Нормативная документация

Использование литий-ионных батарей в ЦОД

20 мая 2016 г. | Категория: Электроснабжение ЦОД, Аккумуляторные батареи

Запросы клиентов на сами ЦОДы, их строительство, производственно-технологические процессы и развитие инфраструктуры только подгоняют производителей предлагать все новые и новые решения для увеличения производительности ИБП. Поэтому приходиться находить альтернативу всем привычным VRLA (valve-regulated lead–acid battery*), и этой альтернативой вполне себе могут стать литий-ионные (Li-Ion) батареи.

Перед операторами ЦОД стоит ряд проблем, чтобы сделать литий-ионные батареи достойной заменой VRLA:

-максимальное увеличение пространства в машзале, которое можно использовать под размещение новых серверов для поддержки бизнеса или аренды;

-минимизация эксплуатационных расходов.

Несмотря на то что литий-ионные батареи уже на протяжении более 20 лет используются во всяческих коммерческих предприятиях, для ЦОДов они были недоступны из-за своей цены. Всего лишь несколько лет назад они стоили в 5-10 раз больше VRLA. Сейчас всего в 1,5-3 раза. Хотя эта разница еще кажется слишком большой, нельзя недооценивать преимущества использования именно литий-ионных батарей, как минимум возможность значительного сокращения расходов на электроэнергию.

Опасения по поводу безопасности тоже стали причиной ограниченного использования этих батарей в дата-центрах. Однако за последние годы прогресс не стоял на месте: литий-ионные батареи стали намного безопаснее, что доказывает их активное использование в портативной электронике, смартфонах и электромобилях. Благодаря следующим достижениям, понятие безопасности этих батарей лишь закрепилось:

-изменения в химическом составе и улучшения по упаковке ячеек сделали их стабильнее;

-производительные процессы стали сложнее, а использованные материалы – более долговечными;

-схемы управления протестированы и проверены на то, что батареи не перегружаются и не перегреваются;

Химические соединения самих литий-ионных батарей и упаковка ячеек уже достаточно развиты. Только за последние несколько лет производительность, безопасность и цена кардинально изменились. Рынок электромобилей одновременно с предложением от программ не для ЦОДов заставили батареи эволюционировать до таких размеров, что на них смогут работать трехфазные ИБП. С другой стороны, свинцово-кислотные батареи, на которых традиционно работают ИБП, в плане производительности практически не изменились за десятки лет. Но производства, далекие от дата-центров, разработали новые инновационные типы накопителей энергии для смартфонов и электромобилей, поэтому сейчас как никогда лучшее время, говоря технологически, для ИБП воспользоваться этими достижениями.

В чем же главные отличия литий-ионных батарей от VRLA?

Во-первых, Li-Ion батареи помещают в себе огромное количество энергии, при этом занимая мало места. В результате, они занимают лишь треть (или даже меньше) от площади, на которой установлен стандартный аккумулятор с той же мощностью. Это преимущество дает возможность клиентам увеличить объем доступных ИТ-систем и в то же время сократить потребности в охлаждении, таким образом экономя капитальные и операционные затраты.

Что касается батарей, которые используются для ИБП в крупных дата-центрах, они намного менее термочувствительные и могут выдерживать температурные скачки с меньшим эффектом на производительность. Это позволит потребителю уменьшить мощность охлаждения, а также размер помещения для ИБП.

Стоит добавить, что все Li-Ion аккумуляторы оснащены модернизированными системами мониторинга, которые дают четкое понятие о продолжительности эксплуатации батареи. Тот же механизм используется, к примеру, в смартфонах, когда на дисплее высвечивается, сколько осталось зарядки.

Ну и наконец, продолжительность жизни Li-Ion батареи от 10 до 15 лет, в то время как традиционно используемые батареи умрут примерно через 4-6. Это позволяет значительно снизить стоимость и сложности технического обслуживания на время замены батарей.

Оба типа батарей могут быть подвержены переработке. Однако с VRLA это сделать проще. Но благодаря растущему спросу на правильную утилизацию широко форматных Li-Ion батарей, появляются новые предприятия для рециркуляции. К тому времени как сегодня купленному литий-ионному аккумулятору понадобится утилизация, а это через 10 лет, наверняка уже будет доступно огромное количество условий для рециркуляции.

Будущее ЦОДов с Li-Ion

Литий-ионные батареи, конечно, поднимут уровень технологий ИБП на новый уровень. Сравнивая с традиционными VRLA, они предлагают в два раза больше продолжительности производительности при значительно меньших весе и размере.

Однако эти батареи все еще в 2-3 раза дороже, поэтому, по крайней мере, в краткосрочной перспективе доминирующим недорогим решениям для ИБП останутся свинцово-кислотные батареи. Но несмотря на это Li-Ion аккумуляторы – это будущее дата-центров. Сейчас это особенно актуально, поскольку все большее количество компаний собираются использовать открытую архитектуру стоек (Open Compute).

Некоторые Li-Ion аккумуляторы оптимизированы для хранилищ с большими объемами (или «энергоячейки»), которые могут обеспечить более длительное время эксплуатации. Смогут ли эти Li-Ion аккумуляторы появиться в ЦОДах в качестве устройств для долгосрочного хранения энергии, которые заменят всем привычные генераторы? Сможет ли ПО достигнуть того уровня устойчивости к ошибкам, когда больше не понадобятся часы или дни для резервного копирования? Или может эти системы можно будет применить для ограничения пиковой нагрузки и уменьшить коммунальные расходы? Это только те из немногих возможностей, которые смогут взять на себя литий-ионные батареи в будущем.

*VRLA - клапанно-регулируемая свинцово-кислотная аккумуляторная батарея

За более подробной информацией обращайтесь на сайт:

http://www.datacenterjournal.com/

Теги: литий-ионные батареи, Li-Ion, VRLA