Fragen zur USV-Lithiumbatterie von Reddit
Auf Reddit gab es viele ähnliche Fragen zur Verwendung Lithium-Ionen-Batterien für UPS, wie zum Beispiel "USV-Lithiumbatterie Vorschlag“, „So ersetzen Sie eine USV-Blei-Säure-Batterie durch eine USV-Lithiumbatterie“, „Lithiumbatterie für USV Empfehlung“ usw. Hier sind wir also: die R&D Team von BAK-Technologien Zu Hilfe!
Was ist eine USV-Lithiumbatterie und was ist eine Lithiumbatterie-USV?
Lassen Sie uns die folgenden Bedingungen vereinbaren: A USV – ist ein Gerät. Es liefert Energie, wenn die Hauptstromversorgung ausfällt. Normalerweise ist die Zeitspanne, in der eine USV Ihre Geräte mit Strom versorgen kann, recht begrenzt. Nur für den Fall: UPS steht für Uninterruptible Power Supply.
- Eine USV-Batterie – ist Teil einer USV. Es ist im Grunde die Hauptkomponente neben dem IC.
- Eine Lithiumbatterie-USV – ist eine USV, die Lithiumbatterien verwendet.
- Eine USV-Lithiumbatterie – ist eine Batterie, die in einer Lithiumbatterie-USV verwendet wird.
Was ist eine Lithiumbatterie-USV?
Es ist schon lange her, dass USV-Systeme Blei-Säure-Batterien verwenden. Heutzutage kann man sie immer noch überall sehen, weil sie sehr günstig sind (es gibt Ausnahmen, wir werden später darüber sprechen). In "Top 10 der Lithium-Ionen-Batterielieferanten im Jahr 2024„Wir haben Ihnen gezeigt, wie schnell der Markt für Lithium-Ionen-Batterien wächst. Und wo es Blei-Säure-Batterie-USV-Systeme gab, beobachten wir immer häufiger deren Implementierung UPS-Lithiumbatterien.
Heutzutage werden Lithium-Batterie-USVs in Rechenzentren eingesetzt; zur Unterstützung medizinischer Geräte: für die Telekommunikation; Backup zu Hause oder im Büro.
Im Allgemeinen besteht der Unterschied nur in der USV-Batterie. Anstelle von Blei-Säure-Batterien gibt es Lithium-Ionen-Batterien. Sehr oft a USV-Batterie besteht aus LiFePO4 aufgrund seiner sicheren Natur. Wir werden später darüber sprechen.
Spezifikationen der USV-Lithiumbatterie
Lange Zeit waren die Hauptnachteile der Verwendung von Lithium für USV-Batterien waren die Kosten- und Sicherheitsprobleme. Aber hauptsächlich die Kosten für die USV-Batterie. Das Problem mit Sicherheitsproblemen wurde bei der Produktion von gemildert LiFePO4-Batterien industrielles Niveau erreicht. Und gleichzeitig USV-Lithiumbatterien wurde für Unternehmen viel erschwinglicher.
Werfen wir einen Blick auf Tabelle 1, sie wird uns beim Vergleich helfen USV-Lithiumbatterie mit einer Blei-Säure-Alternative.
| Besonderheit | Lithium-Ionen-USV-Batterie | Blei-Säure-USV-Batterie |
| Lebensdauer | 8–15 Jahre oder ~2.000–5.000 Ladezyklen | 3–5 Jahre oder ~200–500 Ladezyklen |
| Ladezeit | 1-2 Stunden für 100 % Aufladung | 8–16 Stunden für 100 % Ladung |
| Energiedichte | ~150-250 Wh/kg | ~30-50 Wh/kg |
| Gewicht | 30-50 % leichter (z. B. 1-kWh-Batterie ~10-15 kg) | Schwerer (z. B. 1-kWh-Batterie ~20–30 kg) |
| Wartung | Geringer Wartungsaufwand (normalerweise keine Wartung erforderlich) | Erfordert regelmäßige Wartung, z. B. das Auffüllen des Elektrolytstands |
| Temperaturtoleranz | Funktioniert gut zwischen -20 °C und 60 °C (-4 °F bis 140 °F). | Funktioniert am besten zwischen 0 °C und 25 °C (32 °F bis 77 °F) |
| Kosten (im Voraus) | 400–600 $ pro kWh | 150–200 US-Dollar pro kWh |
| Preisspanne pro Jahr | 26,67 bis 75 US-Dollar (basierend auf einer Lebensdauer von 8 bis 15 Jahren und Vorabkosten von 400 bis 600 US-Dollar pro kWh) | 30 bis 66,67 $ (basierend auf einer Lebensdauer von 3–5 Jahren und Vorabkosten von 150–200 $ pro kWh) |
| Effizienz | 95–98 % (weniger Energieverlust beim Laden/Entladen) | 80-85 % (höherer Energieverlust) |
| Selbstentladungsrate | ~2-3 % pro Monat | ~5-10 % pro Monat |
| Entladungstiefe (DoD) | Bis zu 80-90 % (kann mehr Batteriekapazität nutzen) | Typischerweise 50–60 % (kann nicht oft tief entladen werden) |
| Sicherheit | Sicherer mit richtig Batteriemanagementsystem (BMS) kann aber bei Beschädigung flüchtig sein | Im Allgemeinen stabil, es besteht jedoch die Gefahr einer Überhitzung oder eines Elektrolytaustritts |
| Umweltauswirkungen | Geringere Auswirkungen (längere Lebensdauer, weniger Entsorgung, recycelbar) | Höhere Auswirkungen (giftige Materialien wie Blei, häufigere Entsorgung) |
| Anwendungen | Hochleistung (Rechenzentren, Krankenhäuser, Telekommunikation) | Universelle, kostensensible Anwendungen (Heim, kleine Büros) |
Tabelle 1. USV-Lithiumbatterie vs. Blei-Säure-Batterie für USV
Schauen wir uns die Fragen zu USV-Batterien von Reddit an
Zwei davon sind ihrem Wesen nach ganz gleich: „USV-Lithiumbatterie Vorschlag“ und „Lithiumbatterie für USV Empfehlung".
An dieser Stelle möchten wir vor allem den Typ der USV-Batterie erwähnen, den Sie in Betracht ziehen sollten. Wir empfehlen LiFePO4-USV-Batterien (Lithium-Eisenphosphat oder LFP). Wenn Sie tiefer in dieses Thema eintauchen möchten, wir bereits viel geredet darüber.
Weitere mögliche Optionen sind: Lithium-Nickel-Mangan-Kobaltoxid-Batterien (NMC) und Lithiumtitanat-Batterien (LTO). Offensichtlich hat jeder USV-Batterietyp seine Stärken und Schwächen. Vergleichen wir sie, hier ist Tabelle 2.
| Besonderheit | Lithiumeisenphosphat (LiFePO4 oder LFP) | Nickel-Mangan-Kobalt (NMC) | Lithiumtitanat (LTO) |
| Durchschnittliches Gewicht der Batterien pro kWh | ~8 kg | ~6 kg | ~11 kg |
| Lebensdauer (Zyklen) | 2.000 bis 5.000+ Zyklen | 1.000 bis 2.000 Zyklen | 10.000 bis 20.000+ Zyklen |
| Langlebigkeit unter perfekten Bedingungen (Jahre) | 8-15 | 5-10 | 10-20 |
| Geschätzte durchschnittliche Lebensdauer unter suboptimalen Bedingungen (Jahre) | 6-8 Jahre | 4-6 Jahre | 8-12 Jahre |
| Energiedichte | ~90-120 Wh/kg | ~150-200 Wh/kg | ~50-80 Wh/kg |
| Entsorgungskosten pro kWh | 16 – 32 $ | 30 – 42 $ | 33 – 55 $ |
| Entsorgungskosten pro kg | 2 – 4 $ | 5 – 7 $ | 3 – 5 $ |
| Kosten pro kWh (inkl. Entsorgung) | 416 – 632 $ | 530 – 842 $ | 1.033 bis 1.555 US-Dollar |
| Kosten pro Jahr(basierend auf der realistische durchschnittliche Lebensdauer für jeden Batterietyp) | 52 $ – 105,33 $ | 88,33 $ – 210,50 $ (höher aufgrund besserer Energiedichte) | 86,08 $ – 194,38 $ (Hoher Wert aufgrund fortschrittlicher Technologie und Langlebigkeit) |
| Temperaturtoleranz | Hervorragend (-20°C bis 60°C) | Gut (0°C bis 45°C) | Hervorragend (-30°C bis 55°C) |
| Sicherheit | Sehr sicher, thermisch stabil, weniger feueranfällig | Gute Sicherheit, aber empfindlicher gegenüber hohen Temperaturen | Extrem sicher, sehr thermisch stabil |
| Ladezeit | 1-2 Stunden (mäßig) | 1–3 Stunden (schneller als LFP, aber nicht so schnell wie LTO) | 30 Minuten bis 1 Stunde (schnellste Aufladung) |
| Entladungstiefe (DoD) | 80-90 % | 80-90 % | 90-100 % |
| Selbstentladungsrate | Niedrig (~2-3 % pro Monat) | Mäßig (~3-5 % pro Monat) | Sehr niedrig (~1-2 % pro Monat) |
| Gewicht | Mäßig | Leichter (höhere Energiedichte) | Am schwersten |
| Umweltauswirkungen | Niedriger (sicherere Chemie, weniger giftige Materialien) | Höher aufgrund des Kobaltgehalts | Eine mäßige, aber sehr lange Lebensdauer reduziert die Auswirkungen |
| Anwendungen | Ideal für USV-Systeme, die eine lange Lebensdauer und Sicherheit benötigen (Rechenzentren, Krankenhäuser) | Häufig bei Hochleistungsanwendungen, die eine kompakte Größe erfordern | Wird in besonderen Fällen verwendet, die extreme Haltbarkeit und schnelles Laden/Entladen erfordern (Militär, fortgeschrittene Industrie) |
| Gesamt | Das günstigste | Der Kleinste und Kompakteste | Am sichersten und weniger anspruchsvoll |
Tabelle 2. Zusammenfassung der Eigenschaften der LifePO4-USV-Batterie im Vergleich zu anderen Arten von USV-Lithiumbatterien.
Für jeden lässt sich das Ausgabenwachstum über einen Zeitraum von 24 Jahren grob abschätzen USV-Batterie Typ pro kWh. Für dieses Modell haben wir die Lebensdauer der Batterien auf 8, 6 bzw. 12 Jahre festgelegt. Die anfänglichen Kosten werden anhand der oben angegebenen Tabelle 2 geschätzt. Wir gehen außerdem davon aus, dass die Kosten für Lithiumbatterien aufgrund moderner Trends aufgrund verbesserter Produktionstechnologien sinken werden (Diagramm 1).
Es ist offensichtlich, dass a LiFePO4-USV-Batterie ist die kostengünstigste Wahl. Gehen wir noch einen Schritt weiter und schätzen auf der Grundlage offener Daten den durchschnittlichen Energieverbrauch einer Intensivstation:
- Medizinische Geräte (2-4 kWh pro Bett und Stunde),
- Beleuchtung (0,5-1 kWh pro Bett und Stunde),
- HLK (1–2 kWh pro Bett und Stunde)
Bei 300 Personen pro Stunde beträgt die Summe: 1.200 bis 2.100 kWh pro Stunde.
Werfen wir nun einen Blick auf die Kosten einer solchen Energieunterstützung, damit eine Gesundheitseinrichtung einen dreistündigen Stromausfall dieser Größenordnung überstehen kann. Wir müssen die DoD (Entladungstiefe) von USV-Batterien berücksichtigen. Für die LiFePO4-USV und ein NMC USV-Lithiumbatterie es sind etwa 90 %. Lithiumtitanat USV-Batterien kann bis zu 100 % entladen werden.
Vergleichen wir es auch mit Blei-Säure-Batterien (DoD beträgt 50 %). Die Referenzbatteriekosten pro kWh entnehmen wir Tabelle 2. Hier sind unsere endgültigen Berechnungen (Tabelle 3):
| Akku-Typ | Energiebedarf pro Stunde | Gesamtenergie für 3 Stunden (kWh) | Kosten pro kWh (USD) | DoD (Entladungstiefe) | Endgültige Kostenspanne (USD) |
| LiFePO4 (LFP) | 1.200 bis 2.100 kWh | 3.600 bis 6.300 kWh | 416 bis 632 US-Dollar | 90 % | 1.664.000 bis 4.424.000 US-Dollar |
| Nickel-Mangan-Kobalt (NMC) | 530 bis 842 US-Dollar | 90 % | 2.120.000 bis 5.894.000 US-Dollar | ||
| Lithiumtitanat (LTO) | 1.033 bis 1.555 US-Dollar | 100 % | 3.718.800 bis 9.796.500 US-Dollar | ||
| Bleisäure | 150 bis 200 $ | 50 % | 1.080.000 bis 2.520.000 US-Dollar |
Tabelle 3. UPS-Kosten einer Intensivstation werden geschätzt, um einen 3-stündigen Stromausfall zu überstehen.
Diese Schätzung zeigt deutlich, dass im industriellen Maßstab keine davon vorhanden ist USV-Lithiumbatterien Optionen können aufgrund der hohen Kosteneffizienz neuerer Modelle mit Blei-Säure-USV-Batterien konkurrieren. Dennoch gibt es Szenarien, in denen Lifepo4-USVs auch im industriellen Maßstab noch relevant sind.
Lithium-USV im industriellen Maßstab
Teure und begrenzte Fläche
Lithium-Ionen-Batterien sind um 50–70 % kleiner und leichter. Dies macht sich dann bemerkbar, wenn sie in teuren Premiumbereichen moderner Geschäftsgebäude untergebracht werden müssen, wo die Stellfläche und die Gewichtskapazität begrenzt sind. Beispielsweise haben Rechenzentren (im Besitz von Equinix und anderen Giganten) speziell aufgrund dieser Einschränkungen damit begonnen, LiFePO4-USV-Lösungen einzuführen.
Häufiges Radfahren
Ein weiteres Beispiel sind Energiespeicher für Mikronetze. In Mikronetzen für erneuerbare Energien (Solarenergie, Windenergie) muss das System täglich, manchmal mehrmals täglich, geladen und entladen werden. Wenn wir uns Tabelle 1 noch einmal ansehen, können wir sehen, dass die Zyklenlebensdauer einer Blei-Säure-Batterie nur 200–500 Zyklen beträgt, wobei a USV-Lithiumbatterie kann 2000 – 5000 Zyklen anbieten (LiFePO4-USV) oder sogar bis zu 20000 Zyklen (LTO-USV-Batterie). Wo LTO einen um 100 % längeren Lebenszyklus bei nur drei- bis vierfacher Preiserhöhung bieten kann. Und wir kennen solche Beispiele: Tesla Powerwall-Systeme werden in kleinen Mikronetzen und privaten Mikronetzen eingesetzt.
Dieses Beispiel beschreibt nicht das „USV-Anwendungsszenario“, sondern zeigt, wie auf industrieller Ebene andere Qualitäten einer Stromquelle für die Wirtschaftlichkeit des Projekts von Bedeutung werden.
USV-Ersatzbatterie
Ersetzen Sie eine Blei-Säure-Batterie durch eine USV-Lithium-Batterie
Festhalten! Nicht alle USV-Systeme sind für die Unterstützung von Lithium-Ionen-Batterien ausgelegt USV-Ersatzbatterie. Blei-Säure- und LiFePO4-Batterien haben unterschiedliche Spannungseigenschaften, Ladeanforderungen und unterschiedliche Entladeprofile. Der einfache Austausch einer Batterie durch eine andere funktioniert möglicherweise nicht und ist im schlimmsten Fall gefährlich.
Was soll ich tun? Prüfen Sie zunächst, ob Ihre USV vom Hybridtyp ist und Lithiumbatterien unterstützt.
Meine USV unterstützt Lithium-Ersatzbatterien
Einige moderne USVs können beides verarbeiten: Blei-Säure- und LiFePO4-USV-Batterien. In diesem Fall kann ein Lithium-Akku ein guter Neuling sein USV-Ersatzbatterie.
Wenn Sie Glück haben und Ihr System Lithium-USV-Batterien unterstützt, besteht der nächste Schritt darin, den Anbieter zu kontaktieren und die genauen Spezifikationen für den Batterietyp zu prüfen, den Sie verwenden möchten USV-Ersatzbatterie.
Meine USV unterstützt keine Lithium-Ersatzbatterie
Wenn Ihre USV dies nicht unterstützt, Sie aber Folgendes verstehen: LiFePO4-USV ist, was Sie brauchen, wir können Ihnen unser Angebot machen BAKTH-UPS Energiespeichersystem, 48 V, 100 Ah, 4800 Wh.Wir glauben, dass es sich um eine leistungsstarke und vielseitige Lösung handelt, insbesondere wenn Sie ein zuverlässiges Backup benötigen.
Anwendungsfall
Dies eignet sich für die Energiespeicherung zu Hause, für kleine Büros oder sogar für kleine Industrieanwendungen, bei denen bei Stromausfällen ein moderater Energiebedarf erforderlich ist. Und die Kapazität von 4,8 kWh bei 48 V ist ideal für viele Backups, da sie Stromausfälle über mehrere Stunden hinweg problemlos übersteht (natürlich abhängig von der Last).
Aufladen:
Der Strom (0,2C Standard und 1,0C Maximum) kann beides: Standard- und Schnellladung.
Entladen:
Standard-DR (0,5 °C) und maximale DR (1,0 °C) unterstützen Ihre Hochleistungslasten kontinuierlich.
Bedingungen:
Ja, eine Lithium-USV-Ersatzbatterie kann rauen Bedingungen standhalten (Laden bei 0 °C bis 55 °C, Entladen bei -20 °C bis 60 °C), allerdings ist die Lebensdauer kürzer, je länger die Batterie halten kann passieren, wenn Sie gut aufpassen und die Temperatur nicht unter 20 °C bis 30 °C liegen. Nicht zu heiß und nicht zu kalt. Und Ihr kleiner Akku wird lange Freude daran haben.
Meine USV unterstützt keine Lithium-Ersatzbatterie, aber ich fühle mich schlau
Wenn Sie hingegen über eine altmodische USV verfügen, die keine Lithium-Ersatzbatterie unterstützt, Sie aber Ingenieur sind, sind Sie sich zu 100 % über jedes noch so kleine Detail Ihrer Arbeit im Klaren, insbesondere über die Sicherheit (Ihre Sicherheit liegt uns am meisten) Denken Sie daran:
Unterschiede im Ladeprofil.
Tauschen Sie das Ladegerät aus oder passen Sie die Ladegeräteinstellungen an (falls möglich)? Weil Blei-Säure-Batterien ein CC/CV-Profil erfordern, und LiFePO4-USV-Ersatzbatterie (wir gehen davon aus, dass Sie diesen Typ verwenden werden) bevorzugt eine andere Spannungsabschaltung (ca. 14,6 V für eine 12-V-Batterie).
Batteriemanagementsystem (BMS)
Stellen Sie einfach sicher, dass Ihr Lithium vorhanden ist USV-Ersatzbatterie verfügt über ein integriertes BMS, falls nicht – Holen Sie sich eins (sogar von uns – BAK Technologies). Und es ist sehr wichtig, im Voraus sicherzustellen, dass Ihre USV und das BMS Ihrer Batterie kompatibel sind (richtig kommunizieren können).
Spannungsunterschiede
Du bist brandneu LiFePO4-USV-Ersatzbatterie wird normalerweise mit einer höheren Nennspannung betrieben als Ihre alte Blei-Säure-Batterie. Pro Zelle arbeitet LiFePO4 mit 3,2 V und Bleisäure liegt bei etwa 2 V. Das bedeutet, dass Ihre Lithiumbatterie bei einem typischen 12-V-System mit etwa 12,8 V betrieben wird.
Kapazitätsanpassung und Laufzeit
Für Lithium-USV-Ersatzbatterie Der DoD ist fast doppelt so groß wie bei einem Blei-Säure-Akku. Grob gesagt sind es 90 % vs. 50 %, und das ist gut, denn man benötigt weniger Ah, um die gleiche Laufzeit zu erreichen. Denken Sie daran, Ihr Geld zu sparen und die Kapazität neu zu berechnen. Wenn Ihre alte Blei-Säure-Batterie 150-200 Ah hatte, dann Ihre neue LiFePO4-USV-Ersatzbatterie bietet die gleiche Laufzeit mit nur 100 Ah.
Unsere USV-Lithiumbatterien
Und wenn Sie LiFePO4-Batterien benötigen, finden Sie hier das, was BAK TECHNOLOGIES (in Großbuchstaben, weil wir schreien) für Sie hat!
BAKTH-LiFePO4 12,8 V 24 Ah, 307,2 Wh
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Maßgeschneidert für kompakte Anwendungen wie die Sicherung von Heimelektronik – WLAN-Router, kleine LED-Beleuchtung und Geräte mit geringem Verbrauch. 🏠 Die Laufzeit dieses Akkus übertrifft leichte Anforderungen und versorgt ein 100-W-Gerät mühelos etwa 3 Stunden lang mit Strom. 🌟 Empfohlen für Geräte mit geringem Stromverbrauch, die bei kurzen Stromausfällen einen unterbrechungsfreien Betrieb erfordern. ⚡
BAKTH-LiFePO4 12,8 V 54 Ah, 691,2 Wh
Optimal für 🔋
Ideal für USV-Anwendungen mittlerer Ebene, einschließlich Heimbüroumgebungen mit Laptops, Routern und kleinen Monitoren. 💼 Laufzeit: Unterstützt effizient ein 200-W-Gerät für etwa 3 bis 3,5 Stunden und bietet robustes Backup für moderaten Strombedarf. ⚙️ Empfohlen für Heimbüros oder kritische kleine Systeme, die bei Stromausfällen zuverlässige Leistung benötigen. ⚡
BAKTH-LiFePO4 12,8 V 100 Ah, 1280 Wh
Ideal für 💼
Entwickelt für umfangreiche USV-Anwendungen – Computer, Sicherheitssysteme und medizinische Geräte. 🔋 Kann einer Last von 300 W etwa 4 Stunden lang standhalten oder einer geringeren Last über einen längeren Zeitraum. 🚀 Wir empfehlen dies für Home-Entertainment-Setups, kleine Serverräume oder Büroräume, die eine zuverlässige Notstromversorgung benötigen. ⚙️
BAKTH-LiFePO4 48V 30Ah, 1440 Wh
Optimal für 🏭
Konzipiert für industrielle oder Hochleistungs-USV-Systeme, die eine hohe Spannung und Leistungskapazität erfordern. ⚡ Perfekt für die Unterstützung von Geräten mit hoher Wattzahl, um eine 400-W-Last etwa 3 bis 3,5 Stunden lang effizient zu betreiben. 🔧 Wir empfehlen es für kleine Rechenzentren, Telekommunikationsinfrastrukturen oder industrielle Steuerungssysteme, bei denen eine robuste Stromversorgung von entscheidender Bedeutung ist. 🔌