如何通過鋰電池來提升數據中心的電源效率

2020-12-05 電子發燒友

如何通過鋰電池來提升數據中心的電源效率

Kerry Doyle 發表於 2020-11-27 15:41:02

電源在數據中心基礎設施中起到至關重要的電力保障作用。數據中心的UPS電源如果採用鋰離子電池，可以帶來更大的容量、更低的總體擁有成本、更長的組件壽命的優勢。

數據中心基礎設施的電源供應和分配系統可能很複雜且分散。通過簡化電源架構，運維人員可以減少電源轉換時間、節省佔地面積，提高空間利用率，並提高能源效率。

UPS電源為數據中心提供備用電源，而電池是其關鍵組件。具體而言，鋰離子電池在減少數據中心佔地面積、延長使用壽命，以及提高投資回報率方面具有關鍵優勢，由於其技術日益成熟，其採用率將會繼續增長。

UPS電源傳統上採用的鉛酸電池面臨能耗高、佔據更多空間，增加成本等問題。而鋰離子電池具有多功能性，各行業領域通常在要求更高的數據中心使用鋰離子電池。

對於那些計劃提高數據中心性能的組織來說，更好的選擇是採用鋰離子電池來滿足電力需求的增長。

使用鋰離子電池為數據中心節省更多的空間

長期以來，數據中心的電源系統一直採用的是閥控式鉛酸（VRLA）蓄電池。儘管鉛酸電池已成為數十年來採用的標準產品，但由於具有佔地面積小和效率高等優點，鋰離子電池在數據中心獲得了越來越多的應用。

採用鋰離子電池的UPS電源除了獲得更高的安全性和可持續性之外，還具有多功能性。鋰離子電池系統可以快速釋放大量電能，充電速度比閥控式鉛酸蓄電池快得多。通過更小的佔地面積和更靈活的備用能源，IT團隊可以快速應對關鍵處理期間的電力中斷或容量降低等意外事件。

除了可以在更高的環境溫度下運行，並降低冷卻成本之外，鋰離子電池的重量也比相同規格的鉛酸電池低60%～70%。鋰離子電池可以為數據中心節省更多的佔地面積。而在數據中心的應用中，IT主管應該確認他們能夠適應鋰離子電池和鉛酸電池之間充電電路和控制的差異。

鋰離子電池由於具有更低的總擁有成本（TCO）和更高的效率，其節約成本的好處可以轉移給客戶和利益相關者，從而使採用鋰離子電池的用戶與在能效較低的競爭對手相比更具優勢。

鋰離子電池可以滿足數據中心的電源需求

當用戶重新配置電源系統時，必須權衡鋰離子電池在能效、安裝、維護以及運營成本方面的特點和優勢。

雖然初期採用的成本可能很高，但鋰離子電池的工作壽命為15年，鉛酸電池的工作壽命只有5～8年，因此電池更換的次數更少。這也意味著鋰離子電池在更多的充放電循環的情況下不會降低性能。

通常電池在沒有使用時都會損失一些容量，放置時間較長的鉛酸電池的容量甚至降到85%。鋰離子電池的容量損失較為緩慢，在24小時閒置之後只會損失1%的能量。由於保質期更長，它們可以長達18個月而無需額外充電。此外，鋰離子電池的充電速度更快，其平均充電時間只有2小時。

由於多功能性是數據中心電源設置中需要考慮的一個關鍵因素，因此根據使用情況採用不同種類的鋰離子電池，例如磷酸鐵鋰電池、鋰離子錳氧化物電池和鋰鎳錳鈷氧化物電池。

越來越多的用戶採用鋰離子電池的UPS電源作為備用電源。與鋰離子電池類似的高功率鈉離子電池可提供足夠的能量，以在斷電時為數據中心提供電源。

IT團隊通過能源使用效率（PUE）可以更好地了解電源的應用情況，其中包括電力分配、效率、可持續性以及未來的需求。藉助這個指標，IT團隊可以查明電源故障或確定斷電後IT設備保持正常運行的時間，並在評估過程中確定最適合其數據中心基礎設施使用的電池。

鋰離子電池安裝和選擇注意事項

用戶應該與電池供應商合作，以獲得升級UPS電源的電池的準確價格。這些價格包括電池的成本，但也包括更換連接器和安裝服務的額外費用。

數據中心運維人員還必須確認鋰離子電池具有正確的保護電路以及適當的運行溫度和條件，以緩解電池老化。運維團隊還應該確定是否需要消防系統或安全系統，因為這些電池包含易燃的電解質，如果損壞或加壓，可能會面臨熱失控甚至起火的危險。充電保護措施對於防止電池短路火災或爆炸至關重要。

隨著工作壽命的延長和總擁有成本的降低，鋰離子電池的應用將會越來越廣泛。
責編AJX

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