A vida moderna está constantemente surgindo e exigindo muitos dados, que são armazenados no data center. Com a aplicação de 5G, driverless, Internet das Coisas, inteligência artificial e outros big data, o data center abrirá em uma velocidade incrível. Como todos sabemos, o data center é um grande consumidor de energia, por isso é o ponto-chave para o data center discutir a conservação de energia e economia de custos de eletricidade, e a ampla aplicação do sistema de fornecimento de energia ininterrupta (UPS) no data center fornece uma condição congênita para a aplicação de habilidades de conservação de energia. Portanto, o armazenamento de energia da UPS tornou-se um tópico importante da conservação de energia do data center nos últimos anos. Este artigo apresenta um novo conceito de fonte de alimentação conjunta de armazenamento de energia UPS+ no campo de data center compartilhado.

1. Aplicação e pontos problemáticos da fonte de alimentação UPS e sistema de armazenamento de energia

(1) Aplicação e pontos problemáticos da fonte de alimentação UPS

①Aplicação da fonte de alimentação UPS

UPS é usado para fornecer energia para equipamentos importantes em caso de falha de energia. Quando o gerador a diesel é definido no centro de dados Classe A, o tempo de backup da bateria do UPS não deve ser inferior a 15 minutos. Geralmente, a bateria de chumbo-ácido é usada. Para garantir a qualidade do fornecimento de energia e a confiabilidade dos equipamentos de informação no data center, o UPS é necessário e não tem nada a ver com benefícios econômicos.

② Pontos problemáticos do UPS

• Como há poucas quedas de energia e poucas descargas em todo o ciclo de vida da bateria, a bateria torna-se um bem inativo, o que constitui um desperdício de recursos;

• A bateria do UPS está em carga flutuante por um longo período de tempo e a integridade da bateria é desconhecida;

• Geralmente, são usadas baterias de chumbo-ácido, que serão substituídas em 4-5 anos.

(2) Aplicação e pontos problemáticos do sistema de armazenamento de energia

①Aplicação do sistema de armazenamento de energia

O sistema de armazenamento de energia é principalmente para cortar o pico e preencher o vale, e arbitrar a diferença entre os preços de eletricidade de pico e vale. Sistema de armazenamento de energia não é necessário. Sem benefícios econômicos, não há valor do equipamento.

② Pontos problemáticos do sistema de armazenamento de energia

• Os preços de pico e vale da eletricidade variam de um lugar para outro. A diferença entre os preços de pico e vale da eletricidade é pequena em muitos lugares, e a configuração do sistema de armazenamento de energia da bateria não pode nem mesmo recuperar o dinheiro do capital. Mesmo em locais onde a diferença entre os preços de pico e vale da eletricidade é grande, a receita de investimento do armazenamento de energia da bateria não é muito alta, por isso é difícil causar investimentos em grande escala;

• O período de retorno dos projetos comuns de armazenamento de energia pura é de 7 a 8 anos, e os usuários ou investidores não estão dispostos a contribuir;

2 Conceito do Sistema SPS

(1) Composição do sistema de armazenamento de energia da bateria (BESS)

O BESS é composto principalmente por quatro partes: Sistema de Bateria (BS), Sistema de Conversão de Energia (PCS), Sistema de Monitoramento de Bateria (BMS) e Sistema de Gerenciamento de Energia (EMS); Ao mesmo tempo, na prática, para facilitar o planejamento, processamento e controle, o sistema de bateria, PCS e BMS são geralmente combinados do zero em um BESS modular, enquanto o EMS é usado principalmente para monitorar, processar e controlar um ou mais módulos BEM. A Figura 1 mostra a arquitetura do BESS.

(2) UPS (fonte de alimentação de armazenamento)

① SPS é uma combinação de UPS e sistema de armazenamento de energia (UPS+BESS), que é uma combinação perfeita de armazenamento de energia e backup de energia;

② O conceito do SPS é selecionar a série de no-breaks adequada para descarga frequente após a otimização no sistema de no-break recém-construído e adicionar a capacidade da bateria do no-break. Em vez de usar baterias de chumbo-ácido, baterias de chumbo-carbono são usadas. Os preços de pico e vale da eletricidade são usados ​​para carregar e descarregar, e parte da energia da bateria é liberada todos os dias para arbitragem. A energia restante atende aos requisitos de tempo de backup do no-break;

③ Descarga para 80%~100% em caso de falha de energia ocasional, o que tem pouco impacto na vida útil da bateria;

④ Com base em 50%+30% DOD (duas cargas e duas descargas) da bateria de chumbo-carbono, ela pode ser reciclada por 3300 dias. Pode ser usado todos os dias durante 9 anos, duas vezes a vida útil de uma bateria comum de chumbo-ácido.

(3) Comparação entre o sistema SPS e o sistema de armazenamento de energia da bateria

① Depois que o UPS do SPS é otimizado, ele possui funções de UPS e PCS, e o custo da otimização do UPS é muito mais barato do que o de um PCS;

② Originalmente, o no-break usava dois conjuntos de baterias de chumbo-ácido (por exemplo), mas agora usa quatro conjuntos de baterias de chumbo-carbono. Apenas dois conjuntos de baterias são adicionados, o que é muito menor do que o custo de quatro conjuntos de baterias de chumbo-carbono para o sistema de armazenamento de energia;

③ UPS geralmente tem espaço para bateria, então não é necessário configurar um contêiner separado para economizar investimento;

④ As salas de UPS e baterias foram equipadas com condicionadores de ar, portanto, nenhuma instalação adicional é necessária;

⑤ A taxa de ar condicionado da UPS e sala de baterias foi incluída no custo original e não será deduzida da receita de armazenamento de energia.

Pode-se ver a partir disso que a contribuição adicional do sistema SPS (2 conjuntos de baterias de chumbo-carbono e custo de otimização do UPS) é muito menor do que a do sistema de armazenamento de energia da bateria. Consulte a Tabela 1 para a comparação entre o sistema SPS e o sistema de armazenamento de energia da bateria.

(4) Problemas e Soluções SPS

① Problemas com SPS

A descarga de alta potência da bateria afetará seriamente a vida útil da bateria de chumbo-ácido/chumbo-carbono; A capacidade liberada pela descarga de alta potência da bateria é muito menor do que a da bateria de chumbo-ácido/chumbo-carbono

Capacidade adicional da bateria.

Com a adição da capacidade da bateria, a capacidade de carregamento do SPS deve ser aumentada; A bateria é carregada e descarregada repetidamente todos os dias, o que pode afetar a confiabilidade do SPS.

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