Các vấn đề trong việc sử dụng pin UPS trong các trạm cơ sở ngoài trời

Với việc ứng dụng ngày càng tăng của các trạm gốc ngoài trời, ắc quy lưu điện những sai sót trong môi trường ứng dụng khắc nghiệt dần trở nên phổ biến, chẳng hạn như ở Pakistan, Ấn Độ và các khu vực Nam Á khác, điều này không chỉ gây thiệt hại kinh tế cho các nhà khai thác mà còn làm tổn hại đến sự hài lòng của khách hàng. Tổ chức nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu sâu rộng về mức độ hư hỏng lớn của pin trong môi trường ứng dụng khắc nghiệt, hiểu biết sâu sắc về các tình huống ứng dụng của pin UPS cũng như điều tra và phân tích nguyên nhân gây ra lỗi pin.
Với sự phát triển không ngừng của khoa học và công nghệ, hiệu suất của pin UPS ngày càng tốt hơn, thời gian làm việc trung bình không gặp sự cố ngày càng dài hơn và độ tin cậy của toàn bộ máy ngày càng cao hơn. Điều đặc biệt quan trọng là phải thực hiện tốt công việc bảo trì pin tiêu hao trong UPS.

1. Do cơ chế sạc của hệ thống DC hiện tại không hoàn hảo lắm nên trong thực tế có hiện tượng lệch điện áp và ắc quy UPS ở trạng thái nổi trong thời gian dài. Nếu điện áp nổi lệch khỏi phạm vi bình thường sẽ khiến pin bị sạc quá mức hoặc sạc quá mức. Việc sạc quá mức hoặc sạc quá mức trong thời gian dài có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của pin.
2. Đánh giá từ cuộc khảo sát hiện nay về việc sử dụng pin, hiện tượng thoát nhiệt là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến hỏng pin. Sự thoát nhiệt có nghĩa là khi pin được sạc ở điện áp không đổi, dòng sạc và nhiệt độ của pin có tác dụng tăng cường tích lũy, dần dần làm hỏng pin. Hậu quả trực tiếp của hiện tượng thoát nhiệt là vỏ pin bị phồng và rò rỉ, dung lượng pin giảm, trường hợp nghiêm trọng thì tấm pin bị biến dạng và cuối cùng là hỏng.
3. Nhiệt độ có tác động đáng kể đến quá trình lão hóa tự nhiên của pin, với tuổi thọ của pin giảm 10% khi nhiệt độ tăng lên 5 độ C, vì vậy UPS phải được thiết kế để giữ pin càng ấm càng tốt. Tất cả các UPS lai trực tuyến và dự phòng hoặc trực tuyến đều hoạt động hơn dự phòng hoặc UPS tương tác trực tuyến để tạo ra nhiều nhiệt hơn, đây là lý do quan trọng khiến chu kỳ thay thế pin UPS tương tác dự phòng hoặc trực tuyến tương đối dài.
4. Độ ẩm hoạt động của pin phải ở mức 5% -95%, độ ẩm môi trường quá cao sẽ ngưng tụ trên bề mặt pin, dễ bị đoản mạch, độ ẩm vùng PF quá thấp, dễ tạo ra tĩnh điện. Quá nhiều bụi cũng dễ làm chập mạch ắc quy axit chì, hỏng van an toàn.

Mấu chốt của vấn đề không nằm ở bản thân pin, vấn đề nằm ở chỗ tủ pin ngoài trời đã không coi pin có khả năng bảo vệ ở nhiệt độ cao. Để giải quyết vấn đề, chúng ta phải kể đến pin cấp điện UPS trong môi trường khắc nghiệt ngoài trời là một giải pháp toàn diện.

Tủ ngoài trời có nhiều phương án làm mát, phương pháp làm mát nào phù hợp cho tủ ắc quy ngoài trời? Điều này bắt đầu với đặc tính sản phẩm của ắc quy UPS. Đối với hệ thống nguồn DC liên lạc trong ắc quy axit chì, người dùng quan tâm nhất đến tuổi thọ sử dụng. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin axit chì là nhiệt độ môi trường xung quanh và điều kiện lưới điện.

Tuổi thọ của pin UPS có liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ môi trường. Nhiệt độ môi trường càng cao thì tuổi thọ của pin càng ngắn. Khi nhiệt độ môi trường cao hơn nhiệt độ yêu cầu về tuổi thọ của thiết kế pin là 25 độ, tuổi thọ sử dụng sẽ bị rút ngắn một nửa sau mỗi lần tăng nhiệt độ 10 độ.

Số lần và độ sâu xả của ắc quy UPS ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của ắc quy. Càng xả nhiều lần và càng sâu thì tuổi thọ của ắc quy càng ngắn. Nói cách khác, việc mất điện thường xuyên sẽ làm giảm tuổi thọ của pin.

Đối với các trạm gốc ngoài trời, thông thường người vận hành không đủ khả năng để cải thiện điều kiện lưới điện hoặc cải thiện điều kiện lưới điện quá tốn kém và không thể chấp nhận được, vì vậy hãy bắt đầu bằng cách giảm nhiệt độ hoạt động của ắc quy UPS để cải thiện tuổi thọ của ắc quy.

Cách truyền thống để tản nhiệt từ tủ ngoài trời là thông qua quạt thông gió trực tiếp hoặc bộ trao đổi nhiệt, nhưng cả hai cách này đều không thể giữ nhiệt độ bên trong tủ thấp hơn nhiệt độ môi trường bên ngoài tủ. Đối với các khu vực có nhiệt độ cao, kịch bản ứng dụng ắc quy UPS cần có tản nhiệt chủ động để nhiệt độ bên trong tủ ắc quy ngoài trời thấp hơn nhiệt độ môi trường bên ngoài tủ. Một số nhà sản xuất đột phá thói quen, kết hợp với sự đổi mới, đưa các bộ phận làm lạnh vào tủ pin ngoài trời.

Bộ phận thay đổi nguồn của thiết bị chính liên lạc và nguồn điện DC sẽ nóng lên trong quá trình hoạt động của thiết bị, nhưng pin thì khác. Theo cơ chế điện hóa của quá trình sạc và xả ắc quy UPS, ắc quy không nóng lên khi xả điện. Khi sạc bình thường (nhưng đang sạc) về cơ bản nó không nóng lên. Có nghĩa là, nhiệt trị của pin trong quá trình sử dụng bình thường có thể bị bỏ qua. Do đó, tủ ắc quy UPS ngoài trời không có nguồn nhiệt và công suất làm mát cần thiết nhỏ. Theo ước tính, trong điều kiện bình thường, tủ pin ngoài trời chỉ cần công suất làm mát từ 200W-400W.