یو پی اس چیست؟ انواع آن کدامند؟ عملکرد هر کدام از آنها به چه شکل است؟
در این مطلب پرسش‌های بالا مد نظرمان هستند و قصد داریم جهت پاسخ به آنها، اطلاعات جامع و کاربردی را در اختیارتان قرار دهیم. اگر می‌خواهید در رابطه با نقش این باتری و انواع آن در دستگاه‌های یو پی اس بدانید، مطالعه مطالب بیان شده در این مقاله بسیار کمک‌کننده خواهد بود.
در ابتدا معرفی کلی از این نوع باتری خواهیم داشت، در ادامه انواع آن را نام می‌بریم و به تفضیل در رابطه با کاربرد هر کدام توضیح می‌دهیم. همچنین در طول مقاله نکات بسیار زیادی را مطرح خواهیم کرد که دانستن آنها، می‌تواند به افزایش اطلاعاتتان در این باره تا حد بسیار زیادی کمک کند.
به چه باتری‌هایی، یو پی اس گفته می‌شود؟
باتری‌های یک سیستم الکتروشیمیایی هستند که جهت ذخیره انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع از باتری‌ها انرژی را در ابتدا به صورت شیمیایی ذخیره میکنند و در هنگام دشارژ شدن باتری، انرژی را به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند.
لازم به ذکر است که انتخاب و خرید این نوع از باتری‌ها یکی از مهمترین بخش‌های یو پی اس به حساب می‌آید. باتری مورد نظر باید به گونه‌ای انتخاب شود که انرژی مورد نیاز را فراهم کرده و جریان برق پیوسته و باکیفیت را با اطمینان خاطر برای دستگاه فراهم کند.
مطمئناً می‌دانید که امروزه به دلیل پیشرفت تکنولوژی، سازمان‌ها و شرکت‌های مختلف از جمله دفاتر، سازمان‌های دولتی، بیمارستان، کارخانه‌های صنعتی و … نیازمند انرژی الکتریکی مداوم هستند. بسیار مهم و حائز اهمیت است که برق مورد نیاز به صورت ممتد و بی‌وقفه در دسترس باشد. به همین علت است که تهیه و نصب یک منبع برق بدون وقفه برای بسیاری از مشاغل انجام می‌شود.
با توجه به مواردی که بیان کردیم، به اهمیت مراقب از دستگاه‌های الکترونیکی و حساسیت بالای آنها پی برده‌اید. نکته حائز اهمیت آن جاست که یو پی اس ها انواع مختلفی دارند و به دلیل اهمیتی که استفاده از آنها دارد، باید در انتخاب باتری یو پی اس مورد نظر دقت شود. تا زمانی که با انواع این باتری‌ها و عملکرد آنها آشنایی نداشته باشید، نمی‌توانید در این باره به درستی تصمیم‌گیری کنید. به همین منظور در ادامه مقاله، به طور کامل به شرح انواع باتری‌ها خواهیم پرداخت.
معرفی انواع باتری یو پی اس از نظر عملکرد
از نظر عملکرد، باتری های یو پی اس به سه نوع کلی تقسیم‌بندی می‌شوند:
- باتری کشیک انفعالی یا آفلاین
- باتری با تبدیل دوطرفه یا آنلاین
- باتری در تعامل با خط یا لاین اینتراکتیو
UPS های آفلاین و عملکرد آنها
منظور از UPS آفلاین، باتری‌های آماده به کار است. زمان حفاظت این باتری‌ها در حدود 20 دقیقه است. معمولاً امکان گسترش ظرفیت آنها وجود ندارد. در حالت عادی این نوع از باتری‌ها با برق شهر کار میکنند، اما درست در زمان قطعی برق، برق باتری مورد نظر توسط یو پی اس مدار تبدیل به برق مورد نیاز مصرف‌کننده‌ها می‌شود. باتری‌های یو پی اس آماده به کار یا آفلاین، فقط ویژگی‌های پایه‌ای را ارائه می‌دهند. همانند محافظت کردن از مصرف کننده در مقابل ولتاژهای بسیار بالای ناخواسته‌ی ورودی و همچنین شارژ باتری‌ها.
این نوع از باتری‌ها، در خط مسیر باتری با تغییر دادن جهت عبور جریان، از حالت عادی شارژ، جریان دی سی را به ولتاژ مورد نیاز یعنی ای سی تغییر می‌دهند. در این باتری‌ها توسط برق ورودی، از سیستم بار به طور مستقیم پشتیبانی می‌شود. تنها با استناد به ابزار قدرت، مدارات قدرت تغذیه می‌شوند. معمولاً در باتری‌های زیر 1 کیلوولت آمپر، از نوع آماده به کار استفاده می‌شود که نسبتاً قیمت ارزان‌تری نسبت به انواع دیگر دارند.
یو پی اس آنلاین و عملکرد آنها
باتری‌های یو پی اس آنلاین نسخه کامل شده مدل آفلاین هستند. در زمان قطعی برق و به هنگام نوسان برق نیز از طریق باتری‌ها، انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف‌کننده تأمین می‌شود. یکسوکننده با قطع برق ورودی از مدار خارج شده و بار را با استفاده از باتری‌ها، بدون قطعی تغذیه می‌کند. یکسوکننده با وصل مجدد توان ورودی وارد مدار شده و شارژ باتری‌ها را برعهده می‌گیرد.
باتری لاین اینتراکتیو و عملکرد آنها
در شرایط عادی، یو پی اس های لاین اینتراکتیو می‌توانند به وسیله‌ی یک ترانسفور ماتور، ولتاژ خروجی را تثبیت کنند. این نوع دارای حساسیت و کیفیت بسیار بالایی هستند و معمولاً در دستگاه‌های بسیار حساس نظامی، آزمایشگاهی و … مورد استفاده قرار می‌گیرند. نسبت به انواع دیگر، بازده آنها به طور قابل توجهی کمتر است و نسبت به سایر مدل‌ها، مصرف داخلی آنها نیز بین پنج تا ده برابر است.
به دلیل تولید حرارت داخلی علاوه بر مصرف برق قابل توجه، عمر فنهای دستگاه و خازن‌های الکترولیت را به علت مصرف مداوم آنها، کاهش میدهد. در نتیجه، می‌توان گفت که طول عمر کمتری نسبت به مدل‌های دیگر دارند.
اکنون که باتری یو پی اس را از نظر عملکرد بررسی کردیم، زمان آن است که آنها را از نظر ساختار نیز مورد بررسی قرار دهیم.
انواع باتری ups از نظر ساختار و ترکیب
انواع باتری‌هایی که در ups مورد استفاده قرار می‌گیرند، عبارتاند از:
- باتری‌های سرب اسید
- باتری‌های نیکل کادمیوم
- باتری‌های لیتیوم
- باتری‌های سیلور آلکالین
همان طور که از نام آنها پیداست، هر کدام دارای ترکیب و ساختار خاصی هستند. و مشخصاً هر کدام دارای معایب و مزایا خاصی هستند. در ادامه در مورد هر کدام، مطالب کامل‌تری را عنوان خواهیم کرد.
باتری‌های یو پی اس سرب اسید
باتری‌های اسید سرب طول عمری بین 5 تا 10 سال دارند. لازم است بدانید که باتری‌های سرب اسید نیز خود به دو دسته جداگانه تقسیم‌بندی می‌شوند: باتری‌های سیلد اسید سرب و باتری‌های سرب اسید دریچه‌دار.
دسته اول که به نام همان باتری‌های سیلد اسید یا VRLA شناخته می‌شوند به منظور کنترل دوره‌ای و نگهداری یو پی اس هایی استفاده می‌شوند که توان آنها پایین است. بالعکس برای نگهداری طولانی مدت آنها، باتری‌های خشک مورد استفاده قرار می‌گیرند.
باتری‌های VRLA به گونه‌ای طراحی و تولید می‌شوند که امکان دسترسی به آب داخل باتری را نداشته باشند. به همین خاطر در طول دوره بهره‌برداری نیازی به نگهداری ندارند. ناگفته نماند که تمیز کردن آنها اهمیت دارد، دلیل آن هم این است که در برابر دمای بالای محیط و گرد و غبار حساسیت بالایی از خودشان نشان می‌دهند. معمولاً از آنها در سازمان‌های اداری و صنعت استفاده می‌شود. باتری‌های سیلد اسید در دو نوع GEL و AGM در بازار موجود هستند.
باتری‌های ups نیکول کادمیوم
این باتری نسبت به باتری‌های سیلد اسید از تکنولوژی پیشرفته‌تری برخوردارند. لازم به ذکر است که به همین علت نسبت به سیلد اسیدها، قیمت بالاتری دارند. طول عمر باتری نیکول کادمیوم به پارامترهای مختلفی بستگی دارد که از جمله آنها می‌توان به وزن پایین، نوع اسیدی، تغییرات دمایی و مقاومت بیشتر اشاره کرد.
این نوع باتری دارای ویژگی شارژ با سرعتی بسیار بالا است. همین مشخصه باعث شده است که این نوع باتری‌ها طرفداران بسیار زیادی داشته باشد. می‌توان در مدت زمان بسیار محدودی، باتری نیکول کادمیوم را شارژ نموده و استفاده کرد.
باتری‌های ups لیتیوم
باتری‌های لیتیوم از سری یو پی اس هایی هستند که به سرعت در حال رشد بوده و از انرژی بالایی استفاده میکنند. باتری‌های لیتیوم دارای وزن و چگالی پایینی هستند. انواع باتری‌های لیتیومی بر اساس ترکیب مواد کاتد و آند به شش نوع اصلی تقسیم‌بندی می‌شوند. این شش نوع عبارتاند از:
- فسفات آهن لیتیوم
- اکسید منگنز لیتیوم
- اکسید کبالت لیتیوم
- اکسید تیتانیوم لیتیوم
- آلومینا کبالت نیکل
- اکسید کبالت منگنز لیتیوم نیکل
باتری‌های لیتیوم نقش مهمی در عملکرد بسیاری از جنبه‌های غیر از فناوری دارند. به عنوان مثال، می‌توان به اندازه سلول، فرم مکانیکی و ترکیب مواد فعال اشاره کرد. فسفات آهن لیتیوم، اکسید منگنز لیتیوم و اکسید کبالت منگنز لیتیوم نیکل به دلیل ایمنی بالا، عمر طولانی و تراکم قدرت بالا هستند.
باتری‌های یو پی اس سیلور آلکالین
این نوع از باتری‌ها در کنار وسایل الکتریکی متصل می‌شوند و نوعی از باتری‌هایی هستند که می‌توانند برق را در خود ذخیره کنند. این باتری‌ها دارای ولتاژها و اندازه‌های مختلفی هستند و در ابعاد و اشکال متفاوتی طراحی و ساخته می‌شوند.
لازم است بدانید که باتری‌های یو پی اس آلکالین نسبت به باتری‌های معمولی قویتر هستند. موادی که در داخل آنها استفاده می‌شود ترکیبی از دی‌اکسید منگنز و روی است. همچنین نسبت به باتری‌های معمولی 2 الی 4 برابر، ظرفیت بیشتری دارند.
در زمان استفاده، نگرانی از بابت نشتی باتری‌های آلکالین وجود ندارد. البته در صورتی که در شرایط عادی در کنار باتری‌های حاوی ترکیبات شیمیایی قرار نگرفته باشند، دچار نشتی نمی‌شوند. در صورتی که دما بسیار بالاتر از دمای قابل تحمل باتری باشد، نشتی باتری رخ میدهد. همچنین استفاده همزمان باتری‌های مصرف شده قدیمی نیز در کنار باتری‌های نو بی‌تأثیر نخواهد بود. توصیه می‌شود در صورتی که قصد استفاده از دستگاه را برای مدتی ندارید، باتری را از داخل آن خارج کنید.
کلام پایانی
در این مقاله تلاش کردیم یو پی اس (UPS) و انواع آن را به طور کامل و کاربردی معرفی کنیم. در ابتدا توضیح کلی را در رابطه با این نوع از باتری‌ها ارائه دادیم و در ادامه انواع آنها را از نظر عملکرد و ساختار نام برده و در مورد مشخصه‌ها و کاربرد هر کدام صحبت کردیم. امیدواریم مطالب ارائه شده در این مقاله، مورد رضایت شما عزیزان قرار گرفته باشد.