Lựa chọn Pin UPS: Chủng loại, ưu nhược điểm

Có ba loại pin chính được sử dụng trong hệ thống bộ lưu điện (UPS): Nickel-Cadmium, Axít Chì, và Lithium-Ion. Không có một loại công nghệ pin UPS nào là “tốt nhất” – lựa chọn tùy vào từng trường hợp cụ thể.

Pin UPS Axít Chì

Pin Axít Chì đã được chứng minh là đáng tin cậy khi sử dụng trong hệ thống UPS. Trong các ứng dụng công suất lớn, nơi trọng lượng không phải là yếu tố quan trọng nhất, đây là lựa chọn kinh tế nhất.

Hiệu quả về chi phí này kết hợp với các đặc điểm khác như điện trở trong thấp và khả năng chịu đựng cao.

Các loại pin Axít Chì:

1. Pin Van Điều Chỉnh (VRLA)

Còn được gọi là pin Axít Chì Kín (SLA), đây là loại phổ biến nhất trong các hệ thống UPS hiện đại. Thời gian thiết kế là 5-10 năm và nên được bảo quản trong phòng khô ráo, điều hòa nhiệt độ từ 20-25°C.

• VRLA được niêm phong trong một vỏ có van xả khí để thoát khí nếu áp suất bên trong tăng quá cao.
• Chúng có thể lắp dọc hoặc ngang, phù hợp với ngăn chứa pin, khay giá đỡ hoặc tủ ngoài.
• Không cần bảo dưỡng trực tiếp, như bổ sung nước định kỳ.

Có hai loại chất điện phân chính trong pin VRLA:

• Công nghệ AGM (Absorbed Glass Mat): Chất điện phân được giữ trong lớp sợi thủy tinh xốp, có chi phí thấp hơn và khả năng sạc/xả cao.
• Gel: Dùng hỗn hợp axít sulfuric và silica, phù hợp với nhiệt độ hoạt động rộng (-40°C đến +55°C) nhưng ít hiệu quả hơn trong các ứng dụng xả công suất cao.

2. Pin Mở (VLA)

Còn được gọi là pin Ngập Axít, loại này có các tấm pin ngập trong dung dịch axít.

• Tuổi thọ thiết kế lên tới 20 năm và thường được dùng trong các hệ thống công suất lớn cần dung lượng Ah cao.
• Do không được niêm phong, khí hydro thoát ra môi trường, đòi hỏi hệ thống thông gió mạnh và an toàn hơn.
• Cần được đặt trong phòng chuyên biệt, có hệ thống rửa axít, và phải giữ thẳng đứng, bổ sung nước thủ công định kỳ.

Pin VLA đắt hơn và không phù hợp với văn phòng hoặc trung tâm dữ liệu.

Pin UPS Nickel-Cadmium (NiCd)

• Pin NiCd phổ biến trong viễn thông và các khu vực có nhiệt độ cao, đặc biệt ở Trung Đông.
• Điện cực dương làm từ hydroxide nickel, âm từ hydroxide cadmium.
• Ưu điểm: tuổi thọ 20 năm, chịu được nhiệt độ từ -20°C đến +40°C, chu kỳ cao và chịu xả sâu.

Nhược điểm: giá cao hơn VRLA và quy trình xử lý, tái chế tốn kém do tính độc hại của nickel và cadmium, nhất là tại các nước có quy định môi trường nghiêm ngặt.

Pin UPS Lithium-Ion (Li-Ion)

Pin Li-Ion đã được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử và xe điện, nay ngày càng phù hợp cho hệ thống UPS và lưu trữ năng lượng từ nguồn tái tạo như gió hoặc mặt trời.

Ưu điểm:

• Độ tin cậy cao hơn nhờ hệ thống giám sát và quản lý pin tích hợp.
• Kích thước và trọng lượng nhỏ hơn do mật độ năng lượng cao hơn.
• Thời gian sạc nhanh hơn, chu kỳ dài hơn, và tuổi thọ ít nhất gấp đôi VRLA.
• Ít sinh nhiệt, hoạt động ở nhiệt độ cao hơn, giảm chi phí làm mát.

Nhược điểm:

• Chi phí ban đầu cao hơn so với các lựa chọn khác, mặc dù chi phí này đang giảm. Tuy nhiên, tuổi thọ dài hơn có thể bù đắp chi phí ban đầu cao.

Tùy thuộc vào nhu cầu và điều kiện sử dụng, các loại pin UPS khác nhau mang lại các lợi thế và hạn chế riêng.