Новые возможности для промышленных предприятий
Традиционные ИБП с аккумуляторными батареями — далеко не единственный и не всегда подходящий вариант для защиты оборудования.
Ионисторы (суперконденсаторы, ультраконденсаторы, двухслойные электрохимические конденсаторы) занимают промежуточное положение между традиционными конденсаторами и химическими источниками тока. Их используют не только в качестве преобразующих элементов — в решениях на суперконденсаторах для бесперебойного электроснабжения. Сегодня поговорим о целесообразности применения подобных решений.
На чем работают ИБП
Современные ИБП чаще всего используют свинцово-кислотные батареи с жидким или загущенным электролитом. При многочисленных достоинствах, батареи создают владельцам ряд проблем, главные из которых — короткий срок службы (3 — 5 лет), высокая масса и жесткие требования к условиям эксплуатации (особенно, к температуре). На рынке существуют решения с более дорогими (примерно в два раза) литий-ионными аккумуляторами: они намного легче, дольше работают (до 10 лет) и могут функционировать в диапазоне температур от −20 °C до +60 °C (наиболее оптимальная +20 °C). Но работа в пограничных режимах – как по температуре, так и по напряжению – негативно сказывается на способности аккумулятора запасать энергию. Если говорить о защите ИТ-инфраструктуры в офисных зданиях и дата-центрах, решения на аккумуляторах станут наиболее предпочтительным выбором — здесь есть помещения с кондиционированием и возможность соблюсти технологический цикл зарядки/разрядки.
В промышленности все намного сложнее. Очень часто на предприятии оборудование работает в жестких условиях: температура в помещении может достигать +40°C и выше, а пусковые токи мощных электродвигателей легко выводят из строя чувствительную электронику. При этом современные производственные установки требуют правильную синусоиду без искажений, а перебои с электропитанием приводят к аварийному завершению технологического цикла, восстановить который не всегда возможно. Сами ИБП неприхотливы, их обычно устанавливают внутри подстанций в электротехнических комнатах, но для батарейных массивов приходится выделять помещение с управлением микроклиматом. Даже в идеальных условиях аккумуляторы редко отрабатывают максимально возможный срок: рассчитанные на 10 лет обычно выходят из строя за 7, а пятилетние — за 3 года. В промышленности необходимость замены ИБП возникает еще раньше, поэтому здесь необходима альтернатива химическим источникам электроэнергии.
Суперконденсатор, как альтернатива
Главное преимущество суперконденсаторов — возможность работы в диапазоне температур от -25°C до +60°C. А при температуре 25ºC эти устройства функционируют до 20 лет и не нуждаются в техническом обслуживании или специальных средствах охлаждения. Максимальное количество циклов зарядки-разрядки ионистора примерно в 3 раза больше, чем у аккумуляторной батареи. Скорость зарядки также значительно выше, обычно для этого хватает минуты, тогда как емкие батареи ИБП могут заряжаться сутками. Таким образом, суперконденсаторы — это очень быстрая система, она подойдет даже для самых коротких рабочих периодов. За счет этого данное устройство — оптимальное решение для систем, для которых характерны кратковременные, но частые просадки энергии.
У суперконденсаторов нет проблем с критической разрядкой — это абсолютно неприхотливые устройства, которым не нужны умные алгоритмы управления или специальный микроклимат. К тому же, суперконденсаторы не вырабатывают водород в процессе эксплуатации и, соответственно, не требуют дополнительных средств его удаления. Они гораздо компактнее и значительно легче, чем аккумуляторные батареи.
Где суперконденсаторы востребованы больше всего
Суперконденсаторы обходятся процентов на 30 дороже свинцово-кислотных аккумуляторов и при этом не обеспечивают длительного резервирования питания: они поддерживают работу подключенного оборудования в течение примерно 8 секунд. Этого времени хватает для запуска новейших дизель-генераторных установок (ДГУ), но более старые генераторы обычно стартуют за 25 секунд. Используя аккумуляторные батареи, можно растянуть время резервирования питания критичного оборудования на часы, хотя для этого потребуется огромный батарейный массив.
Суперконденсаторы разряжаются быстро, позволяя на практике довести время резервирования до 15 секунд, которых должно хватить для запуска ДГУ. Это серьезный недостаток, потому системы на суперконденсаторах чаще всего используются только там, где обеспечить нормальную работу аккумуляторных батарей невозможно. Изредка их применяют для кратковременного (до переключение на ДГУ) резервирования в дата-центрах, но основная ниша ИБП на суперконденсаторах — это промышленные объекты с тяжелыми условиями эксплуатации.
Читайте далее:
5 советов начинающему фрилансеру
10 неожиданных мест, где используется ИБП
Мифы об энергоэффективности в России
