索润森蓄电池SAL12-12 机房配电室储能工业电池
数据中心机房中铅酸蓄电池的优缺点:
铅酸蓄电池作为存储电能的设备,它具有电动势能高、充放电可逆性好、运用温度规划广、原材料丰盛廉价等特征,获得了广泛的运用,铅酸蓄电池具有这些利益,在数据中心里,大规划的铅酸蓄电池运用也显显露了其缺点,其重量构成的机房承重问题、修补要求高、相对寿数短、还富含毒性。
1、铅酸蓄电池的优缺点
从150年前只铅酸蓄电池问世至今,它仍然是三首眩的备用动力存储处理计划,可以有用地满足数据中心一起的供电需求,其经济特性还没有其他干流技术可以敌对,铅酸蓄电池在数据中心的运用情况不像****车、电动车等,能获得正常安稳的运用,而是大部分时间处于放置情况,铅酸蓄电池先用直流电源对其充电,将电能转化为化学能储存起来,当市电中短时,UPS依托储存在蓄电池中的能量坚持其逆变器的正常作业,在此期间,铅酸蓄电池可以供给满足的备份时间,当市电恢复后,蓄电池又进行充电,进入等后期,其他,铅酸蓄电池价格相对较低,是现在本钱效益的电能储存处理计划。
2、铅酸蓄电池也有一些较为出色的缺点:
(1)高昂的修补费用
现在的UPS产品所运用的蓄电池一般叫做“免维护铅酸蓄电池”,实践上,它们面年至少需求两次检查,以保证它们无腐蚀、作业情况出色以及单只蓄电池之间联接紧密。
(2)可靠性的不可预见危险
为了保证蓄电池的可靠性,的途径是对蓄电池进行监测。每次查验蓄电池都会减少其容量并缩短其运用寿数。现代的UPS内置电池查验计划可以减少这种磨损,并没有消除。
(3)替换本钱高
密封铅酸蓄电池的运用寿数一般为4到5年,而UPS的寿数一般是它们的2到3倍,在UPS的一个无缺生命周期里,数据中心需求把替换电池组的费用也做在初期的预算里。
(4)能量密度低
铅酸蓄电池质量比较重,体积较大,一台典型的中型UPS的电池组大约为5到8吨,需求考虑放置方位及承重问题。
(5)电池监测体系
蓄电池容量检测时,不论是离线方法仍是在线方法,都有必要设置备用电源作为防范方法,以保证安全,检测时因为电池组数量多,放电时间长,放电后又要及时进行充电,所需的人力和电能消耗很大,对蓄电池本身也有必定的损耗。在操作进程中,在脱开和链接蓄电池及假负载时,因为电位差的村财似的操作带有危险性。检测进程恰当凌乱,费用宝贵。
UPS供电体系在各作业数据中心中起到重要的电源保证作用,要为负载供给不连续的供电,就有必要具有电能储存的功用。蓄电池成为UPS供电体系的重要组成部分。而因为蓄电池本身或许处理上的原因,现在有许多UPS缺点是由蓄电池引起。有必要加强对蓄电池特性的了解,正确选配和运用蓄电池,尽或许地延伸蓄电池的运用寿数。一起,怎样处理蓄电池成为各个UPS厂家及作业用户关键研讨的问题。
以下对现在大型UPS体系广泛选用的阀控式密封铅酸(VRLA)蓄电池在UPS供电体系中的作用、作业原理、装备、选用、设备、维护等方面进行谈论。
2.蓄电池在UPS供电体系中的作用和意义
在UPS供电体系中,蓄电池大多选用免维护蓄电池。蓄电池在UPS供电体系中的首要作用就是储存电能,一旦市电间断,由电池放电供给逆变器,由逆变器将电池开释出的直流电改动为正弦沟通电,坚持UPS的电源输出,保证负载在必定的时间内正常用电。
在市电正常供电时,电池在整流-充电电路中储存电能,一起对直流电路起到滑润滤波的作用,并在逆变器发生过载时,起到缓冲器的作用。
而在日常作业中,人们往往片面地以为蓄电池是免维护的而不加剧视。因为对蓄电池的不合理运用,发生了蓄电池的电解液单调、热失控、前期容量丢掉、内部短路等问题,严峻影响到供电体系的可靠性。有材料标明,蓄电池缺点而引起UPS主机缺点或作业不正常的比例大约为60%。加强对UPS电池的正确运用与维护,对延伸蓄电池的运用寿数,下降UPS供电体系缺点率,有着越来越重要的意义。
3.蓄电池的品种
蓄电池在UPS中已得到广泛的运用,其品种繁复,类型完全,标准各异,但按其根柢性质可以分为酸性电池和碱性电池两大类:
酸性电池:酸性电池的电解液一般是由稀(H2SO4)或许胶体构成,极板由铅Pb和过氧化铝PbO2构成,经过化学反应储存电荷,起到电池储能的作用。
碱性电池:碱性电池的电解液一般是由氢氧化钾KOH或许氢氧化钠NaOH(烧碱)组成。极板因为电池的结构不同而各异。如镉镍电池正极板是氢氧化镍Ni(OH)3,负极板是镉Cd;铁镍电池的正极板是氢氧化镍Ni(OH)3,负极板是铁Fe;银锌电池的正极板是过氧化银Ag2O3,负极板是锌Zn。
4.铅酸蓄电池的作业原理
UPS、直流电源设备常用的蓄电池是铅酸蓄电池。传统的铅酸蓄电池是开口式结构,电池在运用进程中,有氢气和氧气以及酸雾逸出,不只污染环境还具有危险性,维护时需求加水、加酸,已逐步被商场选择。现在UPS供电体系中蓄电池大多选用阀控式密封铅酸(VRLA)蓄电池。阀控式铅酸蓄电池的首要利益是在充电时正极板上发生的氧气,经过再化合反应在负极板上恢复成水,运用时在规则浮充寿数期内不用加水维护,又称为免维护铅酸蓄电池。可见,免维护仅仅与一般蓄电池比较,作业中免除了增加纯水或蒸馏水,调整电解液液面的项目,并非免除全部维护作业。
阀控式密封铅酸蓄电池的作业原理,根柢上沿袭于传统的铅酸蓄电池,其正极活性物质是二氧化铅(PbO2),负极活性物质是海绵状铅(Pb),电解液是稀(H2SO4),其电极反应方程式如下:
PbO22H2SO4Pb≒2PbSO42H2O
5.两种阀控式密封铅酸蓄电池比
现在阀控密封铅酸蓄电池首要有两类,即玻璃纤维隔板阴极吸收式密封铅蓄电池(如GNB、霍克电池)和硅凝胶密封铅蓄电池(如德国的阳光电池)。
两种电池极板相同:正极板栅选用铅钙锡铝四元合金或低锑多元合金,负极板栅选用铅钙锡铝四元合金。并运用紧设备和贫液规划,在电池的上盖中设置了一个单向的安全阀。因为选用无锑的铅钙锡铝四元合金,跋涉了负极析氢过电位,克制氢气的分出,一起,选用特制安全阀使电池坚持必定的内压。
两种电池隔板不同:即分别选用超细玻璃纤维棉(AGM)隔板和硅凝胶二种不同方法来“固定”电解液。它们都是运用阴极吸收原理使电池得以密封的,但给正极分出的氧气抵达负极供给的通道是不同的。对AGM密封铅酸蓄电池而言,AGM隔膜中坚持了电池的大部分电解液,但有必要使10%的隔膜孔隙中不进入电解液。正极生成的氧气就是经过这部分孔隙抵达负极而被负极吸收的。对胶体密封铅酸蓄电池而言,电池内的硅凝胶是以SiO2质点作为骨架构成的三维多孔网状结构,它将电解液包藏在里面。电池灌注的硅溶胶变成凝胶后,骨架要缩短,使凝胶出现裂缝贯穿于正负极板之间,给正极分出的氧气供给了抵达负极的通道。
由此看出,两种电池的差异就在于电解液的“固定”方法和供给氧气抵达负极通道的方法有所不同,两种电池的功用也各有千秋。
6.UPS供电体系中蓄电池的装备和选择
在UPS供电体系中,可以说蓄电池是这单个系的支柱。没有蓄电池的UPS只能称做稳压稳频电源。UPS之能结束不连续供电,就是因为有了蓄电池。在规划UPS时,首要应考虑选择什么类型的蓄电池,即蓄电池的额定电压、额定容量及应由多少节蓄电池组合等。
(1)蓄电池的额定容量选择
因为蓄电池的实践可运用容量与放电电流大小、体系电压、放电时间、蓄电池作业环境温度、蓄电池储存时间的长短、负载品种和特性等要素接近相关。蓄电池的容量一般是指在20°C,以20h放电率放电到1.75V/单体时,蓄电池输出的功率数(W)。
(2)蓄电池的政策选择
内阻:应选择内阻小的蓄电池,这样才华持续大电流放电。假设内阻较大,在充放电进程耗加大,使蓄电池发烫。
浮充电压:在相同温度下,浮充电压值高意味着储能量大,质量差的蓄电池浮充电压值一般较小。蓄电池浮充电压值在不同的温度时应进行修改。
在大中型(几kVA-几千kVA)UPS中选用2V单体系列蓄电池,防止选用小容量组合蓄电池进行混联。
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