(文章來源:鋰電池UPS)
數據中心在中國的擴張速度可謂驚人,鉛酸電池可以說是數據中心運維人員頭痛又無奈的存在,此情況下,具有體積小,重量輕,密度高和易用性強等特點的鋰電池則逐漸走上前臺。鋰電池性價比日趨上升。為什么要用鋰電?鉛酸電池在通信行業領域數十年來長期占主導地位。但鉛酸電池循環壽命短、占地大、對機房承重要求高,生產制程容易造成環境污染,各國的鉛酸電池發展都趨于萎縮,中國鐵塔已經明確不再招標鉛酸電池。
鋰電天然具有能量密度高、占地小、長循環壽命等鉛酸不具備的優勢。伴隨著鉛酸電池市場占有率快速下降,鋰電池在全球的應用急劇增加,其中5G站點幾乎全部被鋰電池覆蓋,數據中心的鋰電應用在國外一些大型的ISP客戶也在開始規模使用。可以預測未來3~5年時間,鋰電池市場份額將接近或超過鉛酸電池,鋰電池未來占據市場主導已經是各領域的共識。
相比鉛酸電池,采用鋰電池的UPS能減少占用空間達50-80%,而使用壽命則長達15年以上。隨著技術進步和國家對環保要求的提高,全國80%的中小規模鉛酸蓄電池工廠關閉,而鉛酸電池的必備原材料鉛,價格更是一路走高。雖然目前鋰電池的價格仍然是鉛酸電池的2倍左右,但考慮到技術優勢以及全生命周期價值,鋰電池的優勢仍然十分明顯。且兩者的價差在未來會越來越小。
儲能式鋰電池UPS的效率高達98%,比傳統在線式UPS高出5%~10%,這使得運營成本大大降低。以一座3MW的數據中心來說,供電效率每提高1%,一年節省電費就超過100萬元。
隨著鋰離子電池的能量密度和安全性能的持續提升、成本的持續降低,鋰電在通信領域、電力領域、動力汽車領域、數據中心等領域的需求越來越大,鋰電正在向著成為新一代主流能源的方向穩步邁進。鋰電相對于鉛酸有者低承重要求、占地小、能量密度高、循環壽命長等天然優勢,所以,未來隨著鋰電池成本進一步降低,鋰電池在數據中心必將大量應用。
鋰電時代已來。無論是安全性能,還是全生命周期的投資成本,鋰電都已為數據中心領域的大規模商用做好了充足的準備。UPS作為數據中心供電穩定的最后防線,卻因為鋰電成本暫時偏高,大部分還在使用鉛酸電池。數據中心鋰電池大量應用除了要解決可靠性及成本問題,事實上,用戶在應用鋰電池時還存在諸多問題,這些問題也將成為未來鋰電大量應用的關鍵考量。
挑戰1:多柜并柜均流問題,多柜并聯放電,因電芯內阻、容量等不一致、配電的差異等導致的柜間放電不均流,尤其是在短時大電流放電時,造成電池柜逐個過流保護。
挑戰2:新舊電池柜在線擴容問題,鋰電系統在應用過程中,無法避免部分失效率的問題;或者因負載增大而擴容的需求;就會有新舊電池柜并聯使用的場景。新舊電池柜混用因內阻、容量的不一致,會導致嚴重偏流,甚至導致單電池柜過流斷開。
挑戰3:電芯串聯均壓問題,單組電池內電芯內阻容量等不一致,導致單電芯充電過壓,使得整個電池系統無法充滿電。
挑戰4:故障維護問題,單串鋰電池組內某個電池模塊故障,引起整組鋰電池無法正常工作,如何快速維護更換。
挑戰5:消防問題,當鋰電池入列微模塊數據機房,假如鋰電柜內發生火災,如何將火災控制在機柜內部,不擴散到周邊ICT設備?
數據中心使用鋰電池的優勢:1.循環次數可達5000次,使用壽命長;2.磷酸鐵鋰高穩定電芯,熱失控不起火;3.智能均壓控制,單模塊故障可正常運行;4.三層BMS系統,層層保障鋰電池可靠性;5.能量密度高,相對鉛酸節省70%占地面積;6.智能鋰電池管理系統,節省80%日常運維成本。總結:在不久的將來,鋰電的成本優勢會愈發明顯,鋰電必將在數據中心大規模應用。未來3~5年鋰電池市場份額將接近或超過鉛酸電池,成為供電市場的主流。
(責任編輯:fqj)
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