Extender el tiempo de ejecución de respaldo de un UPS con una batería externa de automóvil

Estoy buscando una forma simple / económica de tener un mayor tiempo de respaldo de energía.
Mi primer pensamiento fue poner 2 UPS baratas en paralelo. Pero rápidamente descubrí que no es tan simple. Necesitarías otro dispositivo que sincronice las ondas, de lo contrario ... ¡¡¡boom !!.

Luego pensé en conectarlos en serie, pero leí en alguna parte que eso no funcionaría porque la salida de un UPS en modo de respaldo no es una verdadera onda sinusoidal. Por lo tanto, alimentar un segundo UPS con esa onda falsa lo haría pensar que se cortó la energía y también cambiaría al modo de batería.

Entonces pensé, ¿qué pasaría si pudiera usar la batería de un automóvil como una extensión de la batería interna del UPS? Y encontré este instructable que muestra exactamente cómo hacerlo.

El artículo da la importante advertencia de que un UPS no debe funcionar a plena capacidad con la batería durante mucho tiempo (solo por el tiempo que dura la batería, que es unos minutos), por lo que debe elegir un UPS con el doble de energía como necesites

Teniendo eso en cuenta, ¿es seguro hacerlo?
¿Es tan simple como colocar una batería de automóvil en lugar de la interna y esperar que funcione sin problemas? ¿Podrá el UPS cargar la batería del automóvil teniendo en cuenta que es mucho más grande de lo que debería ser?

El UPS de buena calidad (APC) se puede usar así. Tengo dos unidades funcionando en este momento. Los uso para diferentes propósitos, cargan lentamente la batería de mi motocicleta y la batería que me queda del auto anterior. Los UPS de APC son muy buenos cargadores de almacenamiento para baterías de ácido de plomo (después de todo, ese es uno de sus propósitos principales) y tengo una tienda cerca que los regala de forma gratuita.

La unidad funcionará sin parar con cualquier batería, e incluso puede cambiar las baterías mientras funciona con ellas. Sin embargo, es posible que la batería del automóvil no sea muy feliz, no aprecian la descarga profunda, pero si planea drenarla al piso solo una vez al año, no habrá mucha diferencia.

La carga será bastante lenta ya que la unidad está configurada con la batería que viene con ella. La batería dentro de 600 VA APC Back UPS es de 7 Ah, por lo que la batería del automóvil se cargará con una corriente de 700 mA.

He usado baterías externas en varios modelos de UPS viejos y fuera de garantía durante 15 años, que van desde 500VA a 1500VA (aproximadamente 400 vatios a 1000 vatios). Prefiero los UPS de onda sinusoidal por su universalidad con pequeños transformadores y válvulas solenoides, pero la mayoría de las computadoras y equipos periféricos usan fuentes de alimentación conmutadas que funcionan bien con los UPS de onda sinusoidal modificada (una especie de onda cuadrada). También tengo uno de esos.

Mi televisor y el receptor DISH tienen un UPS de onda sinusoidal de 500 VA, ya que cualquier falla de alimentación hace que el receptor DISH pase 5 minutos volviendo a sincronizarse con el satélite. Eso es molesto. Las baterías AGM del tamaño de un ladrillo que tengo actualmente en ese UPS funcionarían el sistema durante aproximadamente 15 minutos.

A veces he agregado un pequeño termostato al disipador de calor interno principal para operar un ventilador adicional (dentro o fuera, dependiendo del espacio) para tiempos de funcionamiento más largos. (Busque ~ 95 ° F KSD9700 NO termostatos, pero algunos NO están aislados eléctricamente por lo que no pueden tocar nada.) Sin embargo, en mis circunstancias, rara vez he usado un UPS a su capacidad nominal máxima. La mayoría de los dispositivos electrónicos modernos consumen poca energía, por lo general solo unos pocos amperios. Si va a ejecutar un UPS al 25% (más o menos) de su VA nominal (o vatios), probablemente no necesite un ventilador adicional ... aunque no duele.

Lo más importante es usar baterías AGM si es posible , ya que tienen un voltaje de carga ligeramente mayor en aproximadamente 0.3 voltios en comparación con las baterías inundadas (húmedas) que (según el correo electrónico del fabricante) deberían flotar carga a 13.5V. Las baterías AGM prefieren aproximadamente 13.8V. Los AGM no son tan tolerantes a la sobrecarga como las baterías inundadas. Si usa baterías inundadas, el UPS continuará cargando lentamente después de que las baterías estén realmente al 100%, lo que provocará la `` emisión de gases '' del agua destilada de las celdas. Las celdas inundadas toleran bien la sobrecarga, pero luego DEBE agregar agua destilada cada 2-3 meses para evitar que las placas se expongan, eso es la muerte de una batería inundada.

Debido a que los fabricantes de UPS no documentan cómo ajustar sus circuitos de carga ni ofrecen un interruptor selector AGM / Inundado (lástima), es posible (para un sistema de 24 V) agregar un par de diodos de alimentación opuestos para bajar el voltaje de carga del UPS a las baterías inundadas por 0.6V (0.3 por cada batería). He creado un "matcher de carga" interpuesto para hacer esto, pero se vuelve demasiado complejo explicarlo aquí y no lo recomiendo. Fue un proyecto interesante, pero sería mejor comprar $ 100- $ 300 en baterías AGM.

Sugeriría un voltímetro digital para cada batería, y un medidor de amplificador digital desde el UPS a la (s) batería (s). El medidor de amperios debería leer idealmente corriente positiva (carga) y negativa (descarga) a una resolución de al menos 0.1 amperios. Estos le permitirán controlar las tasas de carga y el estado de la batería. Utilicé medidores LED de Amazon y hasta ahora han funcionado bien.

SIEMPRE fusione las baterías adecuadamente en caso de cortocircuito; las baterías grandes pueden provocar incendios. Los míos tienen fusibles automáticos marinos de bajo voltaje de 50A y 100A, respectivamente. En un sistema de 24 V, es una buena idea colocar el fusible en el enlace entre las dos baterías.

SIEMPRE use una caja de batería con celdas inundadas. Una buena idea es un detector de calor en las cajas de baterías y detectores de humo cercanos.

¡ADVERTENCIA! Las baterías inundadas pueden liberar hidrógeno y una chispa o fuente de calor cercana puede causar una explosión en una celda que puede rociar ácido de la batería sobre la habitación. ¡Tenga mucho cuidado!

¡ADVERTENCIA! ¡Un UPS está diseñado para proporcionar 120 VCA incluso cuando NO ESTÁ ENCHUFADO AL tomacorriente de pared! ¡Ese voltaje puede matarte! ¡Ten cuidado!

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          HOW TO MEASURE 'TERMINAL CHARGE VOLTAGE' FOR A UPS

¿Cómo sabe a qué voltaje cargará una batería su UPS? En realidad es bastante fácil de determinar. Necesitará un condensador grande, al menos 4700uF. El mío era 36,000uF y era del tamaño de una lata de sopa. También necesitará una o dos baterías, independientemente de lo que requiera su UPS. No necesitan ser nuevos o grandes, pero deben ser capaces de proporcionar, por ejemplo, 10 amperios durante unos segundos. Y un voltímetro digital.

Apague su UPS con el interruptor del panel frontal, desenchúfelo y retire la (s) batería (s) si hay alguna. En un banco de trabajo, organice el equipo de la siguiente manera: UPS, condensador y voltímetro, batería (s). Conecte el voltímetro al condensador con cables de pinza de cocodrilo. ¡Presta especial atención a la polaridad del condensador! Usando una práctica resistencia de ~ 1K, precargue el condensador de la batería (importante) para condensadores realmente grandes, y luego conéctelo a la (s) batería (s) con pinzas de cocodrilo que pueden manejar 10 amperios (el cable calibre 18 debería hacer) . ¡Ahora use cables de pinza de cocodrilo para conectar el condensador al conector o cables internos de la batería del UPS, positivo a rojo, negativo a negro! Enchufe el UPS y enciéndalo en el panel frontal.

El UPS se activará, probará la (s) batería (s) extrayendo algunos amperios mientras monitorea el voltaje, y luego comenzará la operación normal tratando de cargar las baterías. El proceso de activación tarda menos de 20 segundos en mi experiencia, pero dale un minuto más o menos. Ahora desconecte las baterías. El UPS cargará rápidamente el condensador a lo que yo llamo el 'Voltaje de carga terminal' y la corriente de carga caerá a cero. El voltímetro le mostrará a qué voltaje el UPS intentará cargar las baterías. Como espera baterías AGM, eso debería ser 13.8V para una batería o 27.6V para dos. Una décima parte de un voltio por batería en cualquier caso probablemente esté bien: mi experiencia como aficionado con la duración de la batería AGM es limitada. Pero si es demasiado alta, acortará la vida útil de las baterías AGM.

Anexo: El mejor conector de paquete de batería a UPS es el SB50. El gris es para sistemas de 24V, el amarillo es para sistemas de 12V. Cada color tiene una clave diferente. Un color dado puede usar diferentes calibres de cable, como calibre 4-6 u 8-10, así que elija los terminales SB50 que desee (la carcasa es la misma). Una vez soldados en su cable, los terminales simplemente empujan dentro del conector. Hay un resorte plano interno en la carcasa de plástico que se puede presionar con un destornillador pequeño para quitar cada terminal. Los SB50 no tienen sexo, por lo que recibirás dos piezas idénticas. Hay versiones más grandes del SB50 disponibles, como el Anderson SB120 y el SB175. El número es la clasificación del amplificador.

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El método del cargador externo

Si tiene un buen UPS usado que genera energía pero sobrecarga o baja sus baterías, puede usar un cargador externo de bajo amperaje diseñado para su tipo de batería y lo suficientemente inteligente como para no sobrecargarlo. Para evitar que su UPS intente cargar la (s) batería (s), instale un diodo fuerte (en un disipador de calor apropiado) que permita que la energía fluya de la (s) batería (s) al UPS, pero no a ellos desde el UPS. Por lo tanto, solo el cargador externo puede cargar la batería.

También puede instalar un relé de derivación que esté alimentado por línea, de modo que durante una falla de energía los contactos NC desvíen el diodo y permitan la alimentación total al UPS. Los contactos deben estar clasificados para la corriente máxima que espera consumir, tal vez 30 amperios o más. La bobina del relé debe estar clasificada para "servicio continuo". Sin el relé de derivación, el diodo de silicio y el disipador de calor se calentarán debido a la caída de 0.6V a través de él y los amplificadores a través de él. V x I = vatios (es decir: 0.6V x 30A = 18 vatios). Sin el relé, necesitará un ventilador de enfriamiento en el disipador de calor, ya que puede calentarse bastante con el tiempo. Tenga en cuenta que algunos UPS inteligentes pueden quejarse de que la batería es débil debido a la caída de 0.6V cuando revisan periódicamente la batería, así que pruebe su diseño en un banco de laboratorio para ver si le va a funcionar.

Diseñe y pruebe con cuidado ya que su UPS funcionará cuando no esté presente.

Suponiendo que el UPS usa una batería común de 12V SLA, puede reemplazarlo con un automóvil de plomo-ácido de 12V o una batería de descarga profunda. Todas son baterías de plomo-ácido comunes y deberían funcionar de manera idéntica.

Dicho esto, es una mala idea por varias razones:

• Los componentes electrónicos del UPS, como el enlace que proporciona, no están diseñados para funcionar durante largos períodos de tiempo. Los SAI típicos de hogar / oficina se enfrían pasivamente y en recintos con poca ventilación. El sobrecalentamiento es una gran preocupación y fácilmente corre el riesgo de un incendio. Podría hacer muchas modificaciones para agregar ventiladores de refrigeración, disipadores de calor, etc., pero en ese momento también podría comprar un UPS más grande.

• Las baterías de los automóviles están optimizadas para una corriente pico alta sin descargarse demasiado, pero pueden dañarse si se descargan con demasiada frecuencia. Las baterías de descarga profunda son una mejor opción si puede obtenerlas.

• El circuito de carga está diseñado para cargar una batería más pequeña. Puede llevar mucho tiempo cargar una batería más grande. Además de tardar mucho más en cargar, el cargador puede sobrecalentarse. Es posible que pueda complementar el circuito de carga incorporado con un cargador "Battery Tender", pero tener dos cargadores que intenten cargar la misma batería al mismo tiempo puede causar problemas, ya que ninguno de los dos podría medir correctamente el voltaje de la batería.

• Nuevamente, los UPS están diseñados para operar por un corto período de tiempo. Por lo general, solo tienen suficiente energía para darle a la computadora el tiempo suficiente para apagarse con gracia o para reducir el tiempo necesario para que un generador se conecte y los componentes electrónicos estén dimensionados y diseñados para funcionar durante ese período de tiempo relativamente corto. Una operación más larga puede causar daños.

¿Ha considerado comprar un generador pequeño, como el Honda EU-series , y conectarlo a su UPS en caso de una falla de energía prolongada?

Tengo un EU1000i que produce 1000 W (pico, 900 W continuos) de corriente alterna. A diferencia de la mayoría de los otros generadores, donde el motor acciona directamente el generador (esto tiende a producir energía "sucia", y muchos UPS no aceptan esa energía), la serie EU tiene el motor que impulsa un inversor de onda sinusoidal pura que produce potencia regulada de grado que funcionará perfectamente con UPS y computadoras. Son silenciosos, ahorran combustible y funcionan bien.

(No tengo ninguna conexión con Honda, excepto que solía tener uno de sus autos en 2003 y actualmente tengo un generador EU1000i).