ここ数年、リチウムイオン電池の人気が高まっています。 ブルームバーグ・ニュー・エナジー・ファイナンスによると、2025年までにデータセンターの40％で使用される予定です。 5.6 GWhの予約容量を占めます。
したがって、工業用三相UPSでリチウムイオン電池を使用しても、誰も驚かないでしょう。 このようなバッテリーの比較的高い価格は、大規模施設のエネルギーインフラストラクチャの総コストの背景に対してほとんど目に見えず、その後、ソリューションの総所有コストの低下によって相殺されます。
完全に異なるものは単相UPSであり、その範囲には伝統的に質素が含まれます。 最終的に、これらはインフラストラクチャまたはイメージソリューションではありません。 引き出しの隅にあり、月に1回、またはそれ以下で必要になる場合があります。 そのようなものは、しばしば残余ベースで取得されます。
それで、リチウムイオン電池を搭載した単相UPSにお金を使う価値はありますか、それとも通常のソリューションを好む方が良いでしょうか？ このような不確実な状況では、冷静に息を吐き、感情だけを残して長所と短所を数え始めるのが最善です。 そして、後まで延期する決定。
リチウムイオン電池とは何ですか？
リチウムイオン電池の動作原理は、リチウムが酸化ケイ素、グラファイト、または他の材料の結晶格子に統合する能力に基づいており、1つの電極に電荷を蓄積できます。 たとえば、充電中にグラファイトを使用すると、リチウムグラファイトがアノードに形成されます。 動作モードでは、逆のプロセスが発生します。過剰な電荷がカソードに流れ、外部回路に電流が流れます。
リチウム塩を組成物に組み込むことができるポリマーは、リチウムイオン電池の電解質として使用されます。 これにより、大きな内部表面に到達し、ほぼあらゆる形状の製品を生産できます。
リチウムイオン電池の利点
リチウムイオン電池の寿命は10年に達し、これは従来の鉛電池の寿命の2〜3倍です。 価格の違いを考慮しても、運用期間全体での節約は35％に達する可能性がありますが、これはすでにかなりの量です。
硫酸化がないため、リチウムイオン電池は放電の点で鉛酸電池よりも著しく優れています。1か月あたり10〜15％に対して、1か月あたり3〜5％です。 したがって、事前に購入することもできます。良好な保管状態（温度が15度前後で充電が30〜50％）であれば、数年たってもバッテリーは完全に動作します。
リチウムイオン電池の充電にかかる時間は数倍少なくなります。 このプロパティは、必要に応じて、リモートサイトや電源ラインの損傷が頻繁に発生する場所で途切れない電力を確保するために決定的です。 さらに、頻繁な停電では、リチウムイオン電池の長寿命がプラスの役割を果たします：鉛蓄電池の場合は200対200ですが、UPSで使用する場合のリチウムイオン電池の決定的な利点は、電力とエネルギー集約型の2つのバージョンにあります。 したがって、接続されている機器を保護できる普遍的なソースについて説明する理由があります。
実行の電力バージョンには、短期間での高電力の復帰が含まれます。 リチウムイオンバッテリを備えたUPSは、1〜2分間、最大20％放電する強力な機器を提供できます。
エネルギー集中モードでは、バッテリーはそれに接続されている小さな電力のデバイスに比較的長い時間電力を供給します。 したがって、同時に、容量消費は約20％になります。
酸アルカリ電池の化学的および技術的特性により、エネルギー集中モードでのみ動作します。 もちろん、実際に最も要求されるのは彼ですが、ケースは異なります。
リチウムイオン電池の高エネルギー強度は、他の条件が同じであれば、より小さくて軽いという事実につながります。 もちろん、UPSの実際の必要性が製品単位で計算される3〜4人の家庭またはオフィス環境では、これは特に重要ではありません（とはいえ、どのように言えばいいのでしょうか）。しかし、小規模な企業であっても、利益は明白です。
まず、スペースが多すぎることはありません。 第二に、サイズと重量の両方が輸送コストです。
動作温度については、0°C〜40°Cの範囲です。 したがって、UPSでこれらのバッテリーを客観的に使用する場合、追加の冷却は必要ありませんが、温度が快適であればあるほど、バッテリーの寿命が長くなり、UPS自体とUPSから電力が供給される機器を忘れないでください。
リチウムイオン電池の典型的なエネルギー損失は、鉛蓄電池の半分です。 そして、これは、バッテリーが放電されてから充電される可能性のある停電を考慮しないことです。
10年間、鉛蓄電池の使用には約2つの交換が必要です。 リチウムイオン電池の場合、この数値はゼロになる場合があります。 機器自体のコストに必然的な組織コストを追加すると、Li-Ionを使用すると適切な費用を節約できます。
リチウムイオン電池の特徴
高性能リチウムイオン電池は、多くの条件下で実現されています。 特に、「メモリ効果」がないため、ゼロに放電することは実用的ではなく、望ましくないこともあります。最適なストレージ値は充電の約40％です。 実際には、これは、バッテリーを損傷せずに必要に応じて充電できることを意味します。
リチウムイオン電池の過度の充電も許可しないでください。 事実、電極の結晶格子に導入されたリチウムイオンは、その組成を徐々に変化させます。 したがって、電荷が高すぎる（低すぎる）場合、アノードまたはカソードに過剰なリチウムイオンが存在するため、要素が劣化し、寿命が短くなります。
主な問題はセキュリティです。 実際、一時、Samsung Galaxy Note 7は文字通りと比fig的に多くの音を立てました。 さらに、水中でのリチウムの燃焼は平均的なユーザーを混乱させるため、これを十分に理解する必要があります。
まず第一に、リチウムイオン電池にはリチウム金属は含まれていませんが、化学的に活性が低いイオンです。 したがって、このようなバッテリーの自然発火の原因として考えられるのは、オリジナルではありません。物理的な損傷や過熱です。 明らかに、ここではリチウムイオンの特異性は観察されません。
ただし、不適切な動作条件では比エネルギーと温度の感度が高くなるため、リチウムイオン電池は熱不安定性の状態にすぐに達する可能性があります。 したがって、セキュリティの問題は、信頼性の高い資料と効果的な管理システムを使用して解決されます。これについては、以下で説明します。
さらに、今日生産されるリチウムイオン電池の数は数百万個であるため、技術的な結婚やパフォーマンスの低下の可能性が常に存在することに留意する必要があります。 UPSを購入する際には、機器のテストとコンポーネントのサプライヤーの選択を慎重に検討する、実績のある有名なメーカーに焦点を合わせる必要があります。
解決策として、UPS用のリチウムイオン電池は鉛酸電池よりも高価です。 ほとんどの理由は、リチウムイオンバッテリーは、このバッテリーの使用の安全性を主に担当する複雑な制御システムを意味し、パラメーターのいずれかが許容範囲外になり、二次的にバッテリーの最適な動作状態を確保するために：充電する頻度と電流、容量の何パーセントをフル充電のままにして、残りの耐用年数とこれをすべて考慮する 多数のパラメーター。 鉛蓄電池を搭載したUPSにもバッテリー管理システムがありますが、消費電力が低く、パラメーターの変更に対する応答が遅く、バッテリー障害のリスクがはるかに低いため、はるかに簡単です。
したがって、その実装がリチウムイオン電池の安全性を保証する主なルールは、外部熱源からの過熱と機械的損傷を防ぐことです。 そしてもちろん、分解しないでください。 UPSがリモートサイトにインストールされている場合は、UPSイベントに関する情報をすばやく取得するためにリモート監視を設定すると便利です。
リチウムイオン電池の特性の表面的な分析でさえ、そのポテンシャルは非常に大きいという結論に至りますが、これはまさにポテンシャルです。 単相リチウムイオンUPS
例として、1 kVAおよび1.5 kVAのリチウムイオン電池を使用するSmart-UPS Online無停電電源装置を考えます。 これらは、事前にインストールされたネットワークカードの有無にかかわらず使用できます。 外部バッテリーパックが1つ含まれており、合計で最大5台まで接続できます。
このシリーズは、SRTL1000RMXLI、SRTL1500RMXLI、SRTL1000RMXLI-NCおよびSRTL1500RMXLI-NCの4つのモデルで構成されています。 最後の2つにはネットワークカードが装備されています。
シリーズのモデルは、0°C〜40°Cの温度で動作するように設計されており、相対湿度の動作モードは0〜95％です。 UPSは保護クラスIP 20を提供します。
ソースの安定した動作の主な保証の1つは、タイムリーな予防保守です。 シリーズUPSは、バッテリーの寿命が近づいていることを事前にユーザーに通知するので、メンテナンス担当者はバッテリーをタイムリーに交換できます。
主電源を調整する必要がない場合、「グリーンモード」モードの設定が可能なため、特にバイパスの負荷を自動的に切り替えるため、高レベルの効率が確保されます。 この動作モードはバッテリーには影響せず、UPSの制御下にあります。
インテリジェント制御システムにより、バッテリーの効率、寿命の延長、信頼性が向上します。 これにより、バッテリーの現在の状態を継続的に監視し、最適な充電モードを使用できます。また、デバイスがオフになっていてもバッテリーにエネルギーを供給し続けることができます。
バッテリーを充電するとき、温度補償モードが適用されます。 バッテリーの加熱に応じて充電電圧を調整できるため、寿命が延び、潜在的に危険な状態への移行が防止されます。
EPO機能を使用した緊急電源オフがあります。 起動すると、負荷とすべての電力変換器の両方が即座に切断され、UPS自体が自動的に障害表示モードに切り替わります。 EPOはデバイスを危険な主電源から完全に隔離し、電源は超低電圧から供給されます。
高いエネルギー強度を考慮してリチウムイオン電池を使用すると、UPSの寸法を小さくすることができ、ソリューションの重量を減らすことができ、場合によっては便利です。 リチウムイオン電池に基づくUPSはプレミアムセグメントに属しているため、機器は非常に豊富です：LCDディスプレイ、2つの制御されたコンセント、追加の制御を接続するためのSmartSlotソケット、シリアルポート、およびUSBポート。 ソースSRTL1000RMXLI-NCおよびSRTL1500RMXLI-NCには、事前にインストールされたネットワークカードが装備されており、これを介してデバイスを電源のリモート制御用の共通システムに統合できます。