باتری یو پی اس چیست؟BATTERY UPS

باتریهای متفاوتی را می توان برای دستگاه های یو پی اس استفاده کرد .  ولی با توجه به قیمت و نسبت به طول عمر باتریها ، باتری مناسب برای   یو پی اس  UPS باتری سیلد لید اسید SEALED LEAD ACID بوده که کلمه سیلد « SEALED» به معانی مهر و موم شده ( وکیوم ) وکلمه لید «LEAD» به معنای سرب می باشد .

واژه sealed lead acid به معنای باتری سربی اسیدی کاملاً وکیوم شده و بسته است . همانطور که می دانید نام باتریها را از روی جنس پلیت و محلول الکترولیت آن نامگذاری می گردد .

ساختار باتری یو پی اس :

ساختار اصلی باتریها به طور کلی معمولاً یه یک شکل می باشد . تفاوت عمدۀ آنها در مواد تشکیل دهنده ، پلیت و الکترولیت ها می باشد . اگر بخواهیم تفاوت عمده دیگری را در باتریها بیان کنیم می توانیم باتریها را به دو دسته تقسیم نماییم .

1. باتری های که نیاز به چکاب و بازدید به صورت دوره ای دارند و دائماً باید مقدار  الکترولیت آن بررسی گردد .

2. دسته  دوم  باتری های  وکیومی هستند که  نیاز به  نگهداری و چکاب  ندارند  که  ما در اینجا در مورد باتری یو پی اس  سیلد لید اسید صحبت می کنیم.

اجزاء تشکیل دهنده یا ساختار باتری سیلد لید اسید:

۱– بدنه باتری : (Battery case & cover)

جعبه و یا بدنه باتری از جنس پلاستیک که عمدتاً از رزین های ABS است که این بدنه بسیار مقاوم در برابر حرارت ناشی ازمحیط و فعل و انفعالات داخلی باتری بوده و نیز عایق کامل جریان الکتریسیته می باشد   .

 کیس باتری به طوری ساخته و طراحی شده که در پایین هر سلول یک  حوضچه کوچک قرار دارد . در این حوضچه ها املاح و مواد رسوب شده که رسانا می باشند در آن ته نشین می شوند ، تا موجب اتصال بین صفحات داخلی باتری نگردد .

درطراحی و ساخت جعبه باتری مسئله ای که بسیار حائز اهمیت است ، وکیوم کامل جعبه برای جلوگیری از هرگونه نشتی الکترولیت و گاز حاصله می باشد . البته این امر باعث بالا رفتن امنیت و عمر مفید باتری می گردد .

همانطور که از نام این باتری پیداست مهمترین ویژگی باتری سیلد لید اسید  SEALED  LEAD ACID  بحث وکیوم باتری  می باشد . چرا که نشتی آن نه تنها باعث خرابی باتری ، بلکه باعث آلودگی محیط اطراف نیز می گردد  .

۲– صفحات یا پلیت باطری:(PLATE Battery )

صفحات باتری عمدتاً به صورت مشبک بوده و الکترود  قطب مثبت (POS) از آلیاژ کلسیم سرب اندود دارای اکسید سرب متخلخل به عنوان ماده فعال می باشد . الکترود  قطب منفی (NEG)  از جنس سرب اسفنجی از آلیاژ کلسیم سرب بوده و بطور معمول صفحات منفی نازک تر از الکترود قطب مثبت است.

۳– الکترولیت باتری:(Electrolyte Battery)

الکترولیت باتری محلولی است با قابلیت یونیزه شدن که درداخل باتری وجود دارد . این محلول جهت انجام فعل و انفعالات  بین الکترونهای منفی و مثبت  می باشد و یا به عبارتی الکترولیت محلی برای عبورالکترونها بین الکترودهای مثبت و منفی درزمان شارژ و دشارژ است . این محلول درباتریهای یو پی اس (سیلد لید اسید) ازاسید سولفوریک به غلظت ۲۵الی ۳۵درصد تشکیل می شود . (H2soy+H2o)

۴– جداکننده صفحات باطری سیلد لید اسید:(separator Battery )

در باتریهای سربی اسیدی معمولی صفحۀ جداکننده مانعی برای اتصال بین الکترونهای مثبت و منفی است . جنس آنها معمولاً از PVC  و سلولوزی و پلی اتیلن و یا مواد شیمیایی دیگری هستند که در این نوع از باتری الکترولیت به صورت مایع آزاد داخل باتری می باشد .

 در  باتریهای  یو پی اس  سیلد لید اسید  SEALED LEAD ACID  (AGM)  از  جداکننده ای  به  نام   (ABSORPTIVE GLASS MAL) استفاده می شود . این جدا کننده از نوعی فایبرگلاس ذخیم ، قابلیت جذب الکترولیت بالا و برگردان اکسیژن آزاد شده به واکنش را دارا می باشد .

در این نوع باتریها ( سیلد لید اسید) الکترولیت  به صورت مایع و آزاد در داخل باتری نبوده بلکه الکترولیت، جذب جدا کننده (Separator  ) می باشد . این امر باعث می گردد باتریها دارای عمر مفید بالا ، قابلیت کارکرد در حالت ساکن و در دمای متعادل اتاق بوده و در ضمن دارای راندمان نسبتاً بالایی باشند .

باتریهای سیلد لید اسید ژله ای SEALED LEAD ACID (GEL) شباهتی زیادی به باتری AGM داشته فقط به جای الکترولیت از ژله یا خمیر استفاده می گردد . این باتری ها  دارای طول عمر بیشتر و قابلیت کارکرد در دمای پائین تر را دارد . اما قیمت این نوع باتری گرانتر می باشد .

دلایل عمده اتمام عمر باتری را در مقاله دلیل اتمام عمر باتری یو پی اس مشاهده نماید.

۵– سرباطری یا ترمینال باتری یو پی اس :BATTERY UPS TERMINAL

کلیۀ الکترونهای مثبت و منفی که با هم سری شده در نهایت دو قطب مثبت و منفی را تشکیل می دهد . این قطب ها به  ترمینال یا  همان دو سرباتری متصل می گردد .

در سر باتری قطب مثبت و منفی آن توسط رنگ و یا علامت (+ و – ) مشخص می گردد . شکل ظاهری سر باتریها به فراخور نوع باتری دارای اشکال متفاوتی می باشند . در باتریهای آمپر پایین معمولا تا رنج ۹ آمپر ساعت قابلیت نصب به فیش را داشته و در آمپر های بالاتر قابلیت نصب کابلشو  به همراه  پیچ و مهره می باشد.

عمدتاً جنس سرباتریها از آلیاژ های مس بوده و برای جلوگیری از سولفاته شدن و خوردگی  سرباتریها حتماً باید دارای آبکاری بسیار مقاومی باشند .

۶– سوپاپ یا دریچه :

همانطور که قبلاً نیز ذکر شد باتریها بصورت وکیوم بوده و امکان خارج شدن هیچ گاز یا مایعی وجود ندارد . زمانی که گازبیش ازحد در اثر شارژ زیاد (over charger)  و یا دشارژ زیاد (over discharger)  بوجود می آید ، این سوپاپ عمل میکند و این گازهای زائد را از داخل باتری خارج می سازد .

با خارج شدن گاز، مقدار فشار داخلی مناسب برای عملکرد مطلوب و بالا رفتن ایمنی ایجاد می نماید . باید خاطر نشان کرد بالا رفتن مقدار فشار گاز داخلی باتری بسیار خطرناک می باشد که گاهاً باعث انفجار باتری می گردد .

۷– قابلیت برگرداندن بخارات به داخل باتری :

باتریهای سیلد لید اسید درب بسته بوده و نیاز به اضافه کردن آب و اسید ندارد . زیرا گازها  و اکسیژنی که از الکترون مثبت آزاد می شود ، در مسیر فیبر شیشه ای به سمت الکترون منفی می رود .

گاز و اکسیژن دوباره با مواد شیمیایی ترکیب و به آب تبدیل می گردد . در نتیجه آب و اسید باتری به چرخه بر می گردد و نیاز به اضافه کردن مجدد آب و اسید نمی باشد  .

۸– سلول یا خانه باطری Battery cell :

هر الکترون مثبت و منفی به همراه الکترولیت ( جداکننده آغشته به الکترولیت ) را یک سلول می گویند . هر سلول می تواند حدود ۲ ولت برق تولید نماید  . در صورت نیاز به ولتاژ بالاتر باید تعداد خانه ها را زیاد و به یکدیگرسری کرد .

بطور مثال اگر باتری ۶ ولتی نیاز داریم باید ۳ عدد سلول و برای باتری ۱۲ ولتی ۶ عدد سلول در نظر گرفت ، که به طور سری به هم متصل گردند . جهت سری کردن ، الکترون منفی هر سلول به الکترون مثبت سلول دیگر متصل می گردد و در نهایت یک قطب مثبت ویک قطب منفی باقی می ماند .