一、優良的充電特性:電池需具備優良的充電特性,可於短時間內回復額定的電量,以作為下一次市電斷電時可提供有效的電力來源。
二、可容許浮動電壓充電:UPS 由於需長時間開機使用,因此電池須一直處於充電的狀況下使用。故需可容許充電電壓浮動的狀況。
三、放電穩定度:UPS 內的電池常需要並聯、串聯使用,因此電池需具備高放電穩定度,確保穩定的直流電源供應不斷電系統使用。
四、壽命長:UPS 專用之電池,正常使用狀況下其壽命皆可介於三至五年。但由於 UPS 為長期使用及其為緊急電源供應角色的關係,因此建議兩年至兩年半即需更換電池,才可確保正常、穩定的使用。
市面上所提供的電池種類繁多,含鉛酸、鎳鎘、鎳氫、鋰鐵電池…..等 。鉛酸電池雖然在能力及特性上並非各項之冠。但考量不斷電系統的使用條件、市場因素、回收環保、以及價格的種種狀況下。鉛酸電池成為目前使用在不斷電系統上的主流趨勢。
電池中的每一個單元結構叫做「Cell」,稱為單電池;但內部常有多個單電池並連或串連的結構叫做「Battery」,稱為電池或電池組。市售一般乾電池其實構造上是「Cell」但英文上習慣稱「Battery」,而不斷電系統所用的鉛酸電池才是真正的「Battery」。另一般而言電池的容量單位為安培小時(AH),但日常生活使用的電池也有容量相對少的,因此也有用千分之一安培小時,即毫安培小時(mAH)作單位。
一般來說,電池容量會決定充電電流的大小。電電流越大,電池越快充滿,但是快速充電容易造成電池過熱,內部氣體異常產生,進而發生危險。
因此,充電電流常設定在 0.1~0.2C。而 1C 則為電池容量大小。舉例而言 40AH 的電池,其設定充電電流需介於 4~8 安培(A)。
由下方算是可大約算出一台 10KVA 的不斷電系統搭載 60 顆 9AH 的電池約可供應 8000W 的負載使用約 34 分鐘。
不過電池的放電過程為曲線,非線性直行,因此34分鐘計算值為線性的結果,但電池放電實際為曲線,放電到一段時間後,越接近截止電壓點(停止放電點)速度掉得越快,因此放電應是少於 34 分鐘的。較能確保的放電時間為 2/1,就是 17 分鐘,以上至多少時間就需依照實際使用。
由於 UPS 負載實際運作狀況變數多,且電池計算考量因素甚多,以上供使用者進一步了解。
一、UPS 之相關規格 (容量、轉換效率、功率因素、電池數量規格等)
二、電池放電效率
三、電池截止放電電壓
四、您所使用的負載用電W數大小及種類(是否為感性負載)
五、希望 UPS 可提供的備援時間使用。
例如:(下列計算式會因負載特性不同而放電時間不同,僅供參考)
假設 UPS 容量為:10KVA/ 8000KW(瓦特),功率因素:0.8
電池電壓:12Vdc (伏特)
電池容量:9AH (安培小時)
電池顆數:60 (顆)
1、每顆電池電壓 × 每顆電池容量 × 電池顆數 × 電池放電效率
= 12 (伏特) × 9 (安培小時) × 60 (顆) × 0.7
= 4536 (瓦特小時) = 所有電池可提供的能量
2、所有電池可提供的能量 ÷ UPS最大負載量
= 4536 (瓦特小時) ÷ 8000 (瓦特)= 0.567 (小時)= 34.02 (分鐘)
一般而言,不斷電系統所搭載的電池都是鉛酸免保養免加水式電池。在溫度濕度正常使用的情況下,即溫度介於 25℃~40℃ 之間,濕度不高於 80% 且不結霜。介於此狀態下,電池壽命可維持至三年以上,甚至最高可達五年使用。
但由於不斷電系統皆為長時間使用,且電池位在密閉的環境中,一般狀態下使用約兩年至兩年半即需為您的不斷電系統更換電池,以確保市電中斷後,不斷電系統能正常運作。
另外建議,您可約 3 個月左右讓 UPS 放電完(至機器電池沒電告警聲響起),再充飽電使用這樣可增加電池活性,延長電池的使用壽命。
影響鉛酸電池壽命的原因,如:超過 3 個月以上閒置未充電、充 / 放電次數頻繁、電池『表面』溫度高於 30 度以上(置放位置不通風、悶熱、無冷氣、灰塵覆蓋、雜物堆積)等,皆會造成電池無法使用或可供電之效能減短或異常。且當蓄電池壽命終止時 (三年以上),持續被充電將造成電池膨脹、漏液,若持續無獲得改善,會發生冒煙、著火的危險。
『電池壽命末期,持續充電是有危險性的。如不更換電池繼續使用,會造成電池發熱、膨脹、漏液,甚至冒煙、著火的危險!
電池使用滿兩年,務必請原廠專業技師檢查使用之電池壽命及安全性,確保使用安全。