Batteriebetrieb der unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV): Verwendung, verschiedene Typen und mehr273

Wie funktioniert eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (UPC)?

Ein unterbrechungsfrei pStromversorgung (USV), auch Batterie-Backup genannt, liefert Notstrom, wenn Ihre tägliche Stromversorgung ausfällt oder die Spannung auf ein unzulässiges Niveau absinkt. Eine USV ermöglicht das sichere und ordnungsgemäße Herunterfahren eines Computers und des zugehörigen Systems.  

USV-Topologien

Verschiedene USV-Topologien bieten präzise Energieschutzbereiche. Normale Batterie-USVs gehören zu diesen drei Topologien: Standby, Line Interactive und Doppelwandlung.

• Stehen zu ist die maximale primäre USV-Topologie. Eine Standby-USV ermöglicht die Bereitstellung von Batterie-Backup-Strom für den Fall, dass häufig Stromprobleme wie ein Stromausfall, ein Spannungsabfall oder ein Spannungsstoß auftreten. Wenn die eingehende Softwareenergie unter sichere Spannungsbereiche fällt oder diese überschreitet, schaltet die USV auf Gleichstrombatterieenergie um und wandelt sie anschließend in Wechselstromenergie um, um das zugehörige System zu betreiben. Diese Modelle sind für Verbraucherelektronik, Einstiegscomputer, POS-Systeme, Schutzsysteme und andere primäre digitale Systeme konzipiert.

• Eine linieninteraktive USV Enthält eine Generierung, die es ermöglicht, geringfügige Energieschwankungen (Unter- und Überspannungen) auszugleichen, ohne auf Batterie umschalten zu müssen. Diese Art von USV verfügt über einen Spartransformator, der niedrige Spannungen (z. B. Stromausfälle) und Überspannungen (z. B. Spannungsspitzen) regelt, ohne dass ein Austausch zur Batterie erforderlich ist. Leitungsinteraktive USV-Modelle werden im Allgemeinen für Benutzerelektronik, PCs, Gaming-Systeme, Heimkino-Elektronik, Community-Systeme und Server der Einstiegs- bis Mittelklasse verwendet. Sie bieten Energie bei Aktivitäten wie Stromausfall, Spannungsabfall, Spannungsstoß oder Überspannung.

• Eine Doppelwandlungs-(Online-)USV Liefert gleichmäßige, saubere und nahezu beste Energie, unabhängig von den Umständen der eingehenden Energie. Diese USV wandelt eingehende Wechselstromenergie in Gleichstrom und anschließend wieder in Wechselstrom um. USV-Anlagen dieser Generation arbeiten hundertprozentig mit dezentralem Gleichstrom und haben eine Null-Umschaltzeit, da sie nie auf Gleichstrom umsteigen müssen. Doppelwandlungs-USV-Systeme sind darauf ausgelegt, geschäftskritische IT-Systeme, Rechenzentrumsinstallationen, High-End-Server, große Telekommunikationsinstallationen und Garagenanwendungen sowie übergeordnete Netzwerksysteme vor Schäden durch Stromausfall, Spannungsabfall, Spannungsstoß, Überspannung, Spannungsspitze, Frequenzrauschen, Frequenzschwankungen oder harmonische Verzerrungen zu schützen. 

USV-Ausgangswellenformen

USV-Strukturen haben je nach Modell sowohl einen Sinuswellen- als auch einen simulierten Sinuswellenausgang. 

• Sinuswellenausgang: Der höchste Wellenformausgang ist eine Sinuswelle, also eine sanfte, sich wiederholende Schwingung der Wechselstromenergie. USV-Strukturen auf Unternehmensebene erzeugen Sinuswellenenergie, um empfindliche digitale Systeme zu betreiben. Der Sinuswellenausgang stellt sicher, dass das System, das aktive PFC-Energieressourcen nutzt, nicht mehr abschaltet, wenn von Softwareenergie auf Batterieenergie umgeschaltet wird. 

• Simulierte Sinuswellenausgabe: Eine angenäherte Sinuswellen-Ausgangswellenform. Es nutzt die Pulswellenmodulation, um eine gestufte, angenäherte Sinuswelle zu erzeugen und so kostengünstigere Batterie-Backup-Energie für Systeme bereitzustellen, die keinen Sinuswellenausgang benötigen. Die zur Bereitstellung dieser Art von Energieerzeugung verwendete Generation ist viel kostengünstiger in der Herstellung und findet häufig in Standby- und Line-Interactive-USV-Strukturen Verwendung. 

Wofür wird eine USV-Batterie verwendet?

Unabhängig davon, ob Sie ein wichtiges wissenschaftliches System oder eine Reihe von Überwachungskameras mit Strom versorgen, kann ein USV-Batteriesystem Sie im Falle eines Stromausfalls vor mangelnder Versicherung schützen. UPS steht für Uninterruptible Power Supply (Unterbrechungsfreie Stromversorgung), also eine Einrichtung, die sofort auf einen Stromausfall reagiert. Wenn Sie die Unterschiede zwischen diesen Strukturen verstehen, können Sie die richtigen Alternativen für Ihren Energiebedarf finden. 

Wozu dient eine USV-Batterie?  

Das USV-Batteriegerät ist eine Notlösung zwischen Ihrer Hauptstromversorgung und Ihrer Notstromversorgung. Das Problem besteht darin, dass trotz einer starken Notstrombatterie oder eines Generators mehrere Minen zu Ihrem Gerät gelangen können, um den Mangel an Ihrer Hauptstromversorgung auszugleichen und Ihre Handelsversorgung zu beanspruchen. In Krankenhäusern, Banken und anderen wichtigen Einrichtungen können diese kostbaren Momente eine Erinnerung an Leben und Tod sein. Die USV ist darauf ausgelegt, dieses Problem zu beheben, indem sie sofort reagiert, dem Gerät einen enormen Energieschub zuführt und die Stromversorgung dann an Ihr Backup-Gerät weitergibt, sobald es betriebsbereit ist. 

Drei Arten der unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV)

Es gibt drei Haupttypen von Batterien, die in unterbrechungsfreien Energiekomponenten verwendet werden: Nickel-Cadmium, Blei-Säure und Lithium-Ionen. Es gibt keine einzige „gute“ USV-Batteriegeneration – die Auswahl sollte von Fall zu Fall getroffen werden.

  1. Blei-Säure-USV-Batterien

Die Blei-USV ist eine Batterie, bestehend aus 8 in Reihe geschalteten Zellen, die einen angetriebenen Industrieventilator mit Strom versorgt. Diese Batterie ist speziell für den Einsatz in Industrie-/Transportfahrzeugen wie Kränen, Lastkraftwagen und Traktoren konzipiert. Bleibatterien können auch zum Antrieb von Elektromotoren verwendet werden. Blei-Aid-Batterien werden seit den 1850er Jahren in verschiedenen Branchen eingesetzt und werden heute in einer Reihe unterschiedlicher Anwendungen eingesetzt. Obwohl Bleibatterien leistungsstark sind, müssen sie sorgfältig ausbalanciert werden und sollten kühl gehalten werden.

Lead-Aid hat ein neues Produkt, das Ihnen bei der Lagerung Ihrer Batterien während des Transports hilft. Dies ist ein 2 mm dicker, vollständig ummantelter Blei-Säure-Batteriekasten; Es passt sicher in die meisten Batteriefächer von Fahrzeugen. Der Deckel besteht aus Kunststoff und die Box ist mit einer robusten, abriebfesten Beschichtung lackiert. Was bedeutet das für Sie, out of the box?

Blei-Säure-Batterien gibt es in verschiedenen Ausführungen:

• Ventilregulierte Bleisäure (VRLA)

Dies wird auch als versiegelte Bleisäure (SLA) bezeichnet und ist die häufigste Form von Bleisäure, die in modernen USV-Systemen zu finden ist. Sie haben in der Regel eine Laufzeit von fünf bis zehn Jahren und können gut in einem trockenen, klimatisierten Raum bei einer Temperatur von 20–25 °C aufbewahrt werden.

VRLA-Batterien sind in einem Gehäuse versiegelt, das über ein Ventil verfügt, das entlüftet, um Benzin freizusetzen, wenn der innere Druck zu groß wird, daher der Begriff „ventilgeregelt“. Da sie versiegelt sind, können sie sowohl vertikal als auch horizontal aufgestellt werden und eignen sich daher für den Einsatz in Batteriefächern, Rack-Montagewannen oder Außenregalen.  

Es gibt die wichtigsten Arten der Elektrolytzusammensetzung, die in einer VRLA-USV-Batterie verwendet werden: Absorbed Glass Mat (AGM), bei dem der Elektrolyt in einem porösen Mikrofaser-Glasseparator gehalten wird; und Gel, das aus einer Mischung aus Schwefelsäure und Kieselsäure hergestellt wird. Die AGM-Generierung ist aufgrund ihres geringeren Werts, des geringeren Innenwiderstands und der besseren Lade-/Entladeraten die Norm für USV-Batterien.

Im Vergleich dazu hat mit Gel gefülltes VRLA einen besseren Innenwiderstand, wodurch es für die Entladung mit hoher Gebühr, wie sie bei USV-Systemen üblich ist, weniger geeignet ist. Es bietet Vorteile in Form eines größeren Betriebstemperaturbereichs (-40 °C bis +55 °C) und einer längeren Betriebsdauer.

Belüftete Blei-Säure-Autobatterien (VLA) haben die Größe eines Laptop-Akkus. Sie sind typischerweise drei- oder viermal so groß wie Blei-Säure-Batterien. Sie haben eine Standardspannung von 12 Volt und können alles, was Ihre Blei-Säure-Batterien können.

• Entlüftete Blei-Säure-Batterien (VLA)

Entlüftete Blei-Säure-Batterien sind einer der Hauptbatterietypen in modernen Hausautomationsanwendungen. Entlüftete Blei-Säure-Batterien finden sich typischerweise in Babyphones, Sicherheitssystemen sowie Licht- und Soundsystemen. Solche Batterien sind zwar zuverlässig, aber nicht billig und müssen irgendwann ausgetauscht werden. Aus diesen Gründen und um zu verhindern, dass die Batterien schnell leer werden, ist es immer eine gute Idee, sie regelmäßig auszutauschen. Eine ordnungsgemäße Entlüftung Ihrer Batterien gewährleistet eine lange Lebensdauer Ihrer Batterien.

Entlüftete Blei-Säure-Batterien waren in der Vergangenheit ein sehr beliebtes Produkt. Sie waren äußerst preiswert und konnten zu sehr geringen Kosten viel Leistung erbringen. Leider gehören VLAs mittlerweile der Vergangenheit an. Heutzutage bieten die meisten Hersteller einen höherwertigen Batterietyp an. Dies ist zwar immer noch eine großartige Option für jemanden, der Geld sparen möchte, es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass man sich nicht über einen längeren Zeitraum auf den älteren Batterietyp verlassen kann. Dies kann bedeuten, dass eine Batterie letztendlich früher ausgetauscht werden muss, als dies bei VLAs der Fall wäre.

  2. Nickel-Cadmium-USV-Batterien

Nickel-Cadmium-Batterien (NiCd) waren einst eine beliebte Wahl für Telekommunikationsanlagen, werden aber auch heute noch für USV-Programme an Orten mit sehr hohen Umgebungstemperaturen verwendet, insbesondere im Nahen Osten.

Die Batterieelektroden bestehen aus Nickelhydroxid an der Hauptplatte und Cadmiumhydroxid an der Grundplatte.

NiCds bieten die Vorteile einer 20-jährigen Lebensdauer, der Kapazität, mit einem großen Umgebungstemperaturbereich (-20 °C bis +40 °C) zurechtzukommen, einer hohen Zyklenfestigkeit und einer Toleranz gegenüber Tiefentladungen.

Andererseits sind NiCd-USV-Batterien um einiges teurer als die größere herkömmliche VRLA-Variante. Und da es sich bei Nickel und Cadmium um giftige Stoffe handelt, sind die Entsorgungs- und Recyclingmethoden am Ende der Existenz des Anbieters unerschwinglich teuer.

Dies gilt insbesondere in Ländern mit strengen Umweltvorschriften und -vorschriften, beispielsweise im Vereinigten Königreich.

  3. Lithium-Ionen-USV-Batterien

Lithium-Ionen-Akkus (Li-Ion). werden seit langem in digitalen Geräten wie Laptops und Smartphones eingesetzt, während sie mittlerweile eine zentrale Rolle im Boom der Elektrofahrzeuge spielen. Heutzutage werden sie jedoch immer mehr zu einer möglichen Wahl für unterbrechungsfreie Energiekomponenten und andere Stromspeichersysteme sowie für die Nutzung der Energie aus erneuerbaren Stromtechnologien wie Wind oder Sonne.

Die Vorteile von Li-Ion bestehen in einer höheren Zuverlässigkeit als herkömmliche VRLA/SLA-Batterien aufgrund integrierter Batterieverfolgungs- und Steuerungssysteme, die jedes einzelne Mobiltelefon für jeden Extruder in Bezug auf die Gesamtleistung überwachen.

Ein weiterer Vorteil von Lithium-Ionen-USV-Batterien besteht darin, dass sie aufgrund ihrer deutlich besseren Energiedichte erheblich kleiner und leichter sind. Sie haben außerdem kürzere Zahlungszeiten, längere Zyklen und mindestens die doppelte Anbieterpräsenz im Vergleich zu VRLA/SLA.

Obwohl der Preis von Li-Ion-USV-Batterien in den letzten Jahren gesunken ist, sind sie immer noch weitaus teurer als die alternativen Optionen.

Je länger das Unternehmen jedoch existiert, desto höher sind die Investitionskosten. Li-Ion erzeugt viel weniger Wärme und kann bei besseren Temperaturen funktionieren, was bedeutet, dass sie nicht so viel Klimaanlage benötigen, was die Kühlkosten senken könnte. 

Bereit, es zu wissen!

Unsere breite Produktpalette umfasst 2V-, 4V-, 6V- und 12V-Serien, die für geeignet sind USV-System, Solaranlage, Sicherheits- und Alarmanlage, Telekommunikationssystem, Notstromversorgung. Wir produzieren mehr als 240 Batteriemodelle mit Kapazitäten von 0,8 Ah bis 3000 Ah.