Wybór akumulatorów UPS dla firm: Kwasowo-ołowiowe vs. Litowo-jonowe

W miarę jak zapotrzebowanie na energię wciąż rośnie, firmy stają przed krytyczną decyzją w wyborze akumulatorów do zasilaczy bezprzerwowych (UPS): tradycyjne ołowiowo-kwasowe czy nowsza technologia litowo-jonowa. Mitsubishi Electric analizuje mocne i słabe strony obu opcji, aby pomóc przedsiębiorstwom w podejmowaniu świadomych decyzji.

Jako konwencjonalny wybór dla systemów UPS, akumulatory ołowiowo-kwasowe rozwinęły się w kilka wariantów na przestrzeni dziesięcioleci:

• Ołowiowo-kwasowe regulowane zaworami (VRLA): Obejmujące maty szklane absorbujące (AGM) i akumulatory żelowe, te bezobsługowe opcje dominują na rynku. AGM oferuje wysoką moc wyjściową, podczas gdy żel zapewnia doskonałą żywotność cykliczną i odporność na ciepło.
• Akumulatory zalane (VLA): Te systemy z ciekłym elektrolitem wymagają kwartalnej konserwacji i zajmują dużo miejsca, co prowadzi do spadku ich popularności.
• Akumulatory czysto ołowiowe: Charakteryzujące się zaawansowanymi konstrukcjami krat i technologiami katalitycznymi, zapewniają wyższą gęstość mocy niż tradycyjne VRLA, choć wciąż ustępują alternatywom litowo-jonowym.

Od 2018 roku technologia litowo-jonowa zyskała szybkie zastosowanie w krytycznych zastosowaniach zasilania. Pięć głównych wariantów służy potrzebom UPS:

• Tlenek litu i manganu (LMO): Wysoka moc wyjściowa z umiarkowaną stabilnością termiczną
• Fosforan litowo-żelazowy (LFP): Preferowana opcja UPS ze względu na wyjątkowe bezpieczeństwo i trwałość
• Nikiel-mangan-kobalt (NMC): Zrównoważona gęstość energii/mocy i żywotność cykliczna
• Tytanian litu (LTO): Ultra-długa żywotność z szybkim ładowaniem, choć przy wyższych kosztach
• Nikiel-kobalt-glin (NCA): Maksymalna gęstość energii wymagająca rygorystycznego zarządzania

Akumulatory litowo-jonowe zapewniają 3-5 razy większą gęstość energii niż odpowiedniki VRLA, umożliwiając bardziej kompaktowe instalacje.

Systemy litowo-jonowe wymagają jedynie corocznych inspekcji wizualnych w porównaniu do kwartalnej konserwacji dla VLA i półrocznych kontroli dla akumulatorów VRLA.

Tam, gdzie typowe akumulatory ołowiowo-kwasowe wymagają wymiany co 3-7 lat, jednostki litowo-jonowe mogą działać przez 15-20 lat, zanim osiągną 60-70% pojemności.

Przedłużona żywotność, minimalna konserwacja i efektywność przestrzenna akumulatorów litowo-jonowych zmniejszają koszty systemu UPS o ponad 65% w porównaniu z alternatywami ołowiowo-kwasowymi.

Obie technologie wymagają odpowiedniego zarządzania, ale systemy litowo-jonowe zawierają specjalistyczne systemy zarządzania akumulatorami (BMS) do precyzyjnej kontroli ładowania/rozładowania, podczas gdy ołowiowo-kwasowe opierają się na ogólnych platformach monitorowania.

Sektor zasilania krytycznego coraz częściej przyjmuje technologię litowo-jonową ze względu na jej zalety operacyjne i niższe koszty eksploatacji. W miarę zbliżania się cykli modernizacji akumulatorów, organizacje muszą dokładnie ocenić swoje specyficzne wymagania dotyczące zasilania w odniesieniu do ewoluujących możliwości obu technologii akumulatorów.