數據中心在中國(guó)的擴張速度可謂驚人，在其成(chéng)爲互聯網經(jīng)濟發(fā)展重要基礎設施的同時(shí)，“高密高電”的特性也讓其獲得了“吞能(néng)巨獸”的稱号。這(zhè)讓北京，上海，廣州和深圳等國(guó)内一線城市不堪重負。最終不得不通過(guò)行政命令的手段，對(duì)數據中心PUE實施嚴控。從1.5到1,4,再到1.3，層層加碼。這(zhè)一方面(miàn)催生了環一線城市數據中心産業帶的形成(chéng)，另一方面(miàn)，也使得數據中心節能(néng)技術必須有所突破。電力系統，則是其中重要的一環......那麼(me)，數據中心機房供電未來有什麼(me)新的趨勢呢？
要說(shuō)趨勢，其實會(huì)有很多。但今天我們主要講的是锂電池對(duì)數據中心的價值。
鉛酸電池性能(néng)已不堪重負
雖然科技的進(jìn)步日新月異，但是UPS作爲數據中心供電穩定的最後(hòu)防線，因爲電池能(néng)量密度，以及成(chéng)本等多方面(miàn)原因，變化卻不像其他硬件那樣(yàng)更叠迅速，材料至今都(dōu)是以1859年法國(guó)人普蘭特發(fā)明的鉛酸爲主。随著(zhe)數據中心業務壓力的增大，UPS可用性降低的問題日益凸顯。有相關數據顯示，目前數據中心負載掉電事(shì)故中，有將(jiāng)近30%和電池失效有關。
鉛酸電池可以說(shuō)是數據中心運維人員頭痛又無奈的存在，其對(duì)應用場景的運營要求近乎苛刻，溫度必須保持穩定；支持充放電次數少，大約隻有500次左右，但必須定期放電，關鍵是電池的整體壽命還(hái)很短，基本上隻有6年左右；充放電的速度必須适度；安全性也有要求，必須有單獨的電池存放間，否則酸霧會(huì)對(duì)其他設備産生腐蝕；最後(hòu)，由于體積龐大，數據中心在設計之初還(hái)必須考慮占地空間和樓闆承重力。
但是随著(zhe)數據中心建設的規範化，目前市電直供的穩定性已經(jīng)很高，再加上數據中心本身供電系統在設計的時(shí)候也充分考慮到了冗餘的問題。UPS蓄電池的使用次數逐年減少。但鉛酸電池的上述特性，還(hái)必須要求運維人員定期維護，以及進(jìn)行必要的充放電以激活其性能(néng)。甚至很多數據中心還(hái)爲此配置了在線監測裝置，以保證蓄電池組的工作狀态穩定。雖然未雨綢缪值得倡導，但是因此付出的成(chéng)本确實太高了。
锂電池性價比日趨上升
在這(zhè)種(zhǒng)情況下，鉛酸電池已經(jīng)成(chéng)爲了數據中心電源系統的“軟肋”。具有體積小，重量輕，密度高和易用性強等特點的锂電池則逐漸走上前台。基本上，相比鉛酸電池，采用锂電池的UPS能(néng)減少占用空間達50-80%，而使用壽命則長(cháng)達15年以上。雖然行業内一直有觀點認爲，部署加入了锂電池的電源系統，建設成(chéng)本會(huì)大幅度提高。但近些年來，随著(zhe)锂電池在消費電子領域的快速發(fā)展，以及電動汽車行業的應用普及。其成(chéng)本和5年前相比，下降了將(jiāng)近70%。另外，随著(zhe)技術進(jìn)步和國(guó)家對(duì)環保要求的提高，全國(guó)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。雖然目前锂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，锂電池的優勢仍然十分明顯。且兩(liǎng)者的價差在未來會(huì)越來越小。
更關鍵的是，數據中心的成(chéng)本核算，不應該從單純的建設成(chéng)本出發(fā)，而更應該考慮全生命周期成(chéng)本。因爲建設成(chéng)本往往隻占系統全生命周期成(chéng)本的30%，剩下的70%是運營和管理成(chéng)本。施耐德電氣關鍵電源業務部首席技術顧問石葆春認爲，以鉛酸電池裡(lǐ)性能(néng)較好(hǎo)的膠體電池爲例，目前這(zhè)類電池在金融，通訊等高端用戶當中應用較爲廣泛。備電15分鍾的膠體電池，實際上和锂電池在成(chéng)本上差距并不大。但锂電池可以達到8000次以上的充放電，同時(shí)還(hái)能(néng)夠儲能(néng)。另外，锂電池在出廠以後(hòu)會(huì)自帶管理系統，不需要後(hòu)期人爲幹預維護。反觀鉛酸電池，在這(zhè)些方面(miàn)則完全處于空白。
所謂儲能(néng)，其實是借助锂電池可多次快速充放電，以及高密度的特性，在市政用電波谷時(shí)段進(jìn)行儲電，當用電波峰來臨，則將(jiāng)儲存的電力傳輸給數據中心，從而降低電網的波峰壓力。這(zhè)一功能(néng)，無論對(duì)綠色節能(néng)還(hái)是PUE都(dōu)將(jiāng)有較大貢獻，能(néng)夠同時(shí)滿足政府和數據中心用戶對(duì)于PUE和TCO的雙重要求，相對(duì)來說(shuō)，算是一個多赢局面(miàn)。具體來說(shuō)，儲能(néng)式锂電池UPS的效率高達98%,比傳統在線式UPS高出5%～10%,這(zhè)使得運營成(chéng)本大大降低。以一座3MW的數據中心來說(shuō),供電效率每提高1%,一年節省電費就(jiù)超過(guò)100萬元。
綜上所述，锂電池的儲能(néng)優勢在消費電子和電動汽車領域已經(jīng)得到了很好(hǎo)的驗證。數據中心的高負載特性，運營成(chéng)本以及可靠性需求，都(dōu)給儲能(néng)式锂電池UPS帶來了新的發(fā)展機遇。最關鍵的是，國(guó)家和行業在近些年來加大了對(duì)锂電池UPS儲能(néng)電源市場的投入，無論是在技術層面(miàn)還(hái)是産品層面(miàn)都(dōu)進(jìn)步顯著。可以預見，锂電池在未來數據中心的發(fā)展過(guò)程當中必將(jiāng)一騎絕塵。