Fonctionnement de la batterie d'alimentation sans interruption (UPS) : utilisation, différents types et plus encore

Comment fonctionne une alimentation sans coupure (UPC) ?

Un ininterruptible palimentation électrique (UPS), également appelé batterie de secours, fournit une énergie de secours lorsque votre alimentation électrique quotidienne tombe en panne ou que la tension chute à un niveau inacceptable. Un UPS permet l'arrêt sécurisé et ordonné d'un ordinateur et du système associé.  

Topologies UPS

Différentes topologies UPS offrent des plages précises de protection énergétique. Les batteries normales UPS appartiendront à ces 3 topologies : veille, ligne interactive et double conversion.

• Attendre est la topologie UPS principale maximale. Un UPS de secours peut bénéficier d'une alimentation de secours par batterie en cas de problèmes d'énergie locaux courants tels qu'une panne de courant, une baisse de tension ou une surtension. Lorsque l'énergie logicielle entrante tombe en dessous ou dépasse les plages de tension sécurisées, l'onduleur passe à l'énergie de la batterie CC, puis l'inverse en énergie CA pour faire fonctionner le système associé. Ces modèles sont conçus pour l'électronique grand public, les ordinateurs d'entrée de gamme, les structures de point de vente, les structures de protection et autres systèmes numériques de base.

• Un onduleur interactif en ligne comprend une génération qui permet de détecter avec précision les fluctuations d'énergie mineures (sous-tensions et surtensions) sans passer à la batterie. Ce type d'onduleur dispose d'un autotransformateur qui régule les basses tensions (par exemple, les baisses de tension) et les surtensions (par exemple, les surtensions) sans avoir à passer à la batterie. Les modèles UPS interactifs en ligne sont généralement utilisés pour l'électronique grand public, les PC, les structures de jeu, l'électronique de cinéma domestique, les systèmes réseau et les serveurs d'entrée de gamme. Ils offrent de l'énergie lors d'activités telles qu'une panne de courant, une baisse de tension, une surtension ou une surtension.

• Un onduleur double conversion (en ligne) donne une énergie constante, propre et proche de la meilleure, quelles que soient les circonstances de l’énergie entrante. Cet UPS convertit l'énergie CA entrante en CC, puis à nouveau en CA. Les structures UPS de cette génération fonctionnent avec de l'énergie CC distante cent pour cent du temps et disposent d'un temps de commutation de 0 car elles ne souhaitent en aucun cas passer à l'énergie CC. Les structures UPS à double conversion sont conçues pour défendre le système informatique essentiel à la mission, les installations intermédiaires, les serveurs à arrêt élevé, les grandes installations de télécommunications et les applications de garage, ainsi que le système communautaire supérieur contre les dommages dus à une panne d'énergie, une baisse de tension, une surtension, une surtension, un pic de tension, un bruit de fréquence, une variation de fréquence ou une distorsion harmonique. 

Formes d'onde de sortie UPS

Les structures UPS ont une sortie à onde sinusoïdale ou sinusoïdale simulée, en fonction du modèle. 

• Sortie d'onde sinusoïdale : La sortie maximale de forme d’onde de premier ordre est une onde sinusoïdale, c’est-à-dire une oscillation douce et répétitive de l’énergie alternative. Les structures UPS au niveau de l'entreprise produisent de l'énergie sinusoïdale pour exécuter un système numérique délicat. La sortie d'onde sinusoïdale garantit que le système utilisant les ressources énergétiques Active PFC ne s'arrête plus lors du passage de l'énergie logicielle à l'énergie de la batterie. 

• Sortie d'onde sinusoïdale simulée : Une forme d'onde de sortie d'onde sinusoïdale approximative. Il utilise la modulation d'onde d'impulsion pour générer une onde sinusoïdale échelonnée et approchée afin de fournir une énergie de secours par batterie plus rentable pour les systèmes qui ne nécessitent pas de sortie d'onde sinusoïdale. La production utilisée pour fournir ce type de production d'énergie est beaucoup moins coûteuse à fabriquer et n'est pas rare dans les structures UPS de secours et interactives en ligne. 

À quoi sert une batterie UPS ?

Que vous alimentiez un système scientifique essentiel ou une série de caméras de surveillance, un système de batterie UPS peut vous défendre contre le manque d'assurance en cas de panne de courant. UPS signifie Uninterruptible Power Supply, un système qui répond immédiatement à une panne d'énergie. Comprendre les variations entre ces structures vous aidera à trouver les bonnes alternatives à vos besoins énergétiques. 

À quoi sert une batterie UPS ?  

Le gadget de batterie UPS est un palliatif entre votre approvisionnement en énergie prédominant et votre énergie de secours. Le problème est que malgré une batterie de secours robuste ou un générateur en place, votre gadget peut utiliser de nombreuses mines pour répondre au manque de votre approvisionnement énergétique principal et commencer à puiser dans votre approvisionnement commercial. Dans les hôpitaux, les banques et d’autres lieux essentiels, ces quelques minutes précieuses peuvent être un souvenir de la vie et de la mort. L'UPS est conçu pour résoudre ce problème en répondant immédiatement, en conférant une énorme augmentation de puissance au système, puis en transmettant les choses à votre système de sauvegarde dès qu'il est opérationnel. 

Trois types d'alimentation sans coupure (UPS)

Il existe 3 types de batteries les plus importants utilisés dans les composants énergétiques sans interruption : nickel-cadmium, plomb-acide et lithium-ion. Il n’existe pas une seule « bonne » génération de batteries UPS – la sélection doit être faite au cas par cas.

  1. Batteries UPS au plomb

L'onduleur au plomb est une batterie composée de 8 cellules en série qui alimente un ventilateur industriel alimenté. Cette batterie est spécialement conçue pour être utilisée dans les véhicules industriels/de transport tels que les grues, les camions et les tracteurs. Les batteries au plomb peuvent également être utilisées pour alimenter les moteurs électriques. Les batteries au plomb-acide sont utilisées dans diverses industries depuis les années 1850 et sont aujourd'hui utilisées dans un certain nombre d'applications différentes. Bien que les batteries au plomb-acide soient puissantes, elles doivent être soigneusement équilibrées et conservées au frais.

Lead-asid propose un nouveau produit pour vous aider à stocker vos batteries pendant leur transport. Il s'agit d'un boîtier de batterie au plomb de 2 mm d'épaisseur, entièrement recouvert ; il s'insère en toute sécurité dans la plupart des compartiments de batterie des véhicules. Le couvercle est en plastique et la boîte est peinte avec un revêtement résistant anti-abrasion. Qu’est-ce que cela signifie pour vous, dès le départ ?

Les batteries au plomb sont disponibles en différents types :

• Acide au plomb régulé par valve (VRLA)

Également appelé plomb-acide scellé (SLA), il s'agit du type d'environnement le plus courant observé dans les structures UPS de pointe. Ils ont généralement une durée de vie de 5 ou 10 ans et se conservent bien dans une pièce sèche et climatisée à une température de 20-25°C.

Les batteries VRLA sont scellées à l'intérieur d'un boîtier doté d'une valve qui s'évacue pour libérer du carburant si la contrainte interne est trop forte, d'où le terme « valve régulée ». Parce qu'ils sont scellés, ils peuvent être installés verticalement ou horizontalement et peuvent donc être utilisés à l'intérieur des compartiments de batterie, des plateaux de montage en rack ou des étagères extérieures.  

Il existe les styles les plus importants de composition d'électrolyte utilisés dans une batterie UPS VRLA : Tapis de verre absorbé (AGM), dans lequel l'électrolyte est retenu dans un séparateur poreux en verre en microfibre ; et Gel, fabriqué à partir d'un mélange d'acide sulfurique et de silice. La génération AGM est la norme pour les batteries UPS en raison de sa valeur inférieure, de sa résistance interne réduite et de ses meilleurs taux de charge/décharge.

En comparaison, le VRLA rempli de gel a une meilleure résistance interne, ce qui le rend beaucoup moins approprié pour les décharges coûteuses, ce qui n'est pas inhabituel avec les programmes UPS. Il offre des avantages en termes de plage de températures de fonctionnement beaucoup plus large (-40°C à +55°C) et d'existence prolongée de l'installation.

Les batteries automobiles au plomb ventilé (VLA) ont la taille d’une batterie d’ordinateur portable. Leur taille est généralement 3 ou 4 fois supérieure à celle des batteries au plomb. Ils ont une tension nominale standard de 12 volts et peuvent faire tout ce que vos batteries au plomb peuvent faire.

• Batteries au plomb ventilées (VLA)

Les batteries au plomb ventilées sont l’un des principaux types de batteries dans les applications domotiques modernes. Les batteries au plomb ventilées se trouvent généralement dans les interphones pour bébé, les systèmes de sécurité et les systèmes d'éclairage et de son. Bien que de telles batteries soient fiables, elles ne sont pas bon marché et devront éventuellement être remplacées. Pour ces raisons, et afin d’éviter de tomber rapidement à court de piles, il est toujours judicieux de les remplacer régulièrement. Une ventilation correcte de vos batteries garantira une longue durée de vie à vos batteries.

Les batteries au plomb ventilées étaient autrefois un article très populaire. Ils étaient extrêmement bon marché et capables de produire beaucoup de puissance pour un coût très faible. Malheureusement, les VLA appartiennent désormais au passé. Aujourd’hui, la plupart des fabricants proposent un type de batterie de meilleure qualité. Bien qu’il s’agisse toujours d’une excellente option pour quelqu’un qui souhaite économiser de l’argent, il est important de se rappeler que l’on ne peut pas compter sur les anciens types de batteries pendant de longues périodes. Cela peut signifier qu’une batterie devra finalement être remplacée plus tôt qu’elle ne l’aurait fait si elle était équipée de VLA.

  2. Batteries UPS nickel-cadmium

Les batteries Nickel-Cadmium (NiCd) étaient autrefois un choix populaire pour les installations de télécommunications, même si elles sont toujours utilisées pour les systèmes UPS dans des endroits où les températures ambiantes sont très élevées, notamment au Moyen-Orient.

Les électrodes de la batterie sont constituées d'hydroxyde de nickel au niveau de la plaque énorme et d'hydroxyde de cadmium au niveau de la plaque de base.

Les NiCd offrent les avantages d'une durée d'existence de 20 ans, la possibilité de gérer une vaste plage de températures ambiantes (-20 °C à +40 °C), une durée de vie excessive et une tolérance aux décharges profondes.

D’un autre côté, les batteries NiCd UPS sont bien plus chères que la plus grande variété VRLA conventionnelle. Et comme le nickel et le cadmium sont des matériaux toxiques, les méthodes d'élimination et de recyclage en fin d'existence du fournisseur sont prohibitives.

Ceci est particulièrement vrai dans les pays dotés de règles et réglementations environnementales strictes, comme le Royaume-Uni.

  3. Batteries UPS au lithium-ion

Batteries lithium-ion (Li-Ion) ont longtemps été utilisés dans les appareils numériques ainsi que dans les ordinateurs portables et les smartphones, alors même qu’ils sont désormais au cœur du boom des véhicules électriques. Mais de nos jours, ils se transforment en un nombre croissant de choix possibles pour les composants énergétiques sans interruption et différents systèmes de stockage d’électricité, ainsi que pour l’exploitation de l’énergie provenant de technologies électriques renouvelables comme l’énergie éolienne ou solaire.

Les avantages du Li-Ion consistent en une meilleure fiabilité que les batteries VRLA/SLA conventionnelles grâce aux systèmes intégrés de suivi et de contrôle de la batterie, qui examinent chaque caractère mobile pour toute extrusion de performances globales.

Un autre avantage des batteries Lithium-Ion UPS est qu’elles sont considérablement plus petites et plus légères en raison de leur densité énergétique considérablement meilleure. Ils ont également des délais de paiement plus rapides, des cycles plus longs et au moins le double de la durée de vie du fournisseur par rapport au VRLA/SLA.

Malgré la baisse du prix des batteries Li-Ion UPS au cours des dernières années, leur prix initial est néanmoins bien supérieur à celui des options alternatives.

Cependant, plus l'existence du fournisseur est longue, plus les coûts d'investissement anticipés sont élevés. Le Li-Ion génère moins de chaleur et peut fonctionner à de meilleures températures, ce qui signifie qu’il ne nécessite pas autant de climatisation, ce qui pourrait réduire les coûts de refroidissement. 

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