تحليل التطبيق والاستفادة من مزود طاقة UPS

11 Jan 2023

تتفجر الحياة الحديثة باستمرار وتتطلب الكثير من البيانات المخزنة في مركز البيانات. مع تطبيق 5G ، بدون سائق ، إنترنت الأشياء ، الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة الأخرى ، سيتم فتح مركز البيانات بسرعة مذهلة. كما نعلم جميعًا ، يعد مركز البيانات مستهلكًا كبيرًا للطاقة ، لذا فهو النقطة الرئيسية لمركز البيانات لمناقشة الحفاظ على الطاقة وتوفير تكلفة الكهرباء ، ويوفر التطبيق الواسع لنظام إمداد الطاقة غير المنقطع (UPS) في مركز البيانات شرط خلقي لتطبيق مهارات الحفاظ على الطاقة. لذلك ، أصبح تخزين طاقة UPS موضوعًا ساخنًا للحفاظ على طاقة مركز البيانات في السنوات الأخيرة. تقدم هذه الورقة مفهومًا جديدًا لإمدادات الطاقة المشتركة لتخزين الطاقة UPS + في مجال مركز البيانات المشترك.

1. نقاط التطبيق والألم لإمدادات الطاقة UPS ونظام تخزين الطاقة

(1) نقاط التطبيق والألم لمصدر طاقة UPS

① تطبيق مزود طاقة UPS

يستخدم UPS لتزويد الطاقة للمعدات الهامة في حالة انقطاع التيار الكهربائي. عند ضبط مولد الديزل في مركز بيانات الفئة أ ، يجب ألا يقل وقت النسخ الاحتياطي لبطارية UPS عن 15 دقيقة. بشكل عام ، يتم استخدام بطارية الرصاص الحمضية. من أجل ضمان جودة إمدادات الطاقة وموثوقية معدات المعلومات في مركز البيانات ، فإن UPS ضرورية ولا علاقة لها بالمزايا الاقتصادية.

② نقاط الألم UPS

• نظرًا لوجود عدد قليل من حالات انقطاع التيار الكهربائي وقلة عمليات التفريغ في دورة حياة البطارية بأكملها ، تصبح البطارية خاملة ، مما يشكل إهدارًا للموارد ؛

• بطارية UPS في حالة شحن عائم لفترة طويلة ، وصحة البطارية غير معروفة ؛

• بشكل عام ، يتم استخدام بطاريات الرصاص الحمضية ، والتي سيتم استبدالها في غضون 4-5 سنوات.

(2) التطبيق ونقاط الألم لنظام تخزين الطاقة

① تطبيق نظام تخزين الطاقة

يهدف نظام تخزين الطاقة بشكل أساسي إلى قطع الذروة وملء الوادي ، وموازنة الفرق بين أسعار الكهرباء في الذروة والوادي. نظام تخزين الطاقة غير ضروري. بدون فوائد اقتصادية ، لا توجد قيمة للمعدات.

② نقاط الألم في نظام تخزين الطاقة

• تختلف أسعار الكهرباء في الذروة والوادي من مكان إلى آخر. الفرق بين أسعار الكهرباء في الذروة والوادي صغير في العديد من الأماكن ، ولا يمكن أن يستعيد إعداد نظام تخزين طاقة البطارية أموال رأس المال. حتى في الأماكن التي يكون فيها الفارق بين أسعار الكهرباء في الذروة والوادي كبيرًا ، فإن دخل الاستثمار من تخزين طاقة البطاريات ليس مرتفعًا للغاية ، لذلك من الصعب إحداث استثمارات على نطاق واسع ؛

• فترة عائد مشاريع تخزين الطاقة النقية العادية هي من 7 إلى 8 سنوات ، ولا يرغب المستخدمون أو المستثمرون في المساهمة ؛

• لأن التفريغ العميق سيؤثر على عمر البطارية ، يجب أن تحتفظ بطارية نظام تخزين الطاقة ببعض السعة التي لا يمكن استخدامها (30٪ ~ 40٪ لبطاريات الكربون الرصاص) ، وهو أيضًا إهدار للموارد.

2 مفهوم نظام SPS

UPS + Storage Power Supply ، المشار إليه باسم نظام SPS ، يشير إلى النظام الذي يتم فيه دمج UPS وتخزين الطاقة. يتمثل مفهومها في إضافة سعة معدات البطارية ، واستخدام بطارية الكربون الرصاص بدلاً من بطارية الرصاص الحمضية لشحن سعر الكهرباء المنخفض ليلاً ، وإطلاق جزء من الكهرباء في ذروة أسعار الكهرباء خلال النهار لمراجحة ذروة الوادي ، واستخدام الكهرباء المتبقية مثل الطاقة الاحتياطية UPS. في حالة انقطاع التيار الكهربائي في بعض الأحيان ، يتم تفريغ البطارية إلى 80٪ ~ 100٪ ، مما يؤثر قليلاً على عمر البطارية.

(1) تكوين نظام تخزين طاقة البطارية (BESS)

يتكون BESS بشكل أساسي من أربعة أجزاء: نظام البطارية (BS) ونظام تحويل الطاقة (PCS) ونظام مراقبة البطارية (BMS) ونظام إدارة الطاقة (EMS) ؛ في الوقت نفسه ، من الناحية العملية ، من أجل تسهيل التخطيط والمعالجة والتحكم ، يتم دمج نظام البطارية و PCS و BMS بشكل عام من البداية إلى BESS معياري ، بينما يستخدم EMS بشكل أساسي لمراقبة ومعالجة والتحكم في واحد أو أكثر من الوحدات النمطية بيس. يوضح الشكل 1 بنية BESS.

(2) UPS (مزود طاقة التخزين)

① SPS عبارة عن مزيج من UPS ونظام تخزين الطاقة (UPS + BESS) ، وهو مزيج مثالي من تخزين الطاقة والنسخ الاحتياطي للطاقة ؛

② يتمثل مفهوم SPS في تحديد سلسلة UPS المناسبة للتفريغ المتكرر بعد التحسين في نظام UPS المبني حديثًا ، وإضافة سعة بطارية UPS. بدلاً من استخدام بطاريات الرصاص الحمضية ، يتم استخدام بطاريات الرصاص الكربونية. تُستخدم أسعار الكهرباء في أوقات الذروة والوادي للشحن والتفريغ ، ويتم تحرير جزء من طاقة البطارية يوميًا للمراجحة. تفي الطاقة المتبقية بمتطلبات وقت النسخ الاحتياطي لـ UPS ؛

③ التفريغ إلى 80٪ ~ 100٪ في حالة انقطاع التيار الكهربائي العرضي ، مما يؤثر قليلاً على عمر البطارية ؛

④ استنادًا إلى 50٪ + 30٪ DOD (شحنتان وتفريغان) لبطارية كربون الرصاص ، يمكن إعادة تدويرها لمدة 3300 يوم. يمكن استخدامه كل يوم لمدة 9 سنوات ، أي ضعف عمر بطارية الرصاص الحمضية العادية.

(3) مقارنة بين نظام SPS ونظام تخزين طاقة البطارية

① بعد تحسين UPS الخاص بـ SPS ، يكون لديه وظائف UPS و PCS ، وتكلفة تحسين UPS أرخص بكثير من تكلفة أجهزة الكمبيوتر الشخصية ؛

② استخدم UPS في الأصل مجموعتين من بطاريات الرصاص الحمضية (على سبيل المثال) ، ولكنه يستخدم الآن أربع مجموعات من بطاريات الكربون الرصاص. تمت إضافة مجموعتين فقط من البطاريات ، وهي أقل بكثير من تكلفة أربع مجموعات من بطاريات الكربون الرصاص لنظام تخزين الطاقة ؛

③ تحتوي UPS بشكل عام على غرفة بطارية ، لذلك ليس من الضروري إنشاء حاوية منفصلة لتوفير الاستثمار ؛

④ تم تجهيز وحدات UPS وغرف البطاريات بمكيفات هواء ، لذلك لا يلزم تركيب إضافي ؛

⑤ تم تضمين رسوم تكييف الهواء الخاصة بـ UPS وغرفة البطارية في التكلفة الأصلية ولن يتم خصمها من دخل تخزين الطاقة.

يمكن أن نرى من هذا أن المساهمة الإضافية لنظام SPS (مجموعتان من بطاريات الكربون الرصاص وتكلفة تحسين UPS) أقل بكثير من نظام تخزين طاقة البطارية. انظر الجدول 1 للمقارنة بين نظام SPS ونظام تخزين طاقة البطارية.

(4) مشاكل وحلول SPS

① مشاكل مع SPS

سيؤثر تفريغ الطاقة العالية للبطارية بشكل خطير على عمر بطارية الرصاص الحمضية / الرصاص الكربوني ؛ السعة الصادرة عن تفريغ الطاقة العالية للبطارية أقل بكثير من بطارية الرصاص الحمضية / الرصاص الكربوني

سعة إضافية للبطارية.

مع إضافة سعة البطارية ، يجب زيادة سعة شحن SPS ؛ يتم شحن البطارية وتفريغ شحنها بشكل متكرر كل يوم ، مما قد يؤثر على موثوقية SPS.

إذا كان لديك أي متطلبات أو أي نوع من الاستفسارات بخصوص حلول UPS للتطبيقات التي تريدها ، فلا تتردد في التواصل مع فريقنا التعليمي في أي وقت على marketing@everexceed.com .

العلامات :