深圳科士达:锂电UPS凭借其核心优势将在未来数据中心建设中大显身手

深圳科士达:锂电UPS凭借其核心优势将在未来数据中心建设中大显身手

2022-04-11 10:34:08 科士达 54

UPS是保障数据中心稳定、高效运行的关键设施,在数据中心规模日渐大型化、超大型化,对电能的需求不断增长的今天,UPS的重要性越发凸显出来。特别是在新建数据中心设计PUE普遍在1.2-1.3之间的情况下,UPS的每一点细微改进,都显得举足轻重起来。


近日,UPS领域知名企业深圳科士达的数据中心产品部总监沈文轶先生接受了中国IDC圈记者的采访,围绕UPS的节能改进、锂电UPS的发展,以及UPS与“双碳”战略、“东数西算”的关系进行了深入的探讨。


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“三级”体系构建极致能效


“一直以来,UPS都在不停地进行能效方面的探索。”


数据中心用能效率是一个经久不衰的话题。沈文轶表示,行业在优化UPS能效方面做了充分的努力,并且取得了不小的进步。UPS效能从前些年普遍90%左右,逐渐发展到现在主流产品95%以上的水平,并且还有进一步改进的空间。


UPS的改进是多方面的。在设计架构角度上,高效能的多电平的拓扑结构正在替代传统的两电平结构,可减小滤波电感的尺寸和损耗。细节方面,从核心元器件的选型,到引入半导体碳化硅等新材料,到根据UPS负载率精细调节风扇转速等每一个细节都在不断优化。


模块化UPS则很好地解决了应用期间负载变动的问题。UPS的最佳带载区间在50%到70%之间,模块化UPS就可以很好解决初期带载率低的问题,且具有按需扩容、模块冗余设计、智能休眠等特点。而当市电质量较好时,UPS可运行在超级ECO模式,此时整机效率可以达到99%的水平。


沈文轶表示,作为绿色低碳转型和高质量发展的实践者,科士达为帮助客户提升数据中心用能效率,实现低碳运营,一直加速在智慧能源领域的技术研发、产品创新和产业布局,并依托于自身齐备的产品线,为客户带来了设备级、方案级架构级的多维度的节能方案。


沈文轶介绍,设备级的节能方案主要依托产品实现。例如高效模块化锂电UPS,氟泵空调等,从产品本身挖掘节能潜力,从而提高整个系统的节能效果;方案级从工程维度入手,以封闭冷热通道的模块化数据中心为主,从工程角度合理优化冷气流组织、精确制冷,提升制冷设备的利用效率;架构级则是将储能融合到数据中心供电架构上,特别是大型数据中心,不但可以有效利用绿色能源,还可以通过移峰填谷给客户带来一定的经济价值。


“大型数据中心应用锂电UPS将会是节能降碳的一个有效途径。”沈文轶表示。科士达从多维度入手的“三级”体系,为数据中心行业实现碳中和做出了有益的探索和实践。其中,锂电UPS在科士达的“三级”方案中起到了不可或缺的核心作用。



锂电UPS的创新与实践



对于科士达YMK系列锂电UPS的优势,沈文轶从电池特性、电池管理以及整体系统三个角度进行了详细的阐述。


从电池特性来看,锂电池具有体积较小、重量较轻、能量密度较高的特点,以及在快充、寿命方面具有很大优势。无论是配套模块化UPS,还是作为储能产品,锂电池都具有自己独特的优势。


从电池管理上看,传统铅酸电池管理不够智能,无法做到精确检测电池运行状态,以中大功率UPS锂电系统为例,其通过模组级、单柜、阵列级三级BMS监控系统,可精确监测系统的电压、电流、温度等参数,实现精细化管理。


从系统角度来看,例如科士达的中大功率锂电UPS为无中线设计,对于云数据中心或者超大型的数据中心来讲,可明显降低施工成本。并且,锂电相比铅酸电池要更加环保,锂电UPS自身的低碳特性更胜一筹。


作为国内锂电UPS应用的先行者,科士达YMK系列锂电UPS已经应用于海内外的多个项目中,并受到客户好评。


武汉首义广场项目中,科士达为客户提供锂电UPS解决方案,部署了科士达YMK系列200kW锂电UPS以及配套的锂电系统。


海外项目也可圈可点,东南亚某国政府积极推动公共领域数字化转型,多个政府部门数据机房需进行一体化、模块化改造以支撑电子政务平台。科士达采用MDC微模块解决方案,同时配备科士达YMK系列UPS及锂电柜,高度匹配了客户的核心需求。值得一提的是,该数据机房成功通过了绿色计算倡议组织(GCI)的铂金级认证。


在大型IDC场景中,超大功率UPS系统应用较为广泛。科士达在欧洲某大型数据中心项目中,为客户提供多套1.2MW容量UPS及配套的锂电系统。锂电池的高能量密度、高倍率等特性,可以满足超大数据中心的备电要求,为市电与油机提供充分的切换时间。同时其较小的体积也优化了配电空间,为客户降低空间成本,提高了数据机房的得柜率。


在新的一年中,科士达把握市场趋势,将致力于研发优秀的锂电UPS产品,并为客户交付更多、更具代表性的锂电UPS案例。



未来可期


谈及锂电UPS的普及,就不能不谈锂电池的安全性问题。数据中心因其业务特性,对锂电池的安全性也有更高的要求。


"相信随着锂电材料、工艺的提升,锂电UPS安全性必将进一步提高。”沈文轶认为用户对锂电安全性的疑虑只是暂时的问题,并且科士达正在通过多方努力,确保数据中心锂电池在使用中的安全性。


首先在电池类型方面,科士达选用高品质的磷酸铁锂电芯,具备优良的防热失控特性;其次在管理角度,科士达为锂电池配备了完善的BMS系统。当出现电芯电压降到截止电压、或者电芯温度上升至保护温度、又或者单簇电压差达到设定值等情况,电池会停止放电;另外,科士达锂电柜还设计有模组级及机柜级两级消防单元,当机架内环境温度达到设定值时,触发消防系统动作,进行机架内全浸灭火,整个过程可在数秒内完成。


此外,锂电系统在CAPEX成本上较高,也是目前锂电UPS普及受阻的原因之一。不过随着锂电池应用的普及,以及相关产业上下游的不断降本提效,锂电UPS的成本有着很大的优化空间。而且锂电池的循环寿命可达10-15年,这与UPS的生命周期基本一致,而传统的铅酸电池方案可能已经经过2-3次的更换,这一点更是弱化了成本问题。


另外在“东数西算”的大背景下,超大型、高密型的数据中心越来越多,锂电的高能量密度特性可以满足大型数据中心长时间备电的需求,高倍率特性完全能够应对大型高密机柜场景,高循环次数完全适应清洁能源的使用。随着数据中心规模的发展,锂电UPS优势还将逐步扩大。


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