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Untersuchungen an APC-Smart-UPS bezüglich der Batterie-Ladespannung.
Umrüsten von Geräten für den Betrieb mit Photovoltaik.
Stand: September 2012

Smart-UPS 700 und 1000: In vielen Geräten stecken geplatzte Batterien, welche teilweise nur durch die Zerlegung der Blechkiste befreit werden können. Da ich solches in meiner jahrzentelangen Erfahrung mit Bleiakkus nie vorfand, untersuchte ich die robusten Geräte und fand die Ursache:
Die Ladespannung ist zu hoch, -beträgt teilweise über 28 V und überladet damit die Batterien.

Batterien sind die empfindlichsten Komponenten jeder vernünftig konstruierten UPS!

Gleichzeitig werden die Batterien vom Transformator und der Elektronik zusätzlich erwärmt, jedoch durch die blosse Konvektion nicht gekühlt.

Die Ladespannung ist abhängig von der Betriebstemperatur der Batterien, wird jedoch bei diesen UPS nicht kompensiert und kann auch nicht eingestellt werden.
Ich nenne sie deshalb nicht Smart, sondern stupid-UPS;-(

Batteriehersteller empfehlen folgende Ladespannungen (Beispiel Yuasa):

Lösung: Mittels einer geeigneten Sonde wird vorerst die Betriebstemperatur der Batterie gemessen. Danach wird die Ladespannung gemäss obiger Tabelle ermittelt und durch eine Änderung des Widerstandsnetzwerkes R118/R119 auf der Steuerplatine justiert.
Dazu kann R119 durch einen Zusatzwiderstand von einigen hundert Ohm "verlängert" werden.
Da die Batterien mit Konstantspannung geladen werden, kann der Einfluss direkt an den Batterieklemmen nachgemessen werden.

Smart-UPS 420: Auch da war zuerst etwas Grundlagenforschung notwendig, rund um den Schaltregler LM2575. Die Ladespannung kann justiert werden, indem über R66 auf der Lötseite der Steuerplatine ein Parallelwiderstand von etwa 500 kOhm aufgelötet wird.

Im Gegensatz zum APC-Support, welcher dazu keine Lösung anbietet, eliminieren diese einfachen Eingriffe das Überladeproblem der Batterien und ich habe damit gute Erfahrungen gemacht.

Smart-UPS 1500: Für das, in SMD-Technik ausgeführte Gerät habe ich leider nur eine Radikallösung, damit nicht bei jedem Batteriewechsel das ganze Gerät zerlegt werden muss:
Man bohrt in die Bodenplatte, etwa 20 cm vom vorderen Blechrand ein etwa 20 mm grosses Loch. Dort kann im Notfall ein robustes Stemmeisen eingeführt werden, um die geplatzten Batterien herauszuhebeln. Dem Kunden erklärt man ferner; -APC könne leider keine Lösung anbieten und die neuen Batterien seien je nach Betriebstemperatur in kurzer Zeit wieder kaputt.

Back-UPS 500: Dieses Baby vermag nicht einmal einen kleinen Haushaltkühlschrank < 80W anzuziehen, taugt also gerademal zum Füttern eines getakteten PC-Netzteils. Deshalb habe ich damit etwas besonderes angestellt und die UPS für den Betrieb mit Photovoltaik  umgerüstet. Die Rückseite mit den Anschlüssen wurde mit einer Ausgangssteckdose Typ 12 versehen. Anstelle der internen kleinen Batterie wurden die Batteriekabel über Schraubklemmen herausgeführt. Nun kann eine grobe 12V Batterie (Bank) angeschlossen und über einen Laderegler mit PV geladen werden. Hat die UPS 230VAC Netzeingang werden über den Hilfstrafo etwa 3 Watt Leerlaufleistung bezogen. Andernfalls kann die UPS auch über den Testschalter auf der Frontseite für reinen Wechselrichterbetrieb gestartet werden.

Smart-UPS 2200: Auch dieses robuste Gerät versuche ich für den Parallelbetrieb ab PV-Anlage aufzurüsten. Das 48 V Batteriepack wurde entfernt und an seiner Stelle ein PWM-Regler eingeschoben. Die DC-Stecker für den Anschluss der 48V Batteriebank wurden an die Rückseite versetzt. Der Vorteil der APC-Geräte ist, dass sie als Stand alone Wechselrichter direkt ab DC-Versorgung gestartet werden können. 
Geplant ist der Betrieb dieser UPS direkt ab 3 kW Solarzellenfeld bei Netzausfall während mehreren Tagen oder Wochen.

Weitere Untersuchungen, namentlich mit PowerChute habe ich keine angestellt.
Ich bin aber dankbar für jeden weiteren Hinweis!                  Peter Bachmann

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