيود المساحة مع التكلفة.

بشكل عام، تتميز بطاريات الليثيوم بكثافة طاقة أعلى، مما يُقلل من المساحة التي تشغلها بنسبة تتراوح بين 50% و75%، ويمكن الاستفادة من ذلك لإضافة خوادم ومعدات تكنولوجيا معلومات أخرى في حالة تطبيقات أنظمة الطاقة غير المنقطعة (UPS) في مراكز البيانات، أو لخفض تكاليف بناء المرافق. إلى جانب صغر حجمها، تُحقق أنظمة بطاريات الليثيوم انخفاضًا ملحوظًا في الوزن، وهو ما قد يُشكل عاملًا رئيسيًا في تكاليف تصميم مواقع محطات الطاقة غير المنقطعة (BTS) للاتصالات.

تتمتع بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم أيضًا بعمر افتراضي أطول، مما يوفر تكاليف الاستبدال وانقطاعات التشغيل.

السمات الرئيسية	الرصاص الحمضي (VRLA)	فوسفات الحديد الليثيوم
كثافة الطاقة	قليل	عالي
عمر	أقل	طويل
وزن	عالي	قليل
البصمة المطلوبة	كبير	صغير-متوسط
إعادة الشحن	بطيئ	سريع
تكلفة الصيانة	معتدل	قليل
مطلوب التبريد	عالي	منخفض إلى متوسط
إدارة البطارية	مطلوب خارجي	مدمج
مراقبة البطارية	خياري	موصى به للغاية

توفر بطارية فوسفات الحديد الليثيوم عمرًا فعّالاً يتجاوز ضعف عمر بطارية VRLA التقليدية. هذا وحده يُخفف من عناء استبدال بطاريات VRLA المتكررة. صُممت بطاريات الليثيوم مع إمكانيات إدارة البطاريات، بما في ذلك الإدارة المدمجة على مستوى الخلية والوحدة والخزانة. يتيح ذلك جمع بيانات متطورة عن حالة البطارية لتقديم أداء أفضل وأكثر استقرارًا وأمانًا.

يمكن لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم العمل في درجات حرارة أعلى دون المساس بعمر البطارية. تفقد بطاريات VRLA 50% من عمرها مع كل ارتفاع في درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية. يُقلل العمر الافتراضي الطويل وتكاليف الصيانة المنخفضة من تكاليف التشغيل، مما يُقلل التكلفة الإجمالية للملكية مقارنةً ببطاريات VRLA.

ببساطة، هذه البطاريات أصغر حجمًا وأخف وزنًا وأطول عمرًا وأكثر كفاءة من بطاريات UPS VRLA التقليدية.

العلامات :