信息时代的来临,数据中心大规模的建设,计算机和大量通信设备飞速发展,不间断电源系统作为满足数据中心供电质量的最核心部分被用户重点关注。其中蓄电池又是整个供电系统中最重要的组成之一,是整个供电系统的“最后一道屏障”。但是目前数据中心备用电池普遍选用浮充备用型电池,电池容量与体积大、功率低、成本高、一致性差、寿命短,已成为制约绿色数据中心发展的一大障碍。
数据中心备电解决方案
(1)数据中心高倍率电池的应用
数据中心用蓄电池同传统通信类电池相比,更加侧重于大倍率短时间放电,行业内数据中心产品主要围绕备电时间由小时级向分钟级发展,备电产品具有以下特点:
①高功率:同倍率可以放出更多的容量,短时间功率性能更出色。15分钟率可以放出50%以上的电量,相当于普通电池1小时率放出的电量。这类电池设计时,主要通过降低电池内阻、减小各环节压降、减缓电池极化、提高活性物质利用率。其中电池内阻包括板栅内阻、铅膏内阻、板栅与铅膏的界面阻抗、隔膜电阻、电解液电阻等;电池极化与极板表面积、隔板厚度、极群极间距等因素相关;活性物质利用率与极板厚度、电解液浓度等因素有关。
②高安全性:安全性是数据中心最不容忽视的问题,整个供电系统要求蓄电池大电流充放电使用时,电池模块不能过热,不得出现端子过热、塌陷和密封胶融化现象,电池内部连接件需经过验证测试,确保满足载流量要求。另外,一般蓄电池容易出现的壳体鼓胀、漏液等问题,该场景产品需有针对性解决措施应对,防止漏液现象,实现高安全性、高稳定性。
③长寿命:普通蓄电池寿命短,失效过快,高倍率电池产品在板栅合金、铅膏配方、高性能隔膜、高强度壳体材料、电池结构等方面技术手段优化,蓄电池设计寿命提升至15年以上。
④高一致性:数据中心供电系统一般电压等级均在240V以上,如此高的电压需要多节蓄电池串联来实现,高倍率电池的性能除了由设计因素决定外,还与制造过程一致性控制有较大关系,高倍率电池产品的自动化程度高于普通产品,各环节实现机械化、精细化生产,产品的各部件的精度得到大幅度的提升,产品的一致性可提高50%以上。
制造商和工业组织尤其容易受到供电异常的影响。对于生产汽车、电子产品、食品和饮料、药品或操作医疗设备的行业来说，断电持续10秒可能意味着生产过程中的短暂停顿。即使是非常短暂的断电也会对敏感的设备、机械、最终产品、材料造成严重的损坏，随后的重启也会非常耗时和昂贵。
停电和随后的浪涌造成的损坏程度可能难以理解。电子控制系统配置可能会恢复为默认设置，并需要重新编程。在生产或合成的关键阶段中间的功率损失会破坏产量并最终浪费昂贵的材料。现代工业自动化程度的提高意味着停电的负面影响比以往任何时候都大。
即使是临时的电压下降也会给工业设施带来令人难以置信的问题。这些电压“下降”占到所有电能质量事件的92％以上，这使它们成为企业最常见的电源问题。这些以及电压“尖峰”可能会对计算机、服务器和其他敏感的电气设备造成严重破坏。2017年5月，当一场瞬间供电事件迫使关键数据中心无法控制重启时，英国航空公司的服务中断成为头条新闻，导致伦敦盖特威克机场约有800个航班被取消。虽然正常供电中断只是短暂的，但据估计这次事件已使英国航空公司损失超过1亿美元。
