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锂离子电池将如何成为数据中心的主流应用
  • 在过去的几年中,锂离子电池的总拥有成本比传统的铅酸电池还要低。用户需要克服他们的保守主义思想,着眼采用新技术。

    在过去的几年中,锂离子电池的总拥有成本比传统的铅酸电池还要低。用户需要克服他们的保守主义思想,着眼采用新技术。
      
      数据中心等关键设施需要采用备用电源,事实上需要阀控铅酸(VRLA)电池与不间断电源(UPS)相结合,但随着锂离子电池变得更具成本效益,这种情况已经发生了变化。行业专家表示这将是一个快速变化,并且数据中心行业仍在致力于获得这些好处。
      
                        锂离子电池的属性
      
      克服疑虑
      
      专家表示,仅在几年前,锂离子电池被认为可以替代具有风险和成本昂贵的铅酸蓄电池。当锂离子电池在数据中心应用时,人们对此反应不一。
      
      数据中心行业对铅酸电池的应用感到满意并不奇怪。这是一种经过长期验证的技术,其应用历史可以追溯到1859年。即使是现代的密封阀控铅酸蓄电池也有70多年的应用历史,第一款密封阀控铅酸蓄电出现在1957年。但也有其显著的缺点:体积大、重量大、维护成本高,并且需要每四到五年更换一次。
      
      但其应用可能并不可靠:波洛蒙研究所在2013年的一项研究发现,55%的数据中心故障有铅酸电池有关。以后的调查研究这个数字有所减少,但这仍然令人震惊。
      
      锂离子电池具有很多优点,并且其诞生相对较晚,出现在20世纪70年代,这得益于物理学家John Goodenough和化学家Stan Whittingham的开发和研究,并由便携式设备制造商索尼公司实现商业化生产。
      
      锂离子电池的工作寿命是铅酸蓄电池的四倍,重量更轻,功率密度更高:铅酸蓄电池的功率密度约为40W/kg,而锂离子电池的功率密度可以达到200W/kg或更高。
      
      然而,使锂离子电池在数据中心中可行的一个重要因素是最近成本的巨大变化。与铅酸电池相比,该技术开始应用时在成本上有很大的劣势,但其发展方向是明确的。
      
      走向主流应用
      
      在这张对比图表中,2014年,锂离子电池的成本是阀控铅酸(VRLA)电池的四倍。三年前,锂离子电池的标准化生产成本约为阀控铅酸(VRLA)电池的三倍。而在两年前,锂离子电池的成本约为阀控铅酸(VRLA)电池两倍,如今基本上是1.2倍。
      
      但这些只是最初的成本。当涉及总体拥有成本时,其应用情况发生了变化,因为多租户数据中心(MTDC)只需要其UPS电池运行五分钟。如果将其应用实现规范化,并且拥有15年的总成本,那么锂离子电池将会最终获胜。
      
      这种平衡有利于锂离子电池:数据中心采用锂离子电池的总体拥有成本现在是运行阀控铅酸(VRLA)电池成本的一半。而一旦总体拥有成本发生逆转,就会更多地采用锂离子电池。
      
      锂离子电池的成本因其在电动汽车等其他行业的商业化应用而降低。关键领域通常位于技术前沿,电动汽车制造商将会关注电池技术,并致力于提高电池的功率密度和安全性,并降低成本。
      
      锂离子电池可以节省总体拥有成本只是一个开始,还有更多的好处。而用户开始利用更短的运行时间,并节省冷却成本,而锂离子电池可以在更高的温度下正常运行。
      
      除此之外,当数据中心运营人员通过协调一致的UPS应用智能电力服务,着眼于需求管理和能源套利时,甚至还没有开始考虑可以做些什么。
      
      由于锂离子电池的体积与铅酸蓄电池相比更小,因此节省空间也更具价值,因此客户可以将电池室部署空间转换为机房空间。虽然这在现有建筑物中难以实现货币化,但在数据中心的最新规划和设计中却有所体现。例如,多租户数据中心可以重新设计他们的建筑,将设备空间减少一半以上。
      
      在大型数据中心运营商来说,土地成本很重要。例如,北弗吉尼亚州建设数据中心,每英亩需要支付200万美元的费用,相当于需要为每平方英尺支付50美元。而节省每一平方英尺都会对运营商降低成本产生真正的影响。
      
      这些好处是真实的,而锂离子电池仍将会处于领先地位,因为具有五分钟备用电源的基本总体拥有成本就足够了。
      
      另一项长期效益将是UPS电池供电的合理化举措。数据中心行业正在致力消除闲置的容量,而锂离子电池则有助于调整备份电源供应的规模。在过去的五年里,数据中心行业行业经历了一场非常平静的革命,其冗余架构从2N变为N+1开始,这可以消除一些闲置的容量。
      
      尽管数据中心行业在采用新技术方面很保守,并且其变化也很缓慢。现在几乎所有的标准规范都以铅酸蓄电池为主,锂离子电池为辅,在未来的一段时间内,锂离子电池将成为主流应用,铅酸电池将成为备用。最终将会完全放弃铅酸电池。
      
      数据中心目前大多采用的能量密度较低、化学性质更稳定的铅酸电池,而锂离子电池仍然面临着严格的监管,因为采用锂离子电池的便携式设备出现了一些令人关注的问题。那些支持铅酸电池技术的用户仍对其采用规则和问题进行质疑,如果锂离子电池无法根据其优点进行竞争,那么可能会让用户产生疑惑和恐惧。
      
      还有一些人可能会对锂离子电池总体拥有成本计算中包含的内容持怀疑态度,但它们基于首次成本、重置成本和持续维护成本,还包括电池的处理。
      
      但很多企业开始投资锂离子电池,并开始提倡和推广这项技术,因此锂离子电池在数据中心的应用将是可行的。
      
      编译:Harris
      
      

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