鋰電系統(tǒng)＂上位＂—數(shù)據(jù)中心更高效率運(yùn)營

來源：存能電氣  日期：2021-04-13 09:57  瀏覽量：次

鋰電系統(tǒng)"上位"—數(shù)據(jù)中心更高效率運(yùn)營。由于其重量與尺寸的緣故，數(shù)據(jù)中心需具備強(qiáng)化的承載結(jié)構(gòu)，鉛酸電池性能已不堪重負(fù)，急需更換替代的產(chǎn)品。現(xiàn)在所有的主要數(shù)據(jù)中心機(jī)房皆使用鋰電池，此方向已公認(rèn)為最有希望的選擇。

鋰電系統(tǒng)"上位"—數(shù)據(jù)中心更高效率運(yùn)營

隨著行業(yè)面臨容量和先進(jìn)應(yīng)用場景帶來的挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)中心的形態(tài)和規(guī)模都開始發(fā)生重大變化，近年來，數(shù)據(jù)中心因空間限制與更高效率營運(yùn)的需求而皆以增加其功率密度為主要目標(biāo)。更有效率的可用空間儼然是數(shù)據(jù)中心擁有者最重要的工作之一。

目前，絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心機(jī)房都采用在線式UPS作為供電保障。然而，數(shù)據(jù)中心除了存放服務(wù)器、磁盤陣列等系統(tǒng)設(shè)備和路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備外，還有大量的照明、監(jiān)控、制冷、水循環(huán)系統(tǒng)等設(shè)備，設(shè)備種類繁多，對供電系統(tǒng)的峰值因數(shù)、過載能力等也有較高要求，常規(guī)的在線式UPS已不能滿足數(shù)據(jù)中心的需求。

數(shù)據(jù)中心的負(fù)載特性、運(yùn)營成本、運(yùn)行效率以及可靠性等方面的要求都給儲能式供電系統(tǒng)帶來全新的發(fā)展機(jī)遇。傳統(tǒng)蓄電池自身的一些缺陷，已越來越難以適應(yīng)數(shù)據(jù)中心機(jī)房行業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程。

UPS電源傳統(tǒng)上采用的鉛酸電池面臨能耗高、占據(jù)更多空間，增加成本，運(yùn)行環(huán)境要求高、易造成環(huán)境污染以及需要大量維護(hù)等不足。鉛酸電池可以說是數(shù)據(jù)中心運(yùn)維人員頭痛又無奈的存在，其對應(yīng)用場景的運(yùn)營要求近乎苛刻，電池的整體壽命還很短，基本上只有6年左右；最后，由于體積龐大，數(shù)據(jù)中心在設(shè)計(jì)之初還必須考慮占地空間和樓板承重力。

以鋰電池為主導(dǎo)的電化學(xué)儲能技術(shù)，在安全性、能量轉(zhuǎn)換效率和經(jīng)濟(jì)性等方面都具有明顯的比較優(yōu)勢。儲采用儲能鋰電池的供電系統(tǒng)將會是未來數(shù)據(jù)中心機(jī)房的發(fā)展方向。鋰電池在減少數(shù)據(jù)中心占地面積、延長使用壽命，以及提高投資回報(bào)率方面具有關(guān)鍵優(yōu)勢，高能量、低耗能的鋰電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)更高的能量供給，更低的能耗，并減少環(huán)境污染。

對于UPS來說，用鋰電池替代鉛酸電池是一個(gè)趨勢。鋰電池自身體積更小，也更環(huán)保，無論對于寸土寸金的云數(shù)據(jù)中心，還是邊緣節(jié)點(diǎn)，都是更好的選擇。目前業(yè)界主流的鋰電分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元鋰。在數(shù)據(jù)中心場景目前普遍采用磷酸鐵鋰和三元鋰2種電芯，磷酸鐵鋰可靠性更高，三元鋰能量密度有優(yōu)勢。

鋰電系統(tǒng)的"上位"，目前已有10%的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)采用鋰電池作為后備能源。未來隨著新能源以及儲能成本的降低，通過鋰電池儲能來降低成本和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)性發(fā)展目標(biāo)成為可能。

鋰電池適用于數(shù)據(jù)中心的理由

重量及體積：鋰離子電池體積比能量是鉛酸蓄電池2倍以上、重量比能量是鉛酸蓄電池的3倍以上；

壽命：鋰離子電池循環(huán)壽命和日歷壽命更長；

環(huán)境敏感性：鋰離子電池對溫濕度和海拔高度的耐受性更好；

環(huán)保：鋰離子電池?zé)o重金屬污染、使用過程中無酸性氣體和易燃易爆氣體析出。

相比之下，鉛酸蓄電池應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的痛點(diǎn)

①安裝難度大：重量重、連接點(diǎn)多、大電流情況下對緊固要求高；

②空間占用大：約占整個(gè)機(jī)房面積的3%~10%；

③環(huán)境耐受性差：25±3℃，溫度提高10℃壽命減半；

④監(jiān)測系統(tǒng)：監(jiān)測系統(tǒng)功能不全誤報(bào)、錯報(bào)、漏報(bào)不斷；

⑤壽命短：一般5~7年使用壽命，在其他設(shè)備正常服役時(shí)，需要進(jìn)行電池更換；

⑥氣體析出：酸性的氫氧混合氣體析出，對電池間設(shè)計(jì)要求極高，且存在安全隱患。

安全、綠色、高性能，全新鋰電池?cái)?shù)據(jù)中心時(shí)代即將到來！鋰電池未來將大力推動綠色數(shù)據(jù)中心創(chuàng)建、運(yùn)維和改造，引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心走高效、清潔、集約、循環(huán)的綠色發(fā)展道路，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心持續(xù)健康發(fā)展。