منظور از اتاق باتری چیست؟
اتاق باتری (battery room) یک اتاق در یک مرکز است که با در بر داشتن باتری، به عنوان پشتیبان یا سیستم برق اضطراری (UPS) استفاده میشود. باتری روم ها در دفاتر مرکزی ارتباطات یافت می شوند و برای تامین نیروی مورد نیاز برای محاسبات در مراکز اطلاعات، آماده به کار هستند.
باتری ها جریان مستقیم (DC) برق را تأمین می کنند، که ممکن است توسط بعضی از تجهیزات به طور مستقیم مورد استفاده قرار گیرند. یا ممکن است با تجهیزات منبع برق اضطراری (UPS) به جریان متناوب (AC) تبدیل شود. بسته به نوع طراحی سیستم الکتریکی ممکن است باتری ها قادر به تامین نیرو برای چند دقیقه، ساعت یا روز باشند.
مشخصات اتاق باطری
از اتاق باتری برای جداسازی دود و مواد شیمیایی خورنده باتری های مرطوب استفاده می شود (اغلب اسید سرب) تا با مواد دیگر در محیط واکنش ندهند. یک اتاق جداگانه همچنین امکان کنترل بهتر دما و تهویه برای باتری ها را فراهم می کند.
اتاق‌های باتری در نیروگاه‌ها و پست‌های برق یافت میشوند که در آن نیاز به برق قابل اعتماد برای بهره برداری از سویچ‌گیر، سیستم‌های حیاتی آماده به کار و بلک استارت احتمالی ایستگاه می‌باشد. اغلب باتریهای سویچ‌گیر‌های بزرگ، سیستم‌های نامی ۱۲۵ یا ۲۵۰ ولت و دارای شارژر‌های باتری چندگانه با منابع قدرت مستقل از هم هستند.
دمای اتاق باتری
برای عملکرد باتری مطلوب، دمای اتاق باتری باید در یک نقطه ی ثابت نگه داشته شود. بهترین دما 77 درجه فارنهایت. درجه حرارت زیر 77 درجه فارنهایت عمر باتری را افزایش می دهد اما عملکرد را در هنگام تخلیه سنگین کاهش می دهد. دمای بالای 77 درجه فارنهایت عملکرد باتری افزایش می یابد، اما طول عمر کاهش می یابد.
طول عمر باتریهای ثانویه در دمای بالا کاهش می‌یابد و ظرفیت ذخیره سازی انرژی در دمای پایین کاهش می‌یابد؛ به طوری که دمای یک اتاق باتری باید با گرمایش یا سرمایش مناسب حفظ شود.
الزامات اتاق باطری
در قلب هر سیستم UPS باتری هایی وجود دارد که نیاز به نگهداری و رعایت نکات ایمنی دارند. حتی یک مرکز داده ممکن است نیاز به استخدام مشاوران و شرکت هایی جهت کمک به نگهداری از اتاق باتری یو پی اس و تعمیر یو پی اس داشته باشد.
- استاندارد باتری خانه در مسائل مربوط به کابینه و رک باتری: قفسه های باتری و کابینت باتری باید طبق وزن و اندازه باتری ها طراحی شده باشد. جنس قفسه ها باید مواد مقاوم در برابر خوردگی و یا مواد غیر هدایت کننده مانند فایبر گلاس باشد.
- استاندارد باتری روم در مسائل مربوط به کفپوش: آیا کف پوش قادر به تحمل وزن قفسه ها می باشد.
- استاندارد اتاق باطری در مسائل مربوط به سقف: به طور پیش فرض، سقف اتاق باطری یو پی اس باید صاف باشد تا اطمینان حاصل شود که گاز هیدروژن از آن خارج می شود
- استاندارد خانه باطری در مسائل مربوط به حفاظت از آتش: آتش خاموش کننده های قابل حمل دی اکسید کربن باید ارائه شده و در دسترس باشد.
- استاندارد اتاق باتری در مشکلات زمینی: تمام قفسه های باتری و کابینت های مرتبط با یو پی اس سیستم ها باید NEC کد سیم سبز اتصال به تمام قفسه باتری را داشته باشد.
- استاندارد لامپ های اتاق باتری: لامپ های ضد آب با سازه های ضد انفجار توصیه می شود و باید به دیوار وصل و یا معلق شوند بیش از 50 سانتیمتر از سقف فاصله داشته باشند. اما به طور مستقیم بالای باتری ها و یا واحدهای شارژ متصل نباشند. چراغ روشن باید بسته شود برای جلوگیری از انباشت گاز.
- سیستم های زنگ هشدار از راه دور: در صورت امکان سیستم های باتری باید به زنگ هشدار مجهز باشند، سیستم های نظارتی بدون وجود این سیستم ها، مشکلات باتری ممکن است تا زمان قطع برق شناخته نشوند، که منجر به خسارات زیادی در زمان قطعی برق می شود.
تهویه هوای باطری روم ها
از آنجا که چندین نوع مختلف از باتری های ثانویه وجود دارند که در صورت شارژ بیش از حد، هیدروژن آزاد می کنند، تهویه اتاق باتری برای نگهداری غلظت هیدروژن کمتر از حد انفجاری بسیار مهم است.
با توجه به شیمی مربوط به باتری، می توان تعداد اتم های هیدروژن هوا را در هر ساعت برای جلوگیری از تجمع ناامن هیدروژن با استفاده از تعداد سلول های باتری و جریان بار جاری در آن ها محاسبه کرد. چرا که گاز هیدروژن سبک تر از هوا و بسیار قابل اشتعال است. افزایش زیاد گاز هیدروژن در سقف افزایش خواهد یافت ممکن است خطرناک باشد.
بنابراین در اتاق های باتری باید با یک سیستم تهویه مناسب تهیه شوند، تهویه مستقیم مستمر از اتاق باطری برای ممنوعیت افزایش گاز هیدروژن بالقوه انفجاری باشد.
همچنین باید حاوی مقادیر نیتروژن باید به اندازه کافی حاوی پتاسیم اسید پتاسیم از ترک خورده یا باتری های نشت مقدار مناسب مواد جاذب و عامل خنثی سازی اسید باید در اتاق نگهداری شود.
کاربردهای باتری خانه
پیش از مطالعه ادامه مطلب، با مشاهده فیلم زیر و عکس اتاق باطری،اطلاعات و درک بهتری از حساسیت باتری روم ها کسب کنید!
اتاق باتری مخابرات
دفاتر مرکزی سیستم تلفن شامل سیستم های باتری بزرگ برای تأمین برق تلفن های مشتریان، سوئیچ های تلفن و دستگاه های مرتبط می باشند. پیوند های مایکروویو در سرتاسر کره ی زمین، سایت های تلفن همراه، دستگاه های فیبر نوری و امکانات ارتباطی ماهواره ای نیز دارای سیستم های باتری آماده به کار هستند که ممکن است به اندازه کافی بزرگ باشند تا یک اتاق جداگانه در ساختمان را اشغال کنند.
در هنگام بهره برداری به صورت عادی از تجهیزات برای ارتباطات از راه دور تنها زمانی که این تجهیزات دچار مشکل شوند، باتری ها نیرو را تأمین می کنند. این باتری ها می توانند برای مدت زمان مورد انتظار از یک وقفه اندازه گیری شوند، یا ممکن است فقط برای تامین برق در هنگام شروع یک ژنراتور آماده به کار یا دیگر منابع تغذیه اضطراری نیاز باشند.
باتری هایی که اغلب در اتاق های باتری مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: باتری های اسید سرب مایع، باتری اسید سرب تنظیم شده یا باتری های نیکل کادمیوم. باتری ها به صورت گروهی نصب می شوند. چندین باتری در مدار سری به هم وصل می شوند و گروهی را به وجود می آورند که برق DC را در ۱۲، ۲۴، ۴۸ یا ۶۰ ولت (یا بالاتر) ایجاد می کند.
معمولاً دو یا چند گروه باتری سری شده به یکدیگر متصل می شوند. این گروه از باتری ها در یک مدار موازی متصل می شوند. این ترتیب اجازه می دهد تا یک گروه جداگانه از باتری ها برای سرویس یا تعویض بدون مختل کردن کار دیگران و بدون اینکه نیروی برق اضطراری را به خطر بیاندازد، برداشته شود. به طور کلی هرچه ظرفیت الکتریکی اتاق باتری بزرگتر باشد، اندازه هر باتری جداگانه بیشتر و ولتاژ DC اتاق نیز بیشتر می شود.
باتری خانه در پست های برق
اتاق های باتری در نیروگاه های برق و پست های برق نیز یافت می شوند که در این مکان ها نیروی قابل اطمینان برای کار با کلید برق، سیستم های آماده به کار بحرانی مورد نیاز است. غالباً باتری های مخصوص سوئیچ کردن های بزرگ متشکل از سیستم هایی با ولتاژی معادل ۱۲۵ ولت یا ۲۵۰ ولت اسمی است و از باتری های اضافی با منبع تغذیه مستقل بهره می برند.
برای محافظت از ایستگاه ها و نیروگاه ها در برابر اتفاقات احتمالی در اثر آتش سوزی باتری ها، گاهی پیش می آید که اتاق باتری در مکانی جداگانه فراهم شود. باتری های تجهیزات بسیار بزرگ ممکن است برای ذخیره انرژی به صورت شبکه ای استفاده شوند.
اتاق باتری زیر کشتی ها و زیر دریایی ها
اتاق های باتری در زیر دریایی های برقی دیزلی یافت می شوند. جایی که آنها حاوی باتری های اسید سرب هستند که برای پیشراننده های زیر کشتی مورد استفاده قرار می گیرند. حتی زیردریایی های هسته ای دارای اتاق های باتری بزرگ به عنوان پشتیبان هستند تا در صورت خاموش بودن رآکتور هسته ای، قدرت کافی را برای مانور فراهم کنند.
باتری های موجود در کشتی های شناور نیز ممکن است در یک اتاق باتری قرار گرفته باشند. اتاق های باتری در کشتی های اقیانوسی باید از تماس آب دریا با اسید باتری جلوگیری کنند زیرا این امر می تواند باعث تولید گاز سمی کلر شود. این مورد نگرانی ویژه ای در مورد زیردریایی ها به وجود می آورد.
طراحی اتاق باتری در باطری خانه پست فشار قوی
اتاق باتری یکی از اتاق های سالن کنترل است که باتری های ۱۰۰ ولتی و ۱۱۰ ولتی ( در برخی پست های قدیمی باتری های ۱۲۵ولتی و همچنین باتری های ۴۸ولتی جهت مصارف مخابراتی ) در آن موجود است. ابعاد این اطاق با در نظر گرفتن تعداد، نوع، ظرفیت و طرز استقرار باطری‌ها که بسته به نوع طراحی و تعداد فیدرها و اندازه پست متفاوت است، تعیین می‌گردد.
این اتاق نیاز به دسترسـی بـه سـالن کنترل را ندارد و درب آن می تواند بصورت جداگانه و رو به هوای آزاد تعبیه گردد. هیچ گونه تبادل هوا بین اتاق باطری و سـایر قسـمت ها و اتاق های سالن کنترل نبایـستی وجود داشته باشد.
در طراحی معماری اتاق های باتری باید به این نکته توجه داشت که بعلت اسیدی یا بازی بودن فضای اتـاق از دسترسـی مسـتقیم بخش های اداری به آن اجتناب شود. همچنین دریچه و بازشو کافی جهت تهویه طبیعی هوای درون آن تعبیه گردد.
از آنجا که در بسیاری از موارد چرخش جریان طبیعی هوا در اتاق باطری توسط بازشوها کافی نیست یک یا دو عدد هواکش جهت تهویه هوا بایستی در نظـر گرفتـه شود. این هواکش ها باید از نوع هواکش ضد انفجار باشند.
ورودی کابل ها به اتاق باتری از طریق دیوارها انجام می پذیرد. کـف و دیـوار اتاق باطری باید از نوع سرامیک چند لایه ضد اسید بوده و با ملات ضد اسید پوشانده شود (در صورت استفاده از باتریهـای خشـک این مورد لزومی ندارد) سقف باطری روم نیز باید به صورت راویز و گچ باشد.
باطری‌ها معمولاً روی ردیف پایه‌های نگهدارنده ضد زلزله نصب میشوند و بوسیله کابل‌های مخصوص که معمولاً در ارتفاع نصب میشوند، ارتباط بین تابلوهای باطری شارژ و باطری‌ها و همچنین ارتباط بین باطری‌ها و تابلوهای توزیع DC برقرار می‌گردد.
سیستم انهدام مواد خوردنده
ممکن است باتری‌ها حاوی مقادیر زیادی الکترولیت خورنده مانند اسید سولفوریک مورد استفاده در باتریهای سرب-اسید (lead-acid batteries) یا هیدروکسید پتاسیم مورد استفاده در باتریهای نیکل-کادمیوم (nickel-cadmium batteries) باشند.
مواد اتاق باتری باید در برابر خوردگی (corrosion) و هر نشت تصادفی مقاوم باشند. پرسنل اتاق باید در برابر ریختن الکترولیت محافظت شوند.
هر اتاق باتری باید ترکیبی از پاک کننده چشمی چشم / ایستگاه دوش داشته باشد، این ایستگاه های دوش باید یک هشدار جریان آب داشته باشد که در یک ایستگاه از راه دور کنترل می شود اگر یک فرد در معرض اسید باتری باشد، باید بتواند دوش بگیرد.
نکات مهم در رابطه باتری روم ها
جهت بهره برداری بهینه و افزایش عمر و راندمان مجموعه باتری ها و شارژر نیاز به رعایت نکات زیر می باشد:
1- باتری خانه باید دارای روشنایی و نور کافی بروی باتری‌ها باشد. (چراغ‌ها از نوع ضد انفجار بوده و کلید آن در بیرون از فضای باتریخانه نصب باشد).
2- فن مناسب و تهویه هوای خوب، برقرار باشد (فن باتریخانه باید قادر باشد در طول یک ساعت ۳ برابر حجم هوای اتاق باتری را تهویه نماید. خوب است درب ورودی و فن در نقطه مقابل هم در اتاق باتری نصب باشند)
3- دمای اتاق باتری باید بین ۲۰ تا ۲۵ درجه سانتی گراد باشد. از اینرو نصب دماسنج کوچک در باتریخانه الزامی است. گرما باعث تسریع در واکنشهای شیمیایی میشود و صفحات مثبت را خراب میکند و عمر باتری کم میشود و سرما بروی انجام واکنشهای شیمیایی سرایی تاثیر معکوس می‌گذارد.
4- ورود اجسام داغ و آتش گیر، استعمال دخانیات و ایجاد جرقه و شعله در باتریخانه ممنوع است.
5- لوازم تست و سرویس باتری‌ها باید عایق باشند. ظرف آب مقطر، قیف، پارچ و. . .
6- غلظت سنج باید سالم و دارای قدرت مکش مناسب جهت قرائت غلظت الکترولیت باترهای را داشته باشد.
7- سینک دست شویی و شیر آب باید سالم باشد. (وجود چشم شوی در باتریخانه‌های بزرگ الزامی است)
8- کپسول آتش نشانی در مجاورت درب ورودی باتریخانه نصب باشد. (کپسول از نوع C. ).
9- دیواره‌ها و کف و سقف باید از مواد ضد اسید باشند و اگر نقاطی مشکل دارد گزارش شود
10- گرد و غبار و خاک و خاشاک به اتاق باتری راه نداشته باشد.
11- رطوبت و یا کانال فاظلاب و یا کانالهای کابل آنها باید خشک و تمیز باشد.
12- منافذ ورود حیوانات موذی بسته باشد.
13- شماره گذاری سل‌ها از سر مثبت.
14- پایه‌های باطر‌ها صحیح و سالم و در جای خود محکم استقرار داشته باشند. (پایه‌ها ضد زلزله باشند)
15- جلد سل‌های باتری بدون ترک و شکستگی بوده و نشتی الکترولیت نداشته باشد.
16- عدم پوشش بروی باتری‌ها. بخصوص باتریهای سیلد اسید.
17- قطب سل‌ها تمیز و بدون رسوب بوده و اتصالات با پیچ و مهره سفت شده و پارگی یا شکستگی نداشته باشد؛ پیچ و مهره‌ها خوردگی نداشته باشند.
18- سطح صفحات داخل سلول مملو از الکترولیت باشد. (۱۰ میلی متر بالای صفحات) اگر سطح الکترولیت پایین بود فقط و فقط از آب مقطر خالص استفاده گردد، اگر سطح صفحات خالی از الکترولیت بماند صفحات منفی با هوا ترکیب شده و دیگر این صفحات در واکنشهای شیمیایی شرکت نخواهند کرد. دقت گردد بیش از حد اضافه کردن آب مقطر باتری‌ها را خراب میکند. تا علامت مشخص شده MAX بیشتر نشود.
19- در صورتی که بیش از ۱۰ سل احتیاج به آب مقطر داشتند جهت همگن شدن الکترولیت سل‌ها باید شارژ برابر کننده به باتری‌ها اعمال شود. (شارژ EQUALIZE به مدت حداقل ۲ ساعت).
20- خارج شدن حبابهای بزرگ از سل‌ها نشان از شارژ زیاد است که باید وضعیت شارژ تغییر کرده و ولتاژ و جریان شارژ کم شود.
21- سطح داخل سل‌ها باید تمیز بوده و صفحات مثبت آن قهوه‌ای تیره و صفحات منفی آن خاکستری براق باشند. (در باتریهای سربی – اسیدی)
22- روی اتصالات را باید با وازلین چرب نمود.
23- جلد صفحات را مجازیم با پارچه نمناک تمیز کنیم و استفاده از حلال‌ها خطرناک است.
24- قرائت صحیح میزان غلظت سل ها.
25- برای باتریهایی که بصورت STANDBY در سیستم نصب میشوند شارژ فلوت به اندازه ۲. ۱۵ تا ۲. ۲۵ ولت بر هر سل در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد و با جریان ۴۰ تا ۱۰۰ میلی آمپر برای هر سل باید تنظیم گردد.
26- هر ۳ ماه باید مد شارژ باتری‌ها به مد شارژ EQUALIZE تغییر یابد تا الکترولیت و مواد فعال داخل باتری‌ها از حالت یکنواختی درآیند. چون به مرور زمان اسید که نسبت به آب مقطر چگال‌تر است به ته ظرف رسوب میکند و مواد فعال صفحات نیز بر اثر شارژ فلوت طولانی مدت یونیزه شده اند از صفحات جدا میشوند.
27- میزان شارژ EQUALIZE برای هر سل ۲. ۲۵ تا ۲. ۳۵ ولت بر هر سل است و حداکثر تا ۲۴ ساعت می‌باشد.
28- شارژ تعادلی برای باتری‌ها با عمر بالای ۵ سال و یا باتریهایی که سیکل شارژ و دشارژ آنها بالاست در طول عمر ان‌ها موثر است.
29- در زمان تست دشارژ حداقل ولتاژ مجاز برای هر سل ۱. ۸ ولت می‌باشد و در صورتی که ولتاژ به این میزان رسید باید باطر‌ها را شارژ کرد در غیر اینصورت شارژ مجدد باتری‌ها بسیار مشکل و طول عمر باتری‌ها کم میشود.
