Informace

Upgrade UPS baterií LiFePO4

Vytisknout
Kategorie: Hlavní menu
Zveřejněno: 29. 3. 2016 12:51
Napsal RAM
Zobrazeno: 9217

K zálohování elektronických zařízení (nejčastěji počítačů) se používají Uninterruptible Power Supply/Source pro které se i u nás běžně požívá zkratka UPS. Toto zařízení má za úkol překlenout různě dlouhou dobu výpadku v elektrické síti, zpravidla do doby, než se povede úspěšně dokončit výpočet a uložit rozdělanou práci, nebo než se přejde na jiný dlouhodoběji využitelný zdroj energie třeba elektrocentrálu.

 

LiFePO4 je mnohem lepší než olověné baterie

Obrátil se na nás zákazník provozující velkou fotovoltaickou elektrárnu, zda bychom nebyli schopni vyřešit jeho problém se zálohováním energie. K zálohování jejích bezpečnostních systémů včetně kamerového systému používá UPS renomované německé firmy AEG 10 kVA, k níž jsou paralelně připojeny další dva bateriové boxy, každý rovněž 10 kVA. ve všech boxech jsou obsaženy gelové olověné akumulátory. Po pětiletém provozu v náročných podmínkách, které jsou o dost jiné než klimatizovaná serverovna nebo aspoň místnost po většinu roku s běžnou pokojovou teplotou, pro něž byla UPS konstruována, se baterie dostaly prakticky na hranici klinické smrti. Prvotní úvahu zavolat servismana zařízeného na opravy zařízení této firmy, aby baterie jednoduše vyměnil, vystřídaly úvahy, zda by se celá záležitost nedala řešit nějak jinak a lépe. Hlavními dvěma faktory motivujícími tyto úvahy byl jednak dlouhodobější časový horizont, který by nutně musel počítat s dalšími výměnami olověných akumulátorů a za druhé to je doby výdrže baterií, když v případě úplně nových baterií vydrží zálohovat bezpečnostní systémy včetně kamer zhruba půlhodiny. Tato doba ovšem klesá při nízkých teplotách, které bateriím jejich ochotu dodávat energii dost zkracují a naopak vysoké letní teploty akcelerující stárnutí olověných baterií, které v neklimatizovaném prostoru umístěném na prudkém slunci ukusují životnosti čím dál víc.

  

Vlevo: je vidět UPS AEG s připojenými dvěma 10 kVA boxy Vprostřed: baterie viditelné v odstrojené UPS  Vpravo: UPS po vynětí baterií  

 

Výměna olova za LiFePO4 v UPS AEG

Vlastní výměna proběhla poměrně rychle. Nejdřív ovšem bylo potřeba vytvořit battery box, kterým by bylo možno úspěšně nahradit stávajících šedesát olověných baterií uložených po dvaceti kusech v každé skříni. Bylo spočteno, že na náhradu by měla stačit jediná baterie EV-Powerbox složená z 80 ks LiFePO4 článků 20 Ah osazených zbrusu novými balancery BS2V4 micro, která by měla být celkově lehčí a mít delší dobu zálohování elektrickou energií než dosavadní kombinované "olověné" řešení. Chtělo to ještě technicky vyřešit jak a kam přesně připojit EV-Poverbox do UPS. Raději jsme přistoupili k demontáži olověných akumulátorů z UPS, aby někdy později nemohly být příčinou havárie UPS. Nebyl to úplně lehký úkol, protože po pětiletém fungování byly "nafouklé" tak že se do určeného prostoru ani nemohly vejít a k tomu byly k sobě naprosto spečené, do jednoho kusu a bylo je nutno od sebe páčit velkým šroubovákem. Nakonec se po velkém úsilí povedlo vyrvat je ven. Jejich další cesta už bude směřovat do sběrny. Pro připojení EV-Powerboxu se dal použít původní kabel propojující paralelně připojené battery boxy k UPS, byl dostatečně dimenzován svým průřezem a vyhovoval i délkou stačilo jen nakrimpovat správnou zástrčku.

   

Olověné akumulátory jsou po pětiletém fungování v UPS AEG již na první pohled naprosto zničené "nafouklé" a bez potřebné kapacity!

  

Monitoring EV-Powerboxu je důležitý 

Aby bylo možno na baterii dát záruku na dlouhodobé fungování, je nutné na ni dálkově "dohlížet". Proto bylo potřeba vyřešit i její připojení k internetu, což vzhledem k tomu, že pro zabezpečení i provoz fotovoltaické elektrárny je nutné její trvalé připojení na světovou síť a nějakých pár kilobytů dat proudících z EV-Powerboxu není nějaké bůhvíjaké zatížení navíc. Zbývalo vyřešit jen jak se od ethernetového výstupu routeru řídící místnosti dostat k padesát metrů vzdálenému boxu skrývajícímu EV-Powerbox s druhou zástrčkou LAN. Normálně by to s pomocí kabelu a krimpovacích kleští byla jen otázka chvilky, ale tady vzhledem k tomu, že FVE je rozdělená na dvě části cestou, kterou nebylo možné překonat kabelem, bylo nutno použít bezdrátové řešení. Zbýval čas už jen na krátké vyzkoušení, jak si UPS AEG bude rozumět s novou energetickou konzervou v podobě EV-Powerboxu. Se simulovaným "výpadkem" si UPS poradila a z 80 sériově propojených LiFePO4 článků sála energii jedna radost a na displeji EV-Powerboxu bylo možno sledovat jaký dává proud a jaká je zůstatková kapacita. Byli jsme velmi mile překvapeni, když jsme zjistili, že doba zálohování by měla být prakticky čtyřnásobná, tedy namísto půlhodiny celé dvě hodiny a to nikoliv z metráku a půl olova, ale z battery boxu, který v pohodě unesou dva lidé. 

    

Vlevo: Porovnání velikosti EV-Powerboxu a UPS AEG s paralelními battery boxy Vpravo: Nitro EV-Poverboxu s displejem

Výsledek předčil očekávání a přinesl i další vymoženost v možnosti, kdykoli se odkudkoli dálkově podívat na jakoukoli událost, kterou inteligentní battery box musel řešit. Je dobré vědět všechno o každém výpadku a oc hování každičkého článku v každém okamžiku jeho životnosti. Tak se dá snadno natáhnout záruka životnosti a předejít případným problémům. Stará dobrá UPS AEG získala další užitnou hodnotu a životnost baterií s kterou její výrobce ani nepočítal.

 Výřez grafického výstupu monitoringu ukazující rozdíly mezi maximálním a minimálním napětím na článcích EV-Powerboxu 

 

Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookies. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte.