17年专注锂电池定制

UPS+锂电池储能技术

来源:钜大LARGE    2019-04-15    点击量:34

随着锂电池UPS技术的成熟完善和成本日益优化,数据中心UPS将快速地完成从铅酸电池向锂电池的转换,数据中心UPS改用锂电池的趋势将更加迅猛。UPS+锂电池储能解决方案,提高数据中心可靠性,锂电池储能系统很可能成为数据中心市场的标准产品。

电池的发展历史:

在数据中心,我们采用大量的铅酸免维护电池作为UPS备用储能,作为数据中心供电的最后一道防线,所有的负载安危都寄托在电池的可靠性上,但实际应用中我们发现30%以上的数据中心负载掉电是由于电池失效引起的。

铅酸电池技术发展非常缓慢,基本上没有大的突破。对于所有数据中心管理人员来说,铅酸电池始终是一个令人头疼却又不得不面对的事实。它对应用场景的要求很苛刻:环境温度既不能过低也不能过高;电池既怕经常放电又怕总不放电;使用时既不能快速充电还不能快速放电;需要独立的电池房间以避免酸雾侵蚀其它设备,电池占地空间巨大,楼板承重要求极高。

随着市电供电环境的日趋改善,以及数据中心供电系统的高度冗余化设计,UPS配套蓄电池很少有真正发挥放电作用的时候。以锂离子电池为代表的新型储能电池已经在消费电子领域占据90%以上市场。而伴随着电动汽车行业的高速发展,今天的锂电池成本已经比5年前下降了70%。全球数据中心调研显示10%的数据中心已经采用了锂电池UPS作为后备能源。存能电气预计未来3年锂电池的年均增速都将超过100%。

锂电池UPS在全球数据中心的应用:

韩国

在韩国,得益于三星/LG/SK等锂电池厂商的推广,锂电池在UPS储能和数据中心领域早已得到广泛应用,据了解目前韩国已有近80%的新建数据中心UPS采用了锂电池。2012全球第一个锂电池数据中心----新韩银行(ShinhanBank)投入使用,其中采用了34台施耐德电气500KVAUPS和1万多只三星锂电池,迄今没有任何电池故障。

日本、新加坡、香港

在日本、新加坡、香港等寸土寸金的地区,用户对于电池的占地空间和重量更为关注,由于锂电池的能量密度是铅酸电池数倍,其占地空间比铅酸电池减少了60%以上,省出的宝贵机房空间可以摆放服务器机柜来出租盈利。同时锂电池的重量比铅酸电池轻70%以上,因此可以大大减轻对于楼板承重的压力,对于由写字楼改造而成的数据机房而言,承重改造费用得以大幅缩减。

印度

在印度,由于市电供电不稳定导致电池经常充放电,且环境温度高,普通铅酸电池2~3年就要更换,而使用锂电池UPS后由于其对高温适应能力更强、放电后能快速回充、循环次数4倍于铅酸电池,因此在印度这样对价格及其敏感的市场上,尽管锂电池价格是铅酸电池的两倍以上,却依然受到用户和顾问公司的广泛认可。

北美市场

在北美市场,客户更加理性地关注数据中心的TCO(总体拥有成本),因为相对于硬件的初始购买价格来说,设备后期的维护和更换成本(OPEX)花费更大。数据中心UPS的设计寿命通常为10年以上,而其配套的铅酸电池虽然标称设计寿命10年,但通常在第5~6年就要更换一次,因为在铅酸电池使用后期其使用容量会呈现断崖式跌落,铅酸电池在剩余容量到达80%时即宣告报废。

而锂电池UPS即使在使用10~15年后其剩余容量依然达到80%以上,其容量衰减是一个近似线性的渐变过程,我们建议锂电池至少可以使用到70%容量。鉴于锂电池的长寿命设计和高循环次数,在UPS10年生命周期内都无需更换,而铅酸电池至少要更换一次,仅此一项即可抵消锂电池不到2倍的成本压力。锂电池则无需进行这些复杂的维护操作,用户由此可以降低运营成本。

中国

在中国,UPS改用锂电池的趋势将更加迅猛。锂电池行业采用的都是高度自动化的产线,产能决定成本,这是一个近乎胜者通吃的行业。作为全球最大的锂电池生产国,近几年各厂商都在大力扩产,但由此带来的结果就是整个行业产能严重过剩,随着中国政府对于电动汽车的补贴日渐缩减,锂电池UPS电源行业亟待开拓新的应用增长点,诸如风光储能、电网调频调峰、通信电源、UPS备用电池等将成为锂电池市场的新宠。

UPS+锂电池储能技术将快速布局数据中心

数据中心供电系统采用锂电池储能将成为一种趋势。目前对于数据中心行业来说,能否最大限度地利用现有空间,最大限度减少运营费用,特别是UPS电源冷却能耗,电池维修和电池更换服务费用尤为重要。而锂电池因为其优良的性能成为解决这些问题的关键。UPS锂电池储能方式可能会对未来的数据中心产业产生更大的影响,因为越来越多的企业希望采用基于开放式计算的体系结构,他们将会指定采用锂电池作为机架中服务器电源的供电单元。

由此可见,整个UPS行业用锂电池全面替代铅酸电池已经是不可避免的了,只是时间问题。作为数据中心里面最大的储能部件,锂电池的安全非常重要,未来UPS+锂电池储能技术将快速布局数据中心。

锂电池的安全很大程度上取决于以下四点,建议用户在选型时重点关注:

1.高质量的电芯生产和质量管控

2.完善的BMS的设计

3.锂电池的化学材料

4.锂电池与UPS的兼容性测试

总结:随着锂电池UPS技术的成熟完善和成本日益优化,数据中心UPS将快速地完成从铅酸电池向锂电池的转换,这将让数据中心管理者重新规划灰区和白区布局。这种此消彼长的趋势已经逼迫大多数铅酸电池工厂部分转型生产锂电池,因为这场储能技术的革命给整个铅酸电池行业带来的压力是致命的,不转型就会被淘汰。

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