数据中心电池技术讲解

数据中心是现代企业的重要组成部分。他们负责交付公司日常运营所需的应用程序和应用程序中的所有数据。数据中心还负责互联网上的所有信息。出于这些原因，数据中心必须在线且不间断可用，几乎没有停机时间。

数据中心运营需要最先进的电池和电池技术，以防主电源受到干扰。数据中心行业也在继续努力提高能效，这为电池技术带来了新的改进和进步。

数据中心的整个运营都需要大量的电力。必须有足够的电力来为整个房间供电，房间里装满了服务器机柜，每个机柜最多可以容纳42台服务器。它还负责为数据中心最先进的冷却系统及其所有组件、监控数据中心运行所需的所有监控设备以及照明和安全系统等日常方面供电。

数据中心不仅需要大量的电力，而且还需要冗余，几乎100%的正常运行时间。数据中心依靠城市电网满足电力需求，但许多数据中心也有冗余系统。因此，如果城市电网出现问题，数据中心不会受到影响。备用电池系统对数据中心存储和供电至关重要。

大多数数据中心使用两种形式的备用电源，包括电池系统和柴油发电机。柴油发电技术更古老，但许多数据中心仍然使用柴油发电，因为它是一种经济可靠的备用电源选择。柴油动力的主要问题之一是其对环境的负面影响，包括一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物的排放。数据中心行业专家一直在研究数据中心能否仅依靠电池供电。

数据中心电池技术的发展

大多数数据中心使用VRLA或阀控铅酸电池为不间断电源或UPS系统供电。这些模块化电池系统需要在3-10年之间更换，这是相当频繁的。随着时间的推移，这些电池也会失去电力储存。铅酸电池系统也占用了大量空间，这相当于为数据中心运营商提供了更多的资金。

数据中心行业继续寻找更好、更有效的方法来替代当前的电池系统。第一项创新是锂离子电池技术。由于材料和技术成本的降低，近年来锂离子电池的发展和改进很快。锂离子电池可以提供更小的占地面积，同时让数据中心管理人员担心。它还提供了比传统铅酸电池更好的能源效率。随着锂离子电池价格的下降，加上充电时间更快，使用寿命更长，整体能效更高，锂离子电池可以随着时间的推移提高产量。锂离子电池技术仍需改进才能安全使用，但这肯定是柴油动力备份的继任者之一。

数据中心电池技术的另一项改进可能是最新电池技术与城市电网的结合和集成。电池作为备用数据中心电源的主要问题之一是在不使用电池时对电池进行管理。将数据中心电池与城市电网相结合，将使电池能够储存多余的电力。这将为数据中心备用电源系统提供恒定的能源。对现有系统的改进可以是多种技术的结合。

数据中心

电池储能

电池储能系统

不间断电源系统提供两种功能，一是对IT负载的持续电源调节，二是在公用设施供电中断后应急发电机在线时，为弥补这一缺口提供短期电力。

 

在数据中心作为双向微电网运行的背景下，出现了两个关键问题。哪些电池技术最适合作为电池储能系统，它们的可持续性证明是什么？

 

对于网格交互，电池储能系统由三个主要组件组成：

 

● 电池管理系统

 

● 能源管理系统

 

● 功率转换系统

 

数据中心部门传统上使用铅酸电池与静态UPS系统，但这种情况正在逐渐改变。预计到2025年，锂离子电池将占数据中心储能的38.5%。据报道，它越来越受欢迎是因为它的耐用性和更小的占地面积，与传统铅酸电池相比，锂离子电池的回收次数是传统铅酸电池的十倍，而传统的铅酸蓄电池虽然更便宜，但需要更频繁的更换，而且体积更大、重量更重。

 

然而，就数据中心行业的可持续性而言，这并不是锂离子和铅酸之间的直接较量。在锂的整个生命周期中，从需要大量水的提取到循环利用的限制，使用锂都存在挑战。相比之下，铅酸电池受益于长期建立的回收供应链，可回收98%以上的组件。

 

下面我们来探讨一下影响当前电池储能技术相关决策的主要因素，以及应该考虑的重要可持续性指标。它检查以下电池类型：

 

● 铅酸

 

● 硫化钠

 

● 氯化镍钠

 

● 镍镉

 

● 钒氧化还原液流电池

 

● 溴化锌液流电池

 

● 锂离子

 

从逻辑上讲，可以被认为是锂离子的可行替代品的新兴电池类型，包括钒氧化还原流电池、金属空气电池和钠硫电池等技术。

 

鉴于液态金属电池在前期系统成本、运营成本、循环寿命、响应时间、占地面积和地理依赖性方面的优势，液态金属电池似乎是各种UPS类型的潜在游戏改变者。

 

新的压力和监管方面的担忧使电池的选择变得越来越重要

 

精简能源和碳报告、企业可持续发展报告指令和能源效率指令等，命令将迫使数据中心公司报告其可持续发展努力，这也包括电池的选择。

 

重要因素包括能量密度，它指的是可用于存储在特定区域、体积或质量的能量量。这与功率密度和正确的电池类型一起，决定了最适合的电池技术，以优化系统的选择。

 

应注意的是，其他储能选项也可用，可能适用于数据中心的电力需求。其中包括，动力飞轮、压缩气体储存，以及潜在的抽水蓄能、潮汐流和重力储存。

 

电池储能系统可持续性电池选择标准

 

在选择合适的电池储能系统时，应考虑许多相互作用的因素。这包括应用类型、可持续性性能指标、投资和收益回报机会、技术性能和位置因素。关键的是，必须从整个生命周期的角度考虑电池技术的环境影响。