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Estensione dell'autonomia di backup di un UPS con una batteria esterna per auto

Verifichiamo esaustivamente ciascuno degli articoli nel nostro spazio con l'obiettivo di mostrarti sempre informazioni accurate e aggiornate.

Soluzione:

Nel corso di 15 anni ho utilizzato batterie esterne su diversi vecchi modelli di UPS fuori garanzia, da 500VA a 1500VA (da circa 400 watt a 1000 watt). Preferisco gli UPS a onda sinusoidale per la loro universalità con piccoli trasformatori ed elettrovalvole, ma la maggior parte dei computer e delle periferiche utilizza alimentatori a commutazione che funzionano bene con gli UPS a onda sinusoidale modificata (una sorta di onda quadra) - ne ho uno anch'io.

Il mio televisore e il mio ricevitore DISH hanno un UPS a onda sinusoidale da 500VA, poiché qualsiasi interruzione di corrente fa sì che il ricevitore DISH impieghi 5 minuti per risincronizzarsi al satellite. Questo è fastidioso. Le batterie AGM in mattoni che ho attualmente su quell'UPS farebbero funzionare il sistema per circa 15 minuti.

A volte ho aggiunto un piccolo termostato al dissipatore di calore interno principale per azionare una ventola aggiuntiva (all'interno o all'esterno, a seconda dello spazio) per tempi di funzionamento più lunghi. (Cercate i termostati KSD9700 N.A. a ~95°F, ma alcuni NON sono isolati elettricamente e non possono toccare nulla). Tuttavia, nelle mie circostanze ho raramente utilizzato un UPS alla massima capacità nominale. La maggior parte dei dispositivi elettronici moderni consuma poca energia, di solito solo pochi ampere. Se si intende far funzionare un UPS al 25% (o giù di lì) dei suoi VA (o watt) nominali, probabilmente non è necessaria una ventola aggiuntiva... anche se non fa male.

La cosa più importante è utilizzare batterie AGM, se possibile. possibilmente di permetterselo, in quanto hanno una tensione di carica leggermente superiore di circa 0,3 volt rispetto alle batterie allagate (bagnate) che (secondo l'e-mail del produttore) dovrebbero caricarsi a 13,5 V. Le batterie AGM preferiscono circa 13,8 V. Le batterie AGM non tollerano il sovraccarico come le batterie allagate. Se si utilizzano batterie allagate, il gruppo di continuità continuerà la carica di mantenimento anche dopo che le batterie sono effettivamente al 100%, con il risultato di "gassare" l'acqua distillata dalle celle. Le celle allagate tollerano bene il sovraccarico, ma poi è necessario aggiungere acqua distillata ogni 2-3 mesi per evitare che le piastre vengano esposte: è la morte di una batteria allagata.

Poiché i produttori di UPS non documentano come regolare i circuiti di carica o offrono un selettore AGM/allagato (peccato), è possibile (per un sistema a 24 V) aggiungere una coppia di diodi di potenza rivolti in senso opposto per abbassare la tensione di carica dell'UPS alle batterie allagate di 0,6 V (0,3 per ciascuna batteria). Per fare questo ho costruito un "charge matcher" di interposizione, ma è troppo complesso da spiegare qui e non lo consiglio. È stato un progetto interessante, ma sarebbe meglio acquistare batterie AGM da 100-300 dollari.

Suggerirei un voltmetro digitale per ogni batteria e un amperometro digitale dall'UPS alle batterie. L'amperometro dovrebbe leggere sia la corrente positiva (carica) che quella negativa (scarica) con una risoluzione di almeno 0,1 ampere. In questo modo è possibile monitorare la velocità di carica e lo stato di salute delle batterie. Io ho utilizzato dei misuratori a LED acquistati su Amazon e finora hanno funzionato bene.

Fusibilizzare SEMPRE le batterie in modo appropriato in caso di cortocircuito: le batterie grandi possono provocare incendi. Le mie sono dotate di fusibili auto-marini a bassa tensione da 50A e 100A rispettivamente. In un sistema a 24 V, è bene collocare il fusibile nel collegamento tra le due batterie.

Utilizzare SEMPRE una scatola di batterie con celle allagate. Un rilevatore di calore sulle scatole delle batterie e rilevatori di fumo nelle vicinanze sono una buona idea.

ATTENZIONE! Le batterie allagate possono rilasciare idrogeno e una scintilla o una fonte di calore nelle vicinanze può causare un'esplosione in una cella che può spruzzare l'acido della batteria nella stanza. Prestare la massima attenzione!

AVVERTENZA! Un UPS è progettato per fornire 120 VCA anche quando non è collegato alla presa di corrente! Questa tensione può uccidere! Fate attenzione!

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          HOW TO MEASURE 'TERMINAL CHARGE VOLTAGE' FOR A UPS

Come si fa a sapere a quale tensione un determinato UPS caricherà le sue batterie? In realtà è abbastanza facile da determinare. È necessario un condensatore di grandi dimensioni, almeno 4700uF. Il mio era di 36.000uF ed era grande come un barattolo di zuppa. Sono inoltre necessarie una o due batterie, a seconda di quanto richiesto dal vostro UPS. Non devono essere necessariamente nuove o grandi, ma devono essere in grado di fornire, ad esempio, 10 ampere per alcuni secondi. E un voltmetro digitale.

Spegnete il vostro UPS con l'interruttore sul pannello frontale, staccate la spina e rimuovete le batterie, se presenti. Su un banco di lavoro, disporre l'attrezzatura come segue: UPS, condensatore e voltmetro, batteria/e. Collegare il voltmetro al condensatore con i cavi a coccodrillo. Prestare molta attenzione alla polarità del condensatore! Utilizzando una resistenza da ~1K, precaricare il condensatore dalla batteria (o dalle batterie) - importante per i condensatori molto grandi - e poi collegarlo alla batteria (o alle batterie) con morsetti a coccodrillo in grado di gestire 10 ampere (un filo da 18 dovrebbe andare bene). A questo punto, utilizzare i cavi delle pinze a coccodrillo per collegare il condensatore al connettore o ai cavi della batteria interna del gruppo di continuità, il positivo al rosso e il negativo al nero! Collegare l'UPS e accenderlo dal pannello frontale.

L'UPS si sveglia, testa le batterie assorbendo alcuni ampere e monitorando la tensione, quindi inizia il normale funzionamento cercando di caricare le batterie. Nella mia esperienza, il processo di risveglio dura meno di 20 secondi, ma è consigliabile attendere circa un minuto. A questo punto, scollegare le batterie. Il gruppo di continuità caricherà rapidamente il condensatore fino a raggiungere la cosiddetta "tensione di carica terminale" e la corrente di carica scenderà a zero. Il voltmetro mostrerà a quale tensione il gruppo di continuità cercherà di caricare le batterie. Poiché si aspetta batterie AGM, dovrebbe essere 13,8 V per una batteria o 27,6 V per due. Un decimo di volt per batteria in entrambi i casi va bene - la mia esperienza di hobbista con la durata delle batterie AGM è limitata. Ma se il valore è troppo alto, la durata delle batterie AGM si riduce.

Aggiunta: il miglior connettore tra pacco batteria e UPS è l'SB50. Il colore grigio è per i sistemi a 24 V, mentre il giallo è per i sistemi a 12 V. Ogni colore ha una chiave diversa. Un determinato colore può utilizzare fili di diverso calibro, ad esempio 4-6 o 8-10, quindi scegliere i terminali SB50 desiderati (l'alloggiamento è lo stesso). Una volta saldati sul filo, i terminali si inseriscono nel connettore. Nell'alloggiamento di plastica è presente una molla piatta interna che può essere premuta con un piccolo cacciavite per rimuovere ciascun terminale. Gli SB50 sono privi di sesso, quindi riceverete due pezzi identici. Sono disponibili versioni più grandi dell'SB50, come gli Anderson SB120 e SB175. Il numero è l'amplificazione nominale.

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Il metodo del caricabatterie per fuoribordo

Se si dispone di un buon UPS usato che crea energia ma sovra o sottocarica le batterie, è possibile utilizzare un caricabatterie esterno a basso amperaggio destinato al tipo di batteria e abbastanza intelligente da non sovraccaricarla. Per evitare che il gruppo di continuità cerchi di caricare le batterie, installate un diodo pesante (su un dissipatore di calore appropriato) che consenta il flusso di energia. da dalla batteria (o dalle batterie) al gruppo di continuità, ma non a dall'UPS. Pertanto, solo il caricabatterie del fuoribordo può caricare la batteria.

Si può anche installare un relè di bypass alimentato dalla linea, in modo che durante un'interruzione di corrente i contatti NC bypassino il diodo e consentano la piena alimentazione dell'UPS. I contatti devono essere dimensionati per la corrente massima che si prevede di assorbire, forse 30 ampere o più. La bobina del relè deve essere dimensionata per il "servizio continuo". Senza il relè di bypass, il diodo al silicio e il dissipatore di calore si riscaldano a causa della caduta di 0,6 V che lo attraversa e degli ampere che lo attraversano. V x I = watt (cioè: 0,6 V x 30 A = 18 watt). Senza il relè, è necessaria una ventola di raffreddamento sul dissipatore di calore, che può diventare piuttosto caldo nel tempo. Si noti che alcuni UPS intelligenti potrebbero lamentarsi del fatto che la batteria è debole a causa della caduta di 0,6 V quando controllano periodicamente la batteria, quindi testate il vostro progetto su un banco di laboratorio per vedere se funziona per voi.

Progettate e testate con cura perché il vostro UPS funzionerà anche quando non siete presenti.

Gli UPS di buona qualità (APC) possono essere utilizzati in questo modo. Al momento ho due unità in funzione. Li uso per scopi diversi, caricano la batteria della mia moto e la batteria che mi è rimasta dall'auto precedente. Gli UPS APC sono ottimi caricatori per le batterie al piombo (dopo tutto, questo è uno dei loro scopi principali) e un negozio nelle vicinanze li distribuisce gratuitamente.

L'unità funziona ininterrottamente con qualsiasi batteria e si può persino scambiare la batteria durante il funzionamento. La batteria dell'auto potrebbe non essere molto soddisfatta, perché non apprezza le scariche profonde, ma se si prevede di scaricarla a terra solo una volta all'anno non farà molta differenza.

La ricarica sarà piuttosto lenta poiché l'unità è impostata sulla batteria in dotazione. La batteria del Back UPS APC da 600 VA è di 7 Ah, quindi la batteria dell'auto verrà caricata con una corrente di 700 mA.

Supponendo che l'UPS utilizzi una comune batteria SLA da 12 V, è possibile sostituirla con una batteria al piombo da 12 V per auto o a scarica profonda. Sono tutte comuni batterie al piombo e dovrebbero funzionare in modo identico.

Detto questo, è una cattiva idea per diversi motivi:

  • L'elettronica dell'UPS, come indicato nel link fornito, non è progettata per funzionare per lunghi periodi di tempo. I tipici UPS per la casa e l'ufficio sono raffreddati passivamente e sono alloggiati in contenitori poco ventilati. Il surriscaldamento è un grosso problema e si rischia facilmente un incendio. Si potrebbero apportare molte modifiche per aggiungere ventole di raffreddamento, dissipatori di calore e così via, ma a quel punto tanto vale acquistare un UPS più grande.

  • Le batterie per auto sono ottimizzate per ottenere elevati picchi di corrente senza essere scaricate molto, ma possono essere danneggiate se scaricate regolarmente troppo a fondo. Le batterie a scarica profonda sono una scelta migliore, se è possibile averle.

  • Il circuito di carica è progettato per caricare una batteria più piccola. La carica di una batteria più grande potrebbe richiedere molto tempo. Oltre a impiegare molto più tempo per la carica, il caricabatterie potrebbe surriscaldarsi. È possibile integrare il circuito di carica incorporato con un caricabatterie "Battery Tender", ma la presenza di due caricabatterie che tentano di caricare contemporaneamente la stessa batteria potrebbe causare problemi, in quanto nessuno dei due sarebbe in grado di misurare correttamente la tensione della batteria.

  • Anche in questo caso, i gruppi di continuità sono progettati per funzionare per un breve periodo di tempo. In genere hanno una potenza sufficiente per dare a un computer il tempo di spegnersi in modo corretto o per colmare il tempo necessario a un generatore per entrare in funzione e l'elettronica è dimensionata e progettata per funzionare per un periodo di tempo relativamente breve. Un funzionamento più prolungato può causare danni.

Avete considerato la possibilità di acquistare un piccolo generatore, come la serie Honda EU, e di collegarlo al vostro UPS in caso di interruzione prolungata dell'alimentazione?

Ho un EU1000i che produce 1000W (picco, 900W continui) di corrente alternata. A differenza della maggior parte degli altri generatori, in cui il motore aziona direttamente il generatore (che tende a produrre energia "sporca" e molti UPS non la accettano), la serie EU fa sì che il motore aziona un inverter a onda sinusoidale pura che produce un'alimentazione regolata di tipo utility che funziona perfettamente con UPS e computer. Sono silenziosi, efficienti nei consumi e funzionano bene.

(Non ho alcun legame con Honda, a parte il fatto che nel 2003 possedevo una delle sue auto e attualmente ho un generatore EU1000i).

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