在過去的幾年中,鋰離子電池的總擁有成本比傳統(tǒng)的鉛酸電池還要低。用戶需要克服他們的保守主義思想,著眼采用新技術(shù)。
數(shù)據(jù)中心等關(guān)鍵設(shè)施需要采用備用電源,事實上需要閥控鉛酸(VRLA)電池與不間斷電源(UPS)相結(jié)合,但隨著鋰離子電池變得更具成本效益,這種情況已經(jīng)發(fā)生了變化。行業(yè)專家表示這將是一個快速變化,并且數(shù)據(jù)中心行業(yè)仍在致力于獲得這些好處。
	 
克服疑慮
專家表示,僅在幾年前,鋰離子電池被認為可以替代具有風(fēng)險和成本昂貴的鉛酸蓄電池。當鋰離子電池在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用時,人們對此反應(yīng)不一。
數(shù)據(jù)中心行業(yè)對鉛酸電池的應(yīng)用感到滿意并不奇怪。這是一種經(jīng)過長期驗證的技術(shù),其應(yīng)用歷史可以追溯到1859年。即使是現(xiàn)代的密封閥控鉛酸蓄電池也有70多年的應(yīng)用歷史,第一款密封閥控鉛酸蓄電出現(xiàn)在1957年。但也有其顯著的缺點:體積大、重量大、維護成本高,并且需要每四到五年更換一次。
但其應(yīng)用可能并不可靠:波洛蒙研究所在2013年的一項研究發(fā)現(xiàn),55%的數(shù)據(jù)中心故障有鉛酸電池有關(guān)。以后的調(diào)查研究這個數(shù)字有所減少,但這仍然令人震驚。
鋰離子電池具有很多優(yōu)點,并且其誕生相對較晚,出現(xiàn)在20世紀70年代,這得益于物理學(xué)家John Goodenough和化學(xué)家Stan Whittingham的開發(fā)和研究,并由便攜式設(shè)備制造商索尼公司實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。
鋰離子電池的工作壽命是鉛酸蓄電池的四倍,重量更輕,功率密度更高:鉛酸蓄電池的功率密度約為40W/kg,而鋰離子電池的功率密度可以達到200W/kg或更高。
然而,使鋰離子電池在數(shù)據(jù)中心中可行的一個重要因素是最近成本的巨大變化。與鉛酸電池相比,該技術(shù)開始應(yīng)用時在成本上有很大的劣勢,但其發(fā)展方向是明確的。
	 
走向主流應(yīng)用
在這張對比圖表中,2014年,鋰離子電池的成本是閥控鉛酸(VRLA)電池的四倍。三年前,鋰離子電池的標準化生產(chǎn)成本約為閥控鉛酸(VRLA)電池的三倍。而在兩年前,鋰離子電池的成本約為閥控鉛酸(VRLA)電池兩倍,如今基本上是1.2倍。
但這些只是最初的成本。當涉及總體擁有成本時,其應(yīng)用情況發(fā)生了變化,因為多租戶數(shù)據(jù)中心(MTDC)只需要其UPS電池運行五分鐘。如果將其應(yīng)用實現(xiàn)規(guī)范化,并且擁有15年的總成本,那么鋰離子電池將會最終獲勝。
這種平衡有利于鋰離子電池:數(shù)據(jù)中心采用鋰離子電池的總體擁有成本現(xiàn)在是運行閥控鉛酸(VRLA)電池成本的一半。而一旦總體擁有成本發(fā)生逆轉(zhuǎn),就會更多地采用鋰離子電池。
鋰離子電池的成本因其在電動汽車等其他行業(yè)的商業(yè)化應(yīng)用而降低。關(guān)鍵領(lǐng)域通常位于技術(shù)前沿,電動汽車制造商將會關(guān)注電池技術(shù),并致力于提高電池的功率密度和安全性,并降低成本。
鋰離子電池可以節(jié)省總體擁有成本只是一個開始,還有更多的好處。而用戶開始利用更短的運行時間,并節(jié)省冷卻成本,而鋰離子電池可以在更高的溫度下正常運行。
除此之外,當數(shù)據(jù)中心運營人員通過協(xié)調(diào)一致的UPS應(yīng)用智能電力服務(wù),著眼于需求管理和能源套利時,甚至還沒有開始考慮可以做些什么。
由于鋰離子電池的體積與鉛酸蓄電池相比更小,因此節(jié)省空間也更具價值,因此客戶可以將電池室部署空間轉(zhuǎn)換為機房空間。雖然這在現(xiàn)有建筑物中難以實現(xiàn)貨幣化,但在數(shù)據(jù)中心的最新規(guī)劃和設(shè)計中卻有所體現(xiàn)。例如,多租戶數(shù)據(jù)中心可以重新設(shè)計他們的建筑,將設(shè)備空間減少一半以上。
在大型數(shù)據(jù)中心運營商來說,土地成本很重要。例如,北弗吉尼亞州建設(shè)數(shù)據(jù)中心,每英畝需要支付200萬美元的費用,相當于需要為每平方英尺支付50美元。而節(jié)省每一平方英尺都會對運營商降低成本產(chǎn)生真正的影響。
這些好處是真實的,而鋰離子電池仍將會處于領(lǐng)先地位,因為具有五分鐘備用電源的基本總體擁有成本就足夠了。
另一項長期效益將是UPS電池供電的合理化舉措。數(shù)據(jù)中心行業(yè)正在致力消除閑置的容量,而鋰離子電池則有助于調(diào)整備份電源供應(yīng)的規(guī)模。在過去的五年里,數(shù)據(jù)中心行業(yè)行業(yè)經(jīng)歷了一場非常平靜的革命,其冗余架構(gòu)從2N變?yōu)镹+1開始,這可以消除一些閑置的容量。
盡管數(shù)據(jù)中心行業(yè)在采用新技術(shù)方面很保守,并且其變化也很緩慢。現(xiàn)在幾乎所有的標準規(guī)范都以鉛酸蓄電池為主,鋰離子電池為輔,在未來的一段時間內(nèi),鋰離子電池將成為主流應(yīng)用,鉛酸電池將成為備用。但最終將會完全放棄鉛酸電池。
數(shù)據(jù)中心目前大多采用的能量密度較低、化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定的鉛酸電池,而鋰離子電池仍然面臨著嚴格的監(jiān)管,因為采用鋰離子電池的便攜式設(shè)備出現(xiàn)了一些令人關(guān)注的問題。那些支持鉛酸電池技術(shù)的用戶仍對其采用規(guī)則和問題進行質(zhì)疑,如果鋰離子電池無法根據(jù)其優(yōu)點進行競爭,那么可能會讓用戶產(chǎn)生疑惑和恐懼。
還有一些人可能會對鋰離子電池總體擁有成本計算中包含的內(nèi)容持懷疑態(tài)度,但它們基于首次成本、重置成本和持續(xù)維護成本,還包括電池的處理。
但很多企業(yè)開始投資鋰離子電池,并開始提倡和推廣這項技術(shù),因此鋰離子電池在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用將是可行的。


 
 

