在電力部門的電力中斷時,采用鉛酸蓄電池的UPS供電系統一直是提供備用電源的標準選擇。近期,Forsythe DataCenters公司在伊利諾伊州芝加哥西郊的艾爾克格羅夫村建設了數據中心,其數據中心的UPS供電系統采用了鋰離子電池,為數據中心提供不間斷的電源保障。
“通常數據中心三年后更換鉛酸電池,五年時間將全部更換一次!盕orsythe公司數據中心開發總監托馬斯·麥金尼表示。該公司的數據中心供電系統采用了艾默生網絡能源公司提供的UPS供電系統,配備了鋰離子電池。“采用鋰離子電池,不可能因為一個單體電池失效而導致整組電池失效,因此,其失效的風險是幾乎不存在的!
鋰離子UPS發展潛力大
目前,UPS供電系統中的鉛酸蓄電池主要的替代品是飛輪,一個將動能轉換成電能,并且當電源中斷,通過旋轉的動能繼續提供電力。雖然飛輪UPS提供后備時間較短(約15-20秒),但其消除了對電池的需求。雅虎,Verizon公司、Terremark公司,以及Oracle公司都在使用飛輪UPS系統。因其運行時間比采用蓄電池的UPS系統時間更短,一些數據中心經理對飛輪UPS仍持謹慎態度。
鋰離子電池系統可以提供另一種選擇。采用鋰離子的多重優勢包括:更長的使用壽命,減少了重量和體積,以及更少的剛性冷卻要求。其使用主要阻力是電池成本:在功率水平和運行時間同等的條件下,目前鋰離子電源成本是閥控鉛酸(VRLA)蓄電池的2到3倍。
數據中心運營商對于引進新的技術也持謹慎態度,特別對關鍵任務齒提供電源保障的UPS系統。
Forsythe公司致力于IT集成業務已有45年的時間,對鋰離子UPS系統的應用采取了可靠的保障措施。Forsythe公司的數據中心采用了A和B雙電源回路,在A電源回路連接的UPS供電系統配備兩個鋰離子電池柜,而在B電源回路連接的UPS供電系統配備兩個VRLA蓄電池組。
Forsythe公司項目工程師凱文·威瑟爾表示,鋰離子電池組的重量和體積大約是同等容量的VRLA電池組的一半大小,鋰離子電池的工作壽命和性能特性遠勝于鉛酸蓄電池。
“目前,由于低成本和高可靠性,VRLA蓄電池在UPS儲能技術中仍然占主導地位。而鋰電池正成為客戶越來越多具吸引力的選擇!笔┠偷码姎獾碾娏ο到y安全副總裁佩德羅·羅布雷多說,“雖然鋰離子電池最初的成本仍然比鉛酸蓄電池成本更高,但在過去幾年,其價格差距已顯著減少。根據應用的不同,鋰離子電池解決方案在其工作壽命期間,可以節省總擁有成本的10%到40%!
施耐德電氣的Symmetra MW UPS供電系統,銀河7000,以及Galaxy VM UPS系統都采用了鋰離子電池!癠PS的要求與電動汽車的鋰離子電池是完全不同的!笔┠偷码姎馊郩PS市場戰略總監帕特里克·布羅霍爾在博客表示,“汽車電池被設計用來儲存大量的能量,所以汽車在充電之前盡可能多地行駛里程。而UPS電池關注的并不是這么長的放電運行時間,而是需要在很短的時間內提供大量的電能,通常只有幾分鐘,直到備份發電機啟動帶載。人們對于可以循環充放電上千次的性能并不感興趣,因為UPS電源只是偶爾應用蓄電池組。相反,人們需要鋰電池組是高度可靠和安全的,并具有很長的工作壽命!
鋰離子電池的設計考慮
鋰離子電池系統提供了其他幾個潛在的優勢。鋰離子電池對溫度波動不太敏感,并且可以接受溫度的變化。這可以讓客戶減少他們的冷卻能力,以及占地面積。另外還提供了更多的選擇,其中包括在UPS的行級部署。
“2U機架的功率6kW的機架包,其重量不到100磅。”Methode公司能源解決方案的總經理埃米莉·斯托表示,“由于不采用大量冷卻能力,并增強電池部署,UPS可以提供更加靈活和簡單的電源運行的部署!
微軟公司采用分布式UPS
已經使用這種方法的一家企業是微軟公司,它采用了分布式UPS,而不是配備集中式電池柜的UPS。微軟公司超大規模的解決方案被稱為局部能量存儲,并為每個服務器提供鋰離子電池,具體而言,采用的松下18650的鋰離子電池,這種電池廣泛應用于手持式工具,大約是一節AA電池的大小。
微軟公司表示,采用這種方法,比采用傳統UPS降低了5倍成本,由于數據中心的電力鏈的簡化,相當于大量商品供應鏈提供了移動儲能。
雖然微軟公司可以使用商品化的鋰離子電池降低成本,但這是一個在獨特的位置設計和建立解決方案。對于數據中心運營商與供應商提供的不間斷電源系統,成本是一個不斷變化的問題。同時,Forsythe公司數據中心采用這種技術也為行業廠商提供了一個良好的借鑒。
“我們希望成為早期采用者,因為我們相信從長遠來看這將更好!丙溄鹉嵴f。“如果我覺得可以擺脫所有的鉛酸蓄電池,我會立即去做!<
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