مصدر طاقة غير منقطع

يوفر جهاز UPS الاحتياطي/غير المتصل بالإنترنت أبسط الميزات، حيث يوفر الحماية من ارتفاع الجهد الكهربائي وبطارية احتياطية. عادةً ما يتم توصيل الأجهزة المحمية مباشرةً بمصدر الطاقة الرئيسي. عندما ينخفض ​​الجهد الكهربائي الداخل أو يرتفع فوق مستوى محدد مسبقًا، يقوم جهاز UPS بتشغيل دائرة محول التيار المستمر إلى التيار المتردد الداخلية، والتي تعمل ببطارية تخزين داخلية. ثم يقوم جهاز UPS بتحويل الأجهزة المتصلة ميكانيكيًا إلى مخرج محول التيار المستمر إلى التيار المتردد. قد تصل مدة التحويل إلى 25 مللي ثانية، وذلك حسب الوقت الذي يستغرقه جهاز UPS الاحتياطي لاكتشاف انخفاض الجهد الكهربائي الرئيسي. صُمم جهاز UPS لتشغيل أجهزة معينة، مثل جهاز كمبيوتر شخصي، دون أي انخفاض ملحوظ في الجهد أو انقطاع مؤقت للتيار الكهربائي.

يعمل نظام UPS التفاعلي مع الخط بطريقة مشابهة لنظام UPS الاحتياطي، ولكنه يتميز بإضافة محول ذاتي متعدد المنافذ متغير الجهد . هذا نوع خاص من المحولات قادر على إضافة أو إزالة ملفات سلكية موصولة بالتيار، مما يؤدي إلى زيادة أو تقليل المجال المغناطيسي وجهد الخرج للمحول. يمكن أيضًا تحقيق ذلك باستخدام محول رفع/خفض الجهد ، وهو يختلف عن المحول الذاتي، حيث يمكن توصيل الأول لتوفير عزل كهربائي .

يستطيع هذا النوع من أجهزة UPS تحمل انخفاضات الجهد المستمرة وارتفاعات الجهد المفاجئة دون استهلاك طاقة البطارية الاحتياطية المحدودة. وبدلاً من ذلك، يعوض ذلك عن طريق اختيار منافذ طاقة مختلفة تلقائيًا على المحول الذاتي. وبحسب التصميم، قد يؤدي تغيير منفذ المحول الذاتي إلى انقطاع قصير جدًا في طاقة الخرج، ^{[ 10 ]} مما قد يتسبب في إصدار أجهزة UPS المزودة بجهاز إنذار انقطاع الطاقة صوت تنبيه قصير للحظة.

أصبح هذا التصميم شائعًا حتى في أجهزة UPS الرخيصة نظرًا لاستغلاله للمكونات المدمجة فيها.  يحتاج المحول الرئيسي بتردد 50/60 هرتز، المستخدم للتحويل بين جهد الشبكة وجهد البطارية، إلى توفير نسبتي لف مختلفتين قليلًا: الأولى لتحويل جهد خرج البطارية (عادةً من مضاعفات 12  فولت) إلى جهد الشبكة، والثانية لتحويل جهد الشبكة إلى جهد شحن بطارية أعلى قليلًا (مثل مضاعفات 14  فولت). يكمن الفرق بين الجهدين في أن شحن البطارية يتطلب فرق جهد (يصل إلى 13-14  فولت لشحن  بطارية 12 فولت). علاوة على ذلك، يسهل إجراء عملية التبديل على جانب جهد الشبكة من المحول نظرًا لانخفاض التيارات فيه.

للحصول على خاصية خفض/رفع الجهد ، كل ما يلزم هو مفتاحان منفصلان لتوصيل مدخل التيار المتردد بأحد طرفي الملف الابتدائي، بينما يتم توصيل الحمل بالطرف الآخر، وبالتالي استخدام الملفات الابتدائية للمحول الرئيسي كمحول ذاتي. يمكن شحن البطارية أثناء خفض الجهد الزائد، ولكن أثناء رفع الجهد المنخفض، يكون خرج المحول منخفضًا جدًا بحيث لا يكفي لشحن البطاريات.

يمكن تصميم المحولات الذاتية لتغطية نطاق واسع من الفولتيات المدخلة المتغيرة، لكن هذا يتطلب عددًا أكبر من نقاط التوصيل ويزيد من التعقيد، بالإضافة إلى تكلفة وحدة الإمداد بالطاقة غير المنقطعة (UPS). من الشائع أن يغطي المحول الذاتي نطاقًا يتراوح بين 90  و140  فولتًا تقريبًا لتوفير طاقة 120  فولتًا، ثم يتحول إلى البطارية إذا ارتفع الجهد أو انخفض بشكل كبير عن هذا النطاق.

في ظروف انخفاض الجهد، يستهلك جهاز UPS تيارًا أعلى من المعتاد، لذا قد يحتاج إلى دائرة كهربائية ذات تيار أعلى من الأجهزة العادية. على سبيل المثال، لتشغيل  جهاز بقدرة 1000 واط عند جهد 120  فولت، يسحب جهاز UPS تيارًا مقداره 8.33  أمبير. في حال حدوث انخفاض مفاجئ في الجهد إلى 100  فولت، يسحب جهاز UPS تيارًا مقداره 10  أمبير للتعويض. وينطبق هذا أيضًا في الاتجاه المعاكس، ففي حالة ارتفاع الجهد، يحتاج جهاز UPS إلى تيار أقل.

في نظام UPS المتصل بالشبكة، تكون البطاريات متصلة دائمًا بالعكس، مما يُغني عن الحاجة إلى مفاتيح تحويل الطاقة. عند انقطاع التيار الكهربائي، ينفصل المقوم ببساطة عن الدائرة، وتحافظ البطاريات على استقرار الطاقة دون تغيير. عند عودة التيار، يستأنف المقوم عمله بحمل معظم الحمل ويبدأ بشحن البطاريات، مع إمكانية تحديد تيار الشحن لمنع تلف البطاريات نتيجةً لاستهلاك المقوم العالي للطاقة. تتمثل الميزة الرئيسية لنظام UPS المتصل بالشبكة في قدرته على توفير "جدار حماية كهربائي" بين الطاقة الكهربائية الواردة من الشبكة والأجهزة الإلكترونية الحساسة.

يُعدّ نظام UPS المتصل بالإنترنت مثاليًا للبيئات التي تتطلب عزلًا كهربائيًا أو للأجهزة شديدة الحساسية لتقلبات الطاقة. ^{[ 11 ]} على الرغم من أنه كان مخصصًا في السابق للمنشآت الكبيرة جدًا التي تبلغ قدرتها 10  كيلوواط أو أكثر، إلا أن التطورات التكنولوجية سمحت الآن بتوفيره كجهاز استهلاكي شائع، بقدرة 500  واط أو أقل. قد يكون نظام UPS المتصل بالإنترنت ضروريًا عندما تكون بيئة الطاقة "متقلبة"، أو عندما تتكرر انخفاضات وانقطاعات التيار الكهربائي وغيرها من الأعطال، أو عندما تكون هناك حاجة لحماية أحمال معدات تكنولوجيا المعلومات الحساسة، أو عندما يكون التشغيل من مولد احتياطي طويل الأمد ضروريًا.

تعتمد التقنية الأساسية لوحدة الإمداد بالطاقة غير المنقطعة (UPS) المتصلة بالشبكة على نفس التقنية المستخدمة في وحدات الإمداد بالطاقة غير المنقطعة الاحتياطية أو التفاعلية مع الشبكة. إلا أنها عادةً ما تكون أغلى ثمناً بكثير، وذلك لاحتوائها على شاحن/مقوم بطارية تيار متردد إلى تيار مستمر ذي قدرة أعلى بكثير، بالإضافة إلى تصميم المقوم والعاكس للعمل بشكل مستمر مع أنظمة تبريد محسّنة. تُسمى هذه الوحدة بوحدة الإمداد بالطاقة غير المنقطعة ذات التحويل المزدوج لأن المقوم يُشغّل العاكس مباشرةً، حتى عند تشغيلها بتيار متردد عادي.

تحتوي أجهزة UPS المتصلة بالإنترنت عادةً على مفتاح تحويل ثابت (STS) لزيادة الموثوقية.

لا تحمل هذه التصاميم الهجينة الدوارة لأنظمة الطاقة غير المنقطعة (UPS) ^{[ 12 ] تسميات رسمية، مع أن شركة UTL تستخدم مصطلح "التحويل المزدوج عند الطلب" [ 13 ]} . يستهدف هذا النوع من أنظمة الطاقة غير المنقطعة التطبيقات عالية الكفاءة مع الحفاظ على الميزات ومستوى الحماية الذي يوفره التحويل المزدوج.

يعمل جهاز UPS الهجين (التحويل المزدوج عند الطلب) كجهاز UPS احتياطي/غير متصل بالشبكة عندما تكون ظروف الطاقة ضمن نطاق محدد مسبقًا. وهذا يُمكّن جهاز UPS من تحقيق معدلات كفاءة عالية جدًا. وعندما تتقلب ظروف الطاقة خارج النطاق المحدد، يتحول جهاز UPS إلى وضع التشغيل المتصل بالشبكة/التحويل المزدوج. ^{[ 13 ]} في وضع التحويل المزدوج، يستطيع جهاز UPS التكيف مع تغيرات الجهد دون الحاجة إلى استخدام طاقة البطارية، كما يمكنه تصفية تشويش الخط والتحكم في التردد.

تعمل وحدات الرنين الحديدي بنفس طريقة وحدة UPS الاحتياطية؛ إلا أنها متصلة بالشبكة باستثناء استخدام محول رنيني حديدي لتصفية الخرج. صُمم هذا المحول لتخزين الطاقة لفترة كافية لتغطية الفترة الزمنية بين التحويل من طاقة الشبكة إلى طاقة البطارية، مما يُلغي فعليًا زمن التحويل. تتميز العديد من وحدات UPS الرنينية الحديدية بكفاءة تتراوح بين 82% و88% (تيار متردد/تيار مستمر - تيار متردد) وتوفر عزلًا ممتازًا.

يحتوي المحول على ثلاثة ملفات، واحد للطاقة الرئيسية العادية، والثاني لطاقة البطارية المعدلة، والثالث لإخراج طاقة التيار المتردد إلى الحمل.

كان هذا النوع من أنظمة الطاقة غير المنقطعة (UPS) هو السائد في السابق، ويقتصر استخدامه حاليًا على نطاق 150 كيلو فولت أمبير تقريبًا. ولا تزال هذه الوحدات تُستخدم بشكل رئيسي في بعض القطاعات الصناعية (النفط والغاز، والبتروكيماويات، والكيماويات، والمرافق العامة، والصناعات الثقيلة) نظرًا لمتانتها. قد تتفاعل العديد من أنظمة الطاقة غير المنقطعة ذات الرنين الحديدي، التي تستخدم تقنية التحكم في الحديد، مع أجهزة تصحيح معامل القدرة. وينتج عن ذلك تذبذب في جهد الخرج، ولكن يمكن تصحيح ذلك عن طريق خفض مستويات الحمل أو إضافة أحمال خطية أخرى.

جهاز UPS المصمم لتشغيل أجهزة التيار المستمر يشبه إلى حد كبير جهاز UPS المتصل بالإنترنت، باستثناء أنه لا يحتاج إلى محول خرج. كذلك، إذا كان جهد بطارية جهاز UPS متوافقًا مع الجهد الذي يحتاجه الجهاز، فلن يكون هناك حاجة إلى مصدر طاقة للجهاز . وبما أنه يتم الاستغناء عن خطوة أو أكثر من خطوات تحويل الطاقة، فإن ذلك يزيد من الكفاءة ووقت التشغيل.

تستخدم العديد من أنظمة الاتصالات السلكية واللاسلكية طاقة تيار مستمر بجهد منخفض للغاية ( 48 فولت)، نظرًا لقلة القيود المفروضة على سلامتها، مثل تركيبها في قنوات وصناديق توصيل. لطالما كان التيار المستمر المصدر الرئيسي للطاقة في الاتصالات السلكية واللاسلكية، بينما كان التيار المتردد المصدر الرئيسي لأجهزة الكمبيوتر والخوادم. 

أُجريت تجارب عديدة على استخدام  طاقة تيار مستمر 48 فولت لخوادم الكمبيوتر، أملاً في تقليل احتمالية الأعطال وتكلفة المعدات. مع ذلك، لتوفير نفس القدر من الطاقة، سيكون التيار أعلى من دائرة مكافئة بجهد 115  فولت أو 230  فولت؛ ويتطلب التيار الأعلى موصلات أكبر أو فقدًا أكبر للطاقة على شكل حرارة.

 يُستخدم التيار المستمر عالي الجهد (380 فولت) في بعض تطبيقات مراكز البيانات، ويسمح باستخدام موصلات طاقة صغيرة، ولكنه يخضع لقواعد أكثر تعقيدًا في مجال الكهرباء لضمان احتواء آمن للجهود العالية. ^{[ 14 ]}

بالنسبة للأجهزة ذات الطاقة المنخفضة التي تعمل بجهد 5  فولت، يمكن لبعض بنوك البطاريات المحمولة أن تعمل كجهاز UPS.

تستخدم وحدة الإمداد بالطاقة غير المنقطعة الدوارة (UPS) قصور دولاب موازنة دوار ذي كتلة عالية ( تخزين طاقة دولاب الموازنة ) لتوفير استمرارية قصيرة الأجل في حالة انقطاع التيار الكهربائي. كما يعمل دولاب الموازنة كحاجز ضد ارتفاعات وانخفاضات الطاقة، حيث لا تؤثر هذه الأحداث قصيرة الأجل بشكل ملحوظ على سرعة دوران دولاب الموازنة ذي الكتلة العالية. وتُعد هذه الوحدة من أقدم التصاميم، إذ سبقت اختراع الصمامات المفرغة والدوائر المتكاملة.

يمكن اعتبارها متصلة بالشبكة لأنها تدور باستمرار في الظروف العادية. مع ذلك، وعلى عكس أنظمة الطاقة غير المنقطعة (UPS) التي تعمل بالبطاريات، توفر أنظمة الطاقة غير المنقطعة التي تعمل بعجلة الموازنة عادةً حماية لمدة تتراوح بين 10 و20 ثانية قبل أن تتباطأ عجلة الموازنة ويتوقف خرج الطاقة. ^{[ 15 ]} تُستخدم هذه الأنظمة تقليديًا مع مولدات احتياطية، لتوفير طاقة احتياطية فقط للفترة القصيرة التي يحتاجها المحرك لبدء التشغيل واستقرار خرج الطاقة.

يُستخدم نظام UPS الدوار عادةً في التطبيقات التي تتطلب  حماية تزيد عن 10000 واط، وذلك لتبرير تكلفته والاستفادة من مزاياه. ويمكن زيادة مدة التشغيل الاحتياطي أو سعة النظام باستخدام دولاب موازنة أكبر أو عدة دواليب موازنة تعمل بالتوازي.

بما أن دولاب الموازنة مصدر طاقة ميكانيكي، فلا حاجة لاستخدام محرك كهربائي أو مولد كوسيط بينه وبين محرك ديزل مصمم لتوفير طاقة احتياطية. باستخدام علبة تروس، يمكن استخدام القصور الذاتي الدوراني لدولاب الموازنة لبدء تشغيل محرك الديزل مباشرةً، ^{[ 16 ]} وبمجرد تشغيله، يمكن استخدام محرك الديزل لتدوير دولاب الموازنة مباشرةً. وبالمثل، يمكن توصيل عدة دواليب موازنة على التوازي عبر أعمدة نقل ميكانيكية ، دون الحاجة إلى محركات ومولدات منفصلة لكل دولاب موازنة.

صُممت هذه الأنظمة عادةً لتوفير تيار خرج عالٍ جدًا مقارنةً بأنظمة UPS الإلكترونية البحتة، وهي أكثر قدرة على توفير تيار بدء التشغيل للأحمال الحثية مثل بدء تشغيل المحركات أو أحمال الضواغط، بالإضافة إلى معدات التصوير بالرنين المغناطيسي وأجهزة قسطرة القلب . كما أنها قادرة على تحمل حالات قصر الدائرة الكهربائية التي تصل إلى 17 ضعفًا مقارنةً بأنظمة UPS الإلكترونية، مما يسمح باحتراق أحد الأجهزة وتعطله بينما تستمر الأجهزة الأخرى في تلقي الطاقة من نظام UPS الدوار.

عادةً ما يكون عمرها الافتراضي أطول بكثير من أنظمة UPS الإلكترونية البحتة، حيث يصل إلى 30 عامًا أو أكثر. إلا أنها تتطلب فترات توقف دورية للصيانة الميكانيكية، مثل استبدال محامل الكرات . في الأنظمة الأكبر حجمًا، يضمن وجود أنظمة احتياطية استمرارية العمليات أثناء هذه الصيانة. أما التصاميم التي تعتمد على البطاريات فلا تتطلب توقفًا إذا أمكن استبدال البطاريات أثناء التشغيل ، وهو ما يحدث عادةً في الوحدات الأكبر حجمًا. تستخدم الوحدات الدوارة الأحدث تقنيات مثل المحامل المغناطيسية والهياكل المفرغة من الهواء لزيادة كفاءة وضع الاستعداد وتقليل الصيانة إلى أدنى حد ممكن.

عادةً ما تُستخدم دولاب الموازنة ذو الكتلة العالية مع نظام مولد كهربائي . ويمكن تهيئة هذه الوحدات على النحو التالي:

1. محرك يقود مولدًا متصلًا ميكانيكيًا، ^{[ 12 ]}
2. محرك ومولد متزامنان مدمجان ملفوفان في فتحات متناوبة لجزء دوار وجزء ثابت واحد،
3. نظام تزويد طاقة غير منقطع دوار هجين، مصمم على غرار نظام تزويد الطاقة غير المنقطع المتصل بالإنترنت، إلا أنه يستخدم دولاب الموازنة بدلاً من البطاريات. يقوم المقوم بتشغيل محرك لتدوير دولاب الموازنة، بينما يستخدم المولد دولاب الموازنة لتشغيل العاكس.

في الحالة رقم  3، يمكن أن يكون مولد المحرك متزامنًا/متزامنًا أو حثيًا/متزامنًا.  يمكن تشغيل جانب المحرك في الوحدة في الحالتين رقم 2 و3 مباشرةً بواسطة مصدر طاقة تيار متردد (عادةً عند تجاوز العاكس)، أو محرك تحويل مزدوج بست خطوات، أو عاكس بست نبضات.  تستخدم الحالة رقم 1 دولاب موازنة مدمجًا كمصدر طاقة قصير المدى بدلًا من البطاريات لإتاحة الوقت اللازم لبدء تشغيل المولدات الخارجية الموصولة كهربائيًا وربطها بالشبكة.  يمكن للحالتين رقم 2 و3 استخدام البطاريات أو دولاب موازنة مستقل موصول كهربائيًا كمصدر طاقة قصير المدى.

في بيئات الأعمال الكبيرة حيث تُعدّ الموثوقية بالغة الأهمية، قد يُمثّل جهاز UPS ضخم واحد نقطة ضعف تُؤدّي إلى تعطيل العديد من الأنظمة الأخرى. ولتوفير موثوقية أكبر، يُمكن دمج وحدات UPS وبطاريات أصغر حجمًا لتوفير حماية طاقة احتياطية تُعادل جهاز UPS ضخمًا واحدًا. يُشير مصطلح " N  +  1" إلى أنه إذا كان بالإمكان تزويد الحمل بواسطة N وحدة، فسيحتوي النظام على N  +  1 وحدة. وبهذه الطريقة، لن يُؤثّر تعطل أي وحدة على تشغيل النظام. ^{[ 18 ]}

تُتيح العديد من خوادم الكمبيوتر خيار استخدام وحدات تزويد طاقة احتياطية ، بحيث في حال تعطل إحدى هذه الوحدات، يمكن لوحدة أو أكثر من الوحدات الأخرى تزويد الخادم بالطاقة. وهذه نقطة بالغة الأهمية، إذ يجب أن تكون كل وحدة تزويد طاقة قادرة على تشغيل الخادم بالكامل بمفردها.

يتم تعزيز التكرار بشكل أكبر عن طريق توصيل كل مصدر طاقة بدائرة مختلفة (أي بقاطع دائرة مختلف ).

يمكن تعزيز الحماية الاحتياطية بشكل أكبر عن طريق توصيل كل وحدة تزويد طاقة بوحدة UPS خاصة بها. يوفر هذا حماية مزدوجة من انقطاع التيار الكهربائي وانقطاع وحدة UPS، مما يضمن استمرار التشغيل. يُشار إلى هذا التكوين أيضًا باسم التكرار 1  +  1 أو 2N . إذا لم تسمح الميزانية بوحدتي UPS متطابقتين، فمن الشائع توصيل إحدى وحدتي تزويد الطاقة بمصدر الطاقة الرئيسي والأخرى بوحدة UPS. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

عند تركيب نظام UPS في الهواء الطلق، يجب أن يتمتع بخصائص محددة تضمن قدرته على تحمل الظروف الجوية دون أي تأثير على أدائه. ينبغي على الشركة المصنعة مراعاة عوامل مثل درجة الحرارة والرطوبة والأمطار والثلوج وغيرها عند تصميم نظام UPS خارجي. تتراوح درجات حرارة التشغيل  لأنظمة UPS الخارجية بين -40 درجة مئوية و+55 درجة مئوية . ^{[ 21 ]} 

يمكن تركيب أنظمة الطاقة غير المنقطعة الخارجية على أعمدة أو قواعد أرضية أو وحدات رئيسية. قد تشمل الظروف الخارجية درجات حرارة شديدة البرودة، وفي هذه الحالة يجب أن يشتمل نظام الطاقة غير المنقطعة الخارجي على سخان بطارية، أو درجات حرارة شديدة الحرارة، وفي هذه الحالة يجب أن يشتمل على نظام تهوية أو نظام تكييف.

محول الطاقة الشمسية ، أو محول الخلايا الكهروضوئية ، أو محول الطاقة الشمسية ، يحول التيار المستمر المتغير الناتج من الألواح الشمسية الكهروضوئية إلى تيار متردد بتردد الشبكة الكهربائية ، والذي يمكن تغذيته في شبكة كهربائية تجارية أو استخدامه في شبكة كهربائية محلية مستقلة . يُعدّ هذا المحول مكونًا أساسيًا في نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، مما يسمح باستخدام المعدات العادية التي تعمل بالتيار المتردد. يحتوي محول الطاقة الشمسية على وظائف خاصة مصممة خصيصًا للاستخدام مع مصفوفات الخلايا الكهروضوئية، بما في ذلك تتبع نقطة الطاقة القصوى والحماية من العزل .

عند شحن أو تفريغ بطارية الرصاص الحمضية، يؤثر ذلك في البداية فقط على المواد الكيميائية المتفاعلة الموجودة عند السطح الفاصل بين الأقطاب الكهربائية والإلكتروليت. ومع مرور الوقت، تنتشر الشحنة المخزنة في هذه المواد الكيميائية عند السطح الفاصل، والتي تُسمى غالبًا "شحنة السطح الفاصل"، عن طريق انتشار هذه المواد الكيميائية في جميع أنحاء المادة الفعالة.

إذا تم تفريغ بطارية بالكامل (مثلاً، إذا تُركت أضواء السيارة مضاءة طوال الليل) ثم شُحنت شحنة سريعة لبضع دقائق فقط، فإنها خلال فترة الشحن القصيرة هذه، تتراكم فيها شحنة بالقرب من سطح التلامس فقط. قد يرتفع جهد البطارية ليقترب من جهد الشاحن، مما يؤدي إلى انخفاض تيار الشحن بشكل ملحوظ. بعد بضع ساعات، لن تنتشر هذه الشحنة السطحية إلى حجم القطب الكهربائي والإلكتروليت، مما يؤدي إلى انخفاضها إلى مستوى منخفض جدًا قد لا يكفي لتشغيل السيارة. ^{[ 28 ]}

بسبب رسوم الواجهة، قد لا تعكس وظائف الاختبار الذاتي القصيرة لجهاز UPS ، والتي تستغرق بضع ثوانٍ فقط، بدقة سعة وقت التشغيل الحقيقية للجهاز، وبدلاً من ذلك، يلزم إجراء إعادة معايرة مطولة أو اختبار تفريغ يؤدي إلى تفريغ البطارية بشكل كامل. ^{[ 29 ]}

يُعدّ اختبار التفريغ العميق بحد ذاته ضارًا بالبطاريات، إذ تبدأ المواد الكيميائية الموجودة في البطارية المُفرّغة بالتبلور إلى أشكال جزيئية شديدة الاستقرار لا تذوب عند إعادة شحن البطارية، مما يُقلّل سعة الشحن بشكل دائم. في بطاريات الرصاص الحمضية، يُعرف هذا باسم الكبرتة ، ولكنّ أضرار التفريغ العميق تُصيب أيضًا أنواعًا أخرى مثل بطاريات النيكل والكادميوم وبطاريات الليثيوم . ^{[ 30 ]} لذلك، يُوصى عادةً بإجراء اختبارات التفريغ على فترات متباعدة، مثل كل ستة أشهر إلى سنة. ^{[ 31 ]}

تستطيع أنظمة الطاقة غير المنقطعة التجارية متعددة الكيلوواط ، المزودة ببطاريات كبيرة يسهل الوصول إليها، عزل واختبار الخلايا الفردية ضمن سلسلة البطاريات ، والتي تتكون إما من وحدات بطاريات ذات خلايا مدمجة (مثل  بطاريات الرصاص الحمضية 12 فولت) أو خلايا كيميائية فردية موصولة على التوالي. يسمح عزل خلية واحدة وتركيب وصلة توصيل مكانها بإجراء اختبار تفريغ تلك البطارية، بينما تظل بقية سلسلة البطاريات مشحونة وجاهزة لتوفير الحماية. ^{[ 32 ]}

من الممكن أيضًا قياس الخصائص الكهربائية للخلايا الفردية في سلسلة البطاريات، باستخدام أسلاك استشعار وسيطة تُركّب عند كل نقطة اتصال بين الخلايا، وتُراقَب بشكل فردي وجماعي. ويمكن توصيل سلاسل البطاريات على التوالي والتوازي، على سبيل المثال، مجموعتين من 20 خلية. في هذه الحالة، من الضروري أيضًا مراقبة تدفق التيار بين السلاسل المتوازية، حيث قد يدور التيار بينها لموازنة تأثير الخلايا الضعيفة، أو الخلايا التالفة ذات المقاومة العالية، أو الخلايا التي بها قصر في الدائرة. على سبيل المثال، يمكن للسلاسل الأقوى أن تُفرّغ شحنتها عبر السلاسل الأضعف حتى تتعادل اختلالات الجهد، ويجب أخذ ذلك في الاعتبار عند قياسات الجهد بين الخلايا داخل كل سلسلة. ^{[ 33 ]}

قد تتعرض سلاسل البطاريات الموصولة على التوالي والتوازي لأعطال غير معتادة نتيجةً للتفاعلات بين السلاسل المتوازية المتعددة. ويمكن أن تؤثر البطاريات المعيبة في إحدى السلاسل سلبًا على أداء وعمر البطاريات السليمة أو الجديدة في السلاسل الأخرى. وتنطبق هذه المشكلات أيضًا على حالات أخرى تُستخدم فيها سلاسل التوصيل على التوالي والتوازي، ليس فقط في أنظمة الطاقة غير المنقطعة (UPS) بل أيضًا في تطبيقات المركبات الكهربائية . ^{[ 34 ]}

لنفترض وجود ترتيب بطارية موصولة على التوالي والتوازي، وجميع خلاياها سليمة، ثم تصبح إحداها معطلة أو ميتة:

• ستؤدي الخلية المعطلة إلى تقليل الحد الأقصى للجهد المتولد لسلسلة الخلايا بأكملها التي تقع ضمنها.
• ستفرغ سلاسل البطاريات الأخرى الموصولة بالتوازي مع السلسلة التالفة شحنتها عبر السلسلة التالفة حتى يتساوى جهدها مع جهد السلسلة التالفة، مما قد يؤدي إلى شحن زائد وغليان الإلكتروليت وانبعاث غازات من الخلايا السليمة المتبقية في السلسلة التالفة. ولن تتمكن هذه السلاسل المتوازية من إعادة الشحن بالكامل، حيث سيتسرب الجهد الزائد عبر السلسلة التي تحتوي على البطارية التالفة.
• قد تحاول أنظمة الشحن قياس سعة سلسلة البطاريات عن طريق قياس الجهد الكلي. ونظرًا لانخفاض الجهد الكلي للسلسلة بسبب الخلايا التالفة، قد يكتشف نظام الشحن ذلك على أنه حالة تفريغ، وسيحاول باستمرار شحن السلاسل المتصلة على التوالي والتوازي، مما يؤدي إلى شحن زائد مستمر وتلف جميع الخلايا في السلسلة المتصلة على التوالي التي تحتوي على البطارية التالفة.
• في حالة استخدام بطاريات الرصاص الحمضية ، ستبدأ جميع الخلايا في السلاسل المتوازية الجيدة سابقًا في التكلس بسبب عدم القدرة على إعادة شحنها بالكامل، مما يؤدي إلى تلف سعة تخزين هذه الخلايا بشكل دائم، حتى لو تم اكتشاف الخلية التالفة في السلسلة المتدهورة واستبدالها بخلية جديدة في النهاية.

إن الطريقة الوحيدة لمنع هذه التفاعلات الدقيقة بين السلاسل المتوازية والمتسلسلة هي عدم استخدام السلاسل المتوازية على الإطلاق واستخدام وحدات تحكم الشحن والعواكس المنفصلة للسلاسل المتسلسلة الفردية.

حتى سلسلة واحدة من البطاريات الموصولة على التوالي قد تُسبب تفاعلات سلبية إذا تم خلط بطاريات جديدة مع بطاريات قديمة. تميل البطاريات القديمة إلى امتلاك سعة تخزين أقل، وبالتالي ستفرغ شحنتها أسرع من البطاريات الجديدة، كما ستشحن إلى سعتها القصوى بشكل أسرع منها.

مع استنزاف شحنة سلسلة مختلطة من البطاريات الجديدة والقديمة، سينخفض ​​جهد السلسلة، وعندما تنفد شحنة البطاريات القديمة، ستظل البطاريات الجديدة مشحونة. قد تستمر الخلايا الأحدث في التفريغ عبر بقية السلسلة، ولكن نظرًا لانخفاض الجهد، قد لا يكون تدفق الطاقة هذا مفيدًا، وقد يُهدر في الخلايا القديمة على شكل تسخين ناتج عن المقاومة.

بالنسبة للخلايا التي من المفترض أن تعمل ضمن نطاق تفريغ محدد، فإن الخلايا الجديدة ذات السعة الأكبر قد تتسبب في استمرار الخلايا القديمة في السلسلة في التفريغ بما يتجاوز الحد الأدنى الآمن لنطاق التفريغ، مما يؤدي إلى تلف الخلايا القديمة.

عند إعادة شحن الخلايا القديمة، تُشحن بسرعة أكبر، مما يؤدي إلى ارتفاع سريع في الجهد الكهربائي إلى ما يقارب حالة الشحن الكامل، ولكن قبل أن تُشحن الخلايا الجديدة ذات السعة الأكبر بالكامل. يكتشف منظم الشحن الجهد العالي لسلسلة الخلايا المشحونة بالكامل تقريبًا، فيُقلل من تدفق التيار. تُشحن الخلايا الجديدة ذات السعة الأكبر ببطء شديد، لدرجة أن المواد الكيميائية قد تبدأ بالتبلور قبل الوصول إلى حالة الشحن الكامل، مما يُقلل من سعة الخلايا الجديدة على مدار عدة دورات شحن/تفريغ حتى تُصبح سعتها أقرب إلى سعة الخلايا القديمة في سلسلة الخلايا.

لهذه الأسباب، توصي بعض أنظمة إدارة أنظمة الطاقة غير المنقطعة الصناعية بالاستبدال الدوري لمصفوفات البطاريات بأكملها، والتي قد تستخدم مئات البطاريات باهظة الثمن، وذلك بسبب هذه التفاعلات الضارة بين البطاريات الجديدة والقديمة، داخل السلاسل المتصلة على التوالي والتوازي وعبرها. ^{[ 35 ]}