Preguntas sobre la batería de litio de UPS de Reddit
Hubo muchas preguntas similares en Reddit sobre el uso Lithium ion batteries for UPS, como "Batería de litio del SAI sugerencia”, “Cómo reemplazar una batería de plomo-ácido de UPS con una Batería de litio del SAI”, “Batería de litio para UPS recommendation” etc. So here we are: the R&D Team of Tecnologías BAK to the rescue!
¿Qué es una batería de litio UPS y qué es una batería de litio UPS?
Acordemos los siguientes términos: a UPS – es un dispositivo. Proporciona energía cuando falla la fuente de alimentación principal. Normalmente la cantidad de tiempo que un UPS puede alimentar su equipo es bastante limitada. Por si acaso: UPS significa Fuente de alimentación ininterrumpida.
- Una batería UPS – es parte de un UPS. Es básicamente el componente principal además del IC.
- Un UPS con batería de litio – es un UPS que utiliza Baterías de Litio.
- Una batería de litio UPS – es una batería que se utiliza en un UPS con batería de litio.
¿Qué es un UPS con batería de litio?
Hace mucho tiempo que los sistemas UPS utilizan baterías de plomo-ácido. Hoy en día todavía se pueden ver en todas partes porque son muy baratos (hay excepciones, hablaremos de ellas más adelante). En "Los 10 principales proveedores de baterías de iones de litio en 2024“Le mostramos lo rápido que crece el mercado de baterías de iones de litio. Y donde había sistemas UPS con baterías de plomo-ácido, observamos cada vez más a menudo la implementación de Baterías de Litio UPS.
Hoy en día, los UPS con batería de litio se utilizan en centros de datos; para soporte de equipos médicos: para telecomunicaciones; respaldo en casa u oficina.
En términos generales, la diferencia está sólo en el Batería del SAI. En lugar de las de plomo-ácido, existen baterías de iones de litio. Muy a menudo un batería del SAI is made of LiFePO4 due to its safe nature. We will talk about it later.
Especificaciones de la batería de litio del UPS
Durante bastante tiempo, las principales desventajas del uso de litio para baterías del SAI fueron los problemas de costo y seguridad. Pero principalmente el costo de la batería del SAI. El problema de seguridad se mitigó cuando la producción de Baterías LiFePO4 alcanzó el nivel industrial. Y al mismo tiempo baterías de litio para UPS se volvió mucho más asequible para las empresas.
Echemos un vistazo a la Tabla 1, nos ayudará a comparar una batería de litio del SAI con una alternativa de plomo-ácido.
| Característica | Batería UPS de iones de litio | Batería UPS de plomo-ácido |
| Esperanza de vida | 8-15 años o ~2000-5000 ciclos de carga | 3-5 años o ~200-500 ciclos de carga |
| Tiempo de carga | 1-2 horas para carga del 100% | 8-16 horas para una carga del 100% |
| Densidad de energía | ~150-250 Wh/kg | ~30-50 Wh/kg |
| Peso | 30-50 % más ligero (p. ej., batería de 1 kWh ~10-15 kg) | Más pesado (p. ej., batería de 1 kWh ~20-30 kg) |
| Mantenimiento | Bajo mantenimiento (normalmente no se requiere mantenimiento) | Requiere mantenimiento periódico, como completar los niveles de electrolitos. |
| Tolerancia de temperatura | Funciona bien entre -20 °C y 60 °C (-4 °F a 140 °F) | Funciona mejor entre 0 °C y 25 °C (32 °F a 77 °F) |
| Costo (por adelantado) | $400-$600 por kWh | $150-$200 por kWh |
| Rango de costo por año | $26,67 a $75 (basado en una vida útil de 8 a 15 años y un costo inicial de $400 a $600 por kWh) | De $30 a $66,67 (basado en una vida útil de 3 a 5 años y un costo inicial de $150 a $200 por kWh) |
| Eficiencia | 95-98% (menos pérdida de energía durante la carga/descarga) | 80-85% (mayor pérdida de energía) |
| Tasa de autodescarga | ~2-3% por mes | ~5-10% por mes |
| Profundidad de descarga (DoD) | Hasta 80-90% (puede usar más capacidad de la batería) | Normalmente entre el 50 y el 60 % (no se puede descargar profundamente con frecuencia) |
| Seguridad | Más seguro con la adecuada Sistema de gestión de batería (BMS) pero puede ser volátil si se daña | Generalmente estable, pero existe riesgo de sobrecalentamiento o fuga de electrolito |
| Impacto ambiental | Menor impacto (vida más larga, menos desechos, reciclable) | Mayor impacto (materiales tóxicos como el plomo, eliminaciones más frecuentes) |
| Aplicaciones | Alto rendimiento (centros de datos, hospitales, telecomunicaciones) | Aplicaciones de uso general y sensibles a los costos (hogar, oficinas pequeñas) |
Tabla 1. Batería de litio de UPS versus batería de plomo-ácido para UPS
Veamos esas preguntas sobre las baterías UPS de Reddit
Dos de ellos son bastante similares en su naturaleza: “Batería de litio del SAI sugerencia” y “Batería de litio para UPS recomendación".
En este punto la principal cualidad que nos gustaría mencionar es el tipo de batería del UPS que debes considerar. Recomendamos baterías UPS LiFePO4 (fosfato de hierro y litio o LFP). Si quieres profundizar en este tema, ya habló mucho al respecto.
Otras opciones potenciales son: baterías de óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto (NMC) y titanato de litio (LTO). Obviamente, cada tipo de batería de UPS tiene sus puntos fuertes y sus defectos. Comparémoslos, aquí está la Tabla 2.
| Característica | Fosfato de hierro y litio (LiFePO4 o LFP) | Níquel Manganeso Cobalto (NMC) | Titanato de litio (LTO) |
| Peso medio de las baterías por kWh | ~8 kilogramos | ~6 kilos | ~11 kilogramos |
| Vida útil (ciclos) | 2000 a 5000+ ciclos | 1.000 a 2.000 ciclos | 10.000 a 20.000+ ciclos |
| Longevidad en perfectas condiciones (Años) | 8-15 | 5-10 | 10-20 |
| Vida útil promedio estimada en condiciones subóptimas (años) | 6-8 años | 4-6 años | 8-12 años |
| Densidad de energía | ~90-120 Wh/kg | ~150-200 Wh/kg | ~50-80 Wh/kg |
| Costos de eliminación por kWh | $16 – $32 | $30 – $42 | $33 – $55 |
| Costo de eliminación por kg | $2 – $4 | $5 – $7 | $3 – $5 |
| Costo por kWh (incluida la eliminación) | $416 – $632 | $530 – $842 | $1,033 – $1,555 |
| Costo por año(basado en el esperanza de vida promedio realista para cada tipo de batería) | $52 – $105,33 | $88,33 – $210,50 (Más alto debido a una mejor densidad de energía) | $86,08 – $194,38 (alto debido a la tecnología avanzada y la longevidad) |
| Tolerancia de temperatura | Excelente (-20°C a 60°C) | Bueno (0°C a 45°C) | Excelente (-30°C a 55°C) |
| Seguridad | Muy seguro, térmicamente estable, menos propenso a incendios. | Buena seguridad, pero más sensible a las altas temperaturas. | Extremadamente seguro, muy térmicamente estable |
| Tiempo de carga | 1-2 horas (moderado) | 1-3 horas (más rápido que LFP pero no tan rápido como LTO) | 30 minutos a 1 hora (carga más rápida) |
| Profundidad de descarga (DoD) | 80-90% | 80-90% | 90-100% |
| Tasa de autodescarga | Bajo (~2-3% por mes) | Moderado (~3-5% por mes) | Muy bajo (~1-2% por mes) |
| Peso | Moderado | Más ligero (mayor densidad de energía) | mas pesado |
| Impacto ambiental | Menor (química más segura, menos materiales tóxicos) | Mayor debido al contenido de cobalto | La vida útil moderada, aunque muy larga, reduce el impacto. |
| Aplicaciones | Ideal para sistemas UPS que necesitan larga vida útil y seguridad (Centros de datos, hospitales) | Común en aplicaciones de alto rendimiento que requieren un tamaño compacto | Se utiliza en casos especiales que requieren durabilidad extrema y carga/descarga rápida (militar, industrial avanzada) |
| Total | el mas barato | El más pequeño y compacto | El más seguro y menos exigente |
Tabla 2. Resumen de las cualidades de la batería UPS LifePO4 frente a otros tipos de baterías de litio UPS.
Podemos estimar aproximadamente el crecimiento de los gastos durante el período de 24 años para cada batería del SAI tipo por kWh. Para este modelo fijamos la vida útil de las baterías en 8, 6 y 12 años respectivamente. El costo inicial se estima con base en la Tabla 2, proporcionada anteriormente; también asumimos que, de acuerdo con las tendencias modernas, el costo de las baterías de litio disminuirá debido a las tecnologías mejoradas de producción (Gráfico 1).
Es obvio que un Batería LiFePO4 UPS es la opción más rentable. Si damos un pasito más allá, y basándonos en datos abiertos estimamos el consumo energético medio de una UCI:
- Equipo médico (2-4 kWh por cama por hora),
- Iluminación (0,5-1 kWh por cama por hora),
- HVAC (1-2 kWh por cama por hora)
para 300 personas por hora, sumará: 1.200 kWh a 2.100 kWh por hora.
Ahora echemos un vistazo al coste de dicho apoyo energético para permitir que una institución sanitaria sobreviva a un apagón de tres horas a esta escala. Necesitamos considerar el DoD (profundidad de descarga) de las baterías UPS. Para el SAI LiFePO4 y un NMC batería de litio del SAI es alrededor del 90%. Titanato de litio baterías del SAI Se puede descargar hasta el 100%.
Comparémoslo también con las baterías de plomo-ácido (el DoD es del 50%). El coste de referencia de la batería por kWh lo tomaremos de la Tabla 2. Aquí están nuestros cálculos finales (Tabla 3):
| Tipo de batería | Energía necesaria por hora | Energía Total durante 3 Horas (kWh) | Costo por kWh (USD) | DoD (profundidad de descarga) | Rango de Costo Final (USD) |
| LiFePO4 (LFP) | 1.200 a 2.100 kWh | 3.600 a 6.300 kWh | $416 a $632 | 90% | $1,664,000 a $4,424,000 |
| Níquel Manganeso Cobalto (NMC) | $530 a $842 | 90% | $2,120,000 a $5,894,000 | ||
| Titanato de litio (LTO) | $1,033 a $1,555 | 100% | $3,718,800 a $9,796,500 | ||
| Plomo-ácido | $150 a $200 | 50% | $1,080,000 a $2,520,000 |
Tabla 3. Se estima que los gastos de UPS de una UCI sobrevivirán a un apagón de 3 horas.
Esta estimación muestra claramente que a escala industrial ninguno de los baterías de litio para UPS Las opciones pueden competir con las baterías UPS de plomo-ácido debido a la alta rentabilidad de las posteriores. Sin embargo, hay escenarios en los que los UPS lifepo4 siguen siendo relevantes incluso a escala industrial.
UPS de litio en escenarios de escala industrial
Área cara y limitada.
Las baterías de iones de litio son entre un 50 y un 70% más pequeñas y livianas, lo que resulta evidente cuando deben ubicarse en costosas áreas premium de edificios comerciales modernos, donde el espacio y la capacidad de peso son limitados. Por ejemplo, los centros de datos (propiedad de Equinix y otros gigantes) han comenzado a adoptar soluciones UPS LiFePO4 específicamente debido a estas limitaciones.
Ciclismo frecuente
Otro ejemplo son los almacenamientos de energía para microrredes. En las microrredes de energía renovable (energía solar, energía eólica), el sistema debe cargarse y descargarse diariamente, a veces varias veces al día. Si volvemos a mirar la Tabla 1, podemos ver que el ciclo de vida de una batería de plomo-ácido es de solo 200 a 500 ciclos, donde un Batería de litio del SAI puede ofrecer 2000 – 5000 ciclos (SAI LiFePO4) o incluso hasta 20000 ciclos (Batería LTO UPS). Donde LTO puede ofrecer un ciclo de vida 100 más largo por solo un aumento de precio de x3-4. Y conocemos ejemplos de este tipo: los sistemas Tesla Powerwall se utilizan en microrredes de pequeña escala y en microrredes residenciales.
Este ejemplo no describe el “escenario de caso de uso de UPS”, pero muestra cómo a nivel industrial otras cualidades de una fuente de energía se vuelven importantes para la economía del proyecto.
Batería de repuesto del SAI
Reemplace una batería de plomo-ácido con una batería de litio de UPS
¡Esperar! No todos los sistemas UPS están diseñados para admitir baterías de iones de litio como Batería de repuesto del SAI. Las baterías de plomo-ácido y LiFePO4 tienen diferentes características de voltaje, requisitos de carga y diferentes perfiles de descarga. Es posible que simplemente reemplazar una batería por otra no funcione y, en el peor de los casos, sea peligroso.
¿Qué debo hacer? Primero verifique si su UPS es de tipo híbrido y admite baterías de litio.
Mi UPS admite batería de reemplazo de litio
Algunos UPS modernos pueden digerir ambos: baterías de plomo-ácido y baterías de UPS LiFePO4. En este caso uno de litio puede ser una buena noticia. Batería de repuesto del SAI.
Si tiene suerte y su sistema admite baterías UPS de litio, el siguiente paso es comunicarse con el proveedor y verificar las especificaciones exactas para el tipo de batería que desea usar como Batería de repuesto del SAI.
Mi UPS no admite una batería de reemplazo de litio
Si su UPS no lo admite, pero comprende un SAI LiFePO4 es lo que necesitas, podemos ofrecerte nuestro Sistema de almacenamiento de energía BAKTH-UPS, 48 V, 100 Ah, 4800 Wh.Creemos que es una solución poderosa y versátil, especialmente cuando necesita una copia de seguridad confiable.
Caso de uso
Esto sería adecuado para el almacenamiento de energía en el hogar, oficinas pequeñas o incluso pequeñas aplicaciones industriales donde se requiere una demanda de energía moderada durante los apagones. Y la capacidad de 4,8 kWh a 48 V es ideal para muchas copias de seguridad porque puede soportar fácilmente cortes de energía durante varias horas (dependiendo de la carga, por supuesto).
Cargando:
La corriente (0,2C estándar y 1,0C máximo) puede hacer ambas cosas: carga estándar y rápida.
Descarga:
Standard DR (0.5C) y Max DR (1.0C) soportarán sus cargas de alta potencia de forma continua.
Condiciones:
Sí, una batería de litio de repuesto para UPS puede sobrevivir en condiciones difíciles (carga de 0 °C a 55 °C, descarga de -20 °C a 60 °C), pero tiene el costo de una vida útil más corta; lo más que pueda durar su batería será Esto puede suceder si se tiene mucho cuidado y se mantiene entre 20°C y 30°C. Ni demasiado caliente ni demasiado frío. Y tu pequeña batería estará feliz durante mucho, mucho tiempo.
Mi UPS no admite una batería de reemplazo de litio, pero me siento astuto
Por otro lado, si tienes un UPS antiguo, que no admite batería de reemplazo de Litio, pero eres ingeniero, estás 100% seguro de cada pequeño detalle de lo que vas a hacer, y sobre todo de la seguridad. (tu seguridad es lo que más nos preocupa) recuerda:
Diferencias en el perfil de carga.
¿Reemplazar el cargador o ajustar la configuración del cargador (si es posible)? Debido a que las baterías de plomo-ácido requieren un perfil CC/CV, y Batería de repuesto para SAI LiFePO4 (asumimos que va a utilizar este tipo) prefiere un corte de voltaje diferente (alrededor de 14,6 V para una batería de 12 V).
Sistema de gestión de batería (BMS)
Solo asegúrate de que tu litio Batería de repuesto del SAI tiene un BMS incorporado, si no lo tiene – consigue uno (incluso de nosotros – BAK Technologies). Y es muy importante asegurarse de antemano de que su UPS y el BMS de su batería sean compatibles (pueden comunicarse correctamente).
Diferencias de voltaje
Tu nuevo Batería de repuesto para SAI LiFePO4 normalmente funcionará a un voltaje nominal más alto en comparación con su antigua batería de plomo-ácido. Por celda, LiFePO4 funciona a 3,2 V y el plomo-ácido ronda los 2 V. Esto significa que para un sistema típico de 12 V, su batería de litio funcionará a aproximadamente 12,8 V.
Coincidencia de capacidad y tiempo de ejecución
Para Batería de repuesto de litio para UPS el Departamento de Defensa es casi el doble que uno de plomo-ácido. Hablando aproximadamente, es 90% frente a 50%, y eso es bueno, porque necesitas menos Ah para lograr el mismo tiempo de ejecución. Recuerde guardar su dinero y volver a calcular la capacidad. Si su antigua batería de plomo-ácido tenía entre 150 y 200 Ah, entonces su nueva Batería de repuesto para SAI LiFePO4 proporcionará el mismo tiempo de ejecución con solo 100 Ah.
Nuestras baterías de litio UPS
Y si necesita algunas baterías LiFePO4, ¡esto es lo que BAK TECHNOLOGIES (está en mayúsculas porque lo gritamos) tiene para usted!
BAKTH-LiFePO4 12,8V 24Ah, 307,2Wh
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Diseñado para aplicaciones compactas como respaldo de dispositivos electrónicos domésticos: enrutadores WiFi, pequeñas luces LED y dispositivos de bajo consumo. 🏠 El tiempo de ejecución de esta batería sobresale con demandas livianas, alimentando sin esfuerzo un dispositivo de 100 W durante aproximadamente 3 horas. 🌟 Recomendado para dispositivos de bajo consumo que requieren un funcionamiento ininterrumpido durante breves cortes de energía. ⚡
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Ideal para aplicaciones UPS de nivel medio, incluidos entornos de oficinas domésticas con computadoras portátiles, enrutadores y monitores pequeños. 💼 Tiempo de ejecución: admite de manera eficiente un dispositivo de 200 W durante aproximadamente 3 a 3,5 horas, lo que ofrece un respaldo sólido para requisitos de energía moderados. ⚙️ Recomendado para oficinas en el hogar o sistemas pequeños críticos que necesitan un rendimiento confiable durante cortes de energía. ⚡
BAKTH-LiFePO4 12,8V 100Ah, 1280Wh
Ideal para 💼
Diseñado para aplicaciones importantes de UPS: computadoras, sistemas de seguridad y equipos médicos. 🔋 Capaz de sostener una carga de 300W durante aproximadamente 4 horas o una carga inferior durante períodos prolongados. 🚀 Recomendamos esto para configuraciones de entretenimiento en el hogar, salas de servidores pequeñas o espacios de oficina que requieran un respaldo de energía confiable. ⚙️
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Diseñado para sistemas UPS industriales o de servicio pesado que exigen voltaje y capacidad de potencia elevados. ⚡ Perfecto para soportar equipos de alta potencia, ejecutando eficientemente una carga de 400 W durante aproximadamente 3 a 3,5 horas. 🔧 Recomendamos para centros de datos pequeños, infraestructura de telecomunicaciones o sistemas de control industrial donde el suministro de energía sólido es fundamental. 🔌