UPS 산업용 Battery 종류 6가지

 

 

UPS 산업용 Battery 종류는 무보수 밀폐형, 개방형 습식, 리튬 이온, 니켈카드뮴, 니켈금속하이드라이드, 플라이휠 등이 있다.

 

목차

1. UPS Battery 사용

무정전전원장치(UPS) 배터리는 주로 전원 공급이 불안정하거나 정전이 발생할 때 장비에 지속적인 전원을 공급하기 위해 사용된다. 다양한 환경에서 UPS 배터리가 사용되는 몇 가지 상황은 다음과 같다.

 

1.1 정전 대비

가장 일반적인 용도 중 하나는 정전 대비이다. 전력 공급이 불안정하거나 정전이 발생하면 UPS가 배터리 모드로 전환하여 연결된 장비에 지속적인 전력을 제공한다.

 

1.2 전압 변동 보호

전압이나 전력의 급격한 변동이 발생할 경우, UPS는 안정된 전력을 유지하고 연결된 장비를 이러한 변동으로부터 보호한다.

 

1.3 서버 및 네트워크 장비

서버 및 네트워크 장비는 지속적인 전력 공급이 중요하며, 장비의 안정성과 데이터 손실 방지를 위해 UPS가 사용된다.

 

1.4 가정 및 사무실 전자기기

가정이나 사무실에서는 컴퓨터, 라우터, 모뎀 등과 같은 전자기기에 대한 전원 안정성을 위해 UPS가 사용될 수 있다.

 

1.5 긴급 상황 대비

자연 재해, 화재 또는 기타 긴급 상황에서도 UPS는 장비를 일정 시간 동안 가동하고 안전하게 종료하도록 도와줄 수 있다.

 

1.6 의료 시설

의료 기기와 시스템은 안정된 전력을 요구하므로, 병원 및 의료 시설에서는 정전 대비를 위해 UPS를 사용하는 경우가 많다.

 

UPS 배터리는 전원 안정성이 중요한 어떤 상황에서든 필요할 수 있으며, 전력 이상으로부터 장비를 보호하고 연결된 장비에 안정된 전원을 제공하는 역할을 한다.

 

2. UPS 산업용 Battery 종류

 

출처 : 세방전지 

 

UPS(무정전전원장치) 산업용 배터리에는 다양한 종류가 있으며, 주로 사용되는 UPS 배터리의 종류는 다음과 같다.

 

2.1 VRLA 배터리 (Valve Regulated Lead Acid Battery)

무보수 밀폐형(Valve Regulated Lead Acid, VRLA) UPS 배터리는 밀폐형 설계로서 누출의 위험이 거의 없고 유지보수가 적은 특수한 종류의 밀폐형 충전식 배터리이다. 이러한 배터리는 일반적으로 전해액이 고정된 상태로 밀폐된 용기에 담겨 있어 누출의 위험이 거의 없으며 외부의 환경에 덜 민감하다. 이러한 특성으로 무보수 밀폐형 배터리는 신뢰성이 높고 유지보수가 적은 특수한 용도게 적합하다.

특징은 아래와 같다.

• 가장 흔하게 사용되는 UPS 배터리 유형
• 대부분의 소형 및 중형 UPS 시스템에서 사용
• 밀봉형이므로 가스 누출이 거의 없어 유지보수가 적게 필요하다.
• 배터리를 어떤 위치에서든 안전하게 설치할 수 있다.
• 적절한 사용 및 유지보수 시, 긴 수명을 제공할 수 있다.

무보수 밀폐형 배터리는 일반적으로 초기 투자 비용이 높을 수 있지만, 그에 비해 유지보수 비용이 낮고 신뢰성이 높아 긴 시간 동안 안정적으로 운영될 수 있는 장점이 있다. 이러한 배터리는 특히 전력 안정성이 중요한 환경에서 필요한 경우 선택될 수 있으며, 주로 가정용, 소규모 사무실, 네트워크 장비 등 다양한 응용 분야에서 사용되고 있다.

그리고 "VRLA 배터리" 또는 "밸브리그레이티드 리드애시드 배터리"로 알려져 있다. 아래와 같이 두가지 유형이 있다.

 

2.1.1 AGM 배터리 (Absorbent Glass Mat)

• AGM 배터리는 유리 섬유 매트(AGM)로 전해질이 흡수된 배터리
• 전해액이 고체로 포함되어 있어 가스 누출이 거의 없다.
• 배터리를 어떤 위치에서든지 안전하게 설치할 수 있다.
• 주로 소규모에서 중간규모의 UPS 시스템에 사용

2.1.2 젤 배터리

• 전해질이 겔 상태로 고체화된 구조를 가지고 있다.
• 배터리를 어떤 위치에서든지 안전하게 사용할 수 있도록 만들어준다.
• AGM 배터리와 비교하여 진동 및 충격에 강한 특성을 가지고 있다.
• 대형 UPS 시스템에서 사용되기도 한다.

 

2.2 개방형 습식 배터리 (Flooded/Wet Cell Battery)

일반적으로 액체 전해질을 사용하는 전통적인 유동전지로서, 액체 전해질이 담긴 개방형 용기를 가지고 있다. 음극은 납산(PBSO4), 양극은 납(Pb) 을 사용하여 전기 에너지를 저장하는 충전식 배터리이다. 이러한 배터리는 자동차, 트럭, 보트, 태양광 및 풍력 발전 시스템 등 다양한 응용 분야에서 사용되고 있다.

특징은 아래와 같다.

• 전통적인 유동전지로서 액체 전해액을 사용
• 주기적인 물 추가가 필요하며, 공간에 따라 특별한 환기 시스템이 필요할 수 있다.
• 전해액은 일반적으로 황산이 사용되며, 전해액의 농도를 유지하고 올바르게 관리
• 생산 및 유지보수 비용이 비교적 저렴
• 상대저으로 높은 전압을 가지고 있어 일부 응용에서는 유용
• 상대적으로 높은 방전률을 가지고 있어 충전 및 방전이 빠르다.
• 일반적으로 경제적이지만 유지보수가 필요하다.

개방형 습식 배터리는 경제적이고 일반적인 용도에 많이 사용되지만, 물을 주기적으로 체크하고 추가하는 유지보수가 필요하다는 점에 유의해야 한다. 최근에는 무보수 밀폐형 배터리 등의 새로운 기술도 등장하여 선택의 폭이 다양해지고 있다.

 

2.3 리튬 이온 배터리

많은 전자기기에서 사용되는 충전식 배터리로, 경량이면서 높은 에너지 밀도를 가지고 있어 인기가 많다. 다양한 응용 분야에서 사용되며, 휴대전화, 노트북, 카메라, 전동 도구, 전기 자동차 등 다양한 기기에 적용된다.

특징은 아래와 같다.

• 최근 몇년 동안 무정전전원공급장치에 사용되고 있다.
• 리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도와 긴 수명을 제공한다.
• 무게와 부피가 작아 설치 및 유지보수가 간편하다.
• 충전된 상태에서도 자기 방출이 적어서 에너지 손실이 적다.
• 초기 비용이 상대적으로 높을 수 있다.

리튬 이온 배터리는 기존의 니켈카드뮴(Ni-Cd)이나 니켈금속하이드라이드(Ni-MH)와 비교하여 우수한 특성을 가지고 있지만, 오버 충전이나 고온에서의 사용 시 안전에 주의해야 한다. 그러나 기술 발전으로 안전성이 향상되고 있다.

 

2.4 니켈카드뮴 배터리 (Nickel Cadmium, Ni-Cd)

오랜 기간 동안 사용된 충전식 배터리로서, 여러 응용 분야에서 널리 사용되어 왔다. 그러나 친환경적인 대안이 부상하면서 니켈카드뮴 배터리의 사용은 감소하고 있다.

특징은 아래와 같다.

• 고전압 및 고온에서 안정적으로 작동하는 내구성 있는 배터리
• 높은 내구성과 긴 수명을 가지고 있어, 일부 대형 UPS 시스템에 사용된다.
• 그러나 카드뮴이라는 독성 물질이 포함되어 있어 환경에 민감한 측면이 있다.
• 충전이 빠르고, 간단한 충전 기기를 사용할 수 있다.
• 생산 비용이 낮아 경제적으로 사용되었음
• 최근에 더 친환경적인 대안이 등장하면서 사용이 줄어들고 있다.

친환경성과 메모리 효과에 대한 단점으로 인해 현재는 니켈금속하이드라이드(Ni-MH) 배터리 및 리튬 이온 배터리 등과 같은 더 친환경적이면서 성능이 우수한 배터리를 더 많이 사용되고 있다.

 

2.5 니켈금속하이드라이드 배터리 ( Ni-MH)

높은 에너지 밀도와 친환경적인 특성을 가지고 있는 충전식 배터리이다. 이러한 배터리는 다양한 휴대용 전자기기 및 일부 자동차, 전동 도구 등에서 사용되고 있다.

특징은 아래와 같다.

• 니켈카드뮴 (Ni-Cd) 배터리에 비해 높은 에너지 밀도를 가지고 있어, 더 많은 에너지를 저장할 수 있다.
• 카드뮴을 사용하지 않아 환경에 덜 민감하다. 친환경적인 대안으로 간주
• 니켈카드뮴 배터리와 비교하여 메모리 효과(이전 충전/방전 패턴에 의한 충전 용량 감소)가 적다.
• 적절한 관리 및 사용 시, 긴 수명을 가질 수 있다.
• 리튬 이온 배터리에 비해 상대적으로 낮은 에너지 밀도를 가지고 있지만, 안전성이 높다.
• 방전 시에도 자기 방출이 적어 에너지 손실이 적다.

단점으로는 높은 온도에서의 성능이 저하될 수 있고, 충전 시간이 상대적으로 길다는 점이 있다. 그러나 기술 발전으로 인해 이러한 단점들이 줄어들고 있다.

 

2.6 플라이휠 배터리

회전하는 대형 플라이휠(고속 회전하는 원통 모양의 기계)을 사용하여 에너지를 저장하고 이를 다시 전기 에너지로 변환하는 시스템이다. 이는 전력 공급이 불안정할 때 전력을 안정화하고자 하는 목적으로 사용될 수 있다.

특징은 아래와 같다.

• 회전 운동 에너지를 저장하는 방식으로 일부 고급 UPS 시스템에서 사용된다.
• 높은 효율성과 긴 수명을 제공된다.
• 초기 비용이 상대적으로 높을 수 있다.

플라이휠 배터리는 주로 전력 네트워크의 불안정성에 대응하거나, 신재생 에너지 통합, 급격한 에너지 요구에 대응하는 등 다양한 상황에서 사용된다.

 

 

이러한 배터리 종류에는 장단점이 있으며, UPS 시스템의 크기, 사용 환경, 예산 등 다양한 요인에 따라 다를 수 있다.  UPS를 선택할 때는 필요한 백업 시간, 확장성, 환경적 요소 등을 고려하여 적절한 배터리를 선택하는 것이 중요하다.

 

 

UPS Battery 용량 계산 (무보수 밀폐형)

UPS Battery 용량 계산 (무보수 밀폐형)