Bateriile litiu-ion sunt folosite în industrie de peste 20 de ani. Dar de ce nu sunt utilizate pe scară largă în sursele de alimentare neîntreruptibile (UPS) din centrele de date? Problema este că, până de curând, aceste elemente nu puteau asigura echilibrul necesar între preț, energie specifică, putere, siguranță și fiabilitate. Cu toate acestea, în ultimii ani, datorită progreselor înregistrate în domeniul chimiei turnării și apariției noilor tehnologii, dezvoltatorii UPS au realizat ceea ce au nevoie. Este interesant de remarcat faptul că stimulul pentru munca în această direcție a fost dat de bateriile pentru mașinile electrice.

litiu-ion

Avantajele bateriilor litiu-ion față de bateriile plumb-acid cu supapă de control (plumb-acid reglementat prin supapă, VRLA) constau în:

  • necesitate mai mică de înlocuire a bateriei în timpul duratei de viață a sursei de alimentare;
  • Greutate de 3 ori mai mică cu rezervă de energie identică;
  • până la de 10 ori mai multe cicluri de încărcare-descărcare, în funcție de chimie, tehnologia utilizată, temperatură etc.;
  • auto-descărcare de aproximativ 4 ori mai mică;
  • încărcare de aproximativ 4 ori mai rapidă.

Cu toate acestea, bateriile litiu-ion au două dezavantaje principale în comparație cu omologii lor „clasici” de plumb:

  • costurile de capital pentru aceeași cantitate de energie stocată sunt de două până la trei ori mai mari din cauza prețurilor mai mari de producție, precum și a necesității unor sisteme speciale de gestionare;
  • cerințe de transport mai stricte.

Conversie și UPS noi

La alegerea bateriilor litiu-ion pentru surse de alimentare statice, trebuie luați în considerare diferiți factori, în funcție de faptul dacă este vorba de cumpărarea unui produs nou sau de înlocuirea bateriilor cu unul existent. De obicei, se presupune că durata de viață a unui UPS este de 10-15 ani, în timp ce viața VLRA este de 3-6 ani, iar elementele litiu-ion - 10 ani sau mai mult.

La înlocuirea bateriei la începutul vieții de serviciu a echipamentului de alimentare cu energie (în primii 5 ani) tranziția la un model litiu-ion are sens, deoarece durata de viață proiectată va coincide cu sfârșitul duratei de viață a întregului UPS.

În mijlocul vieții de serviciu (între 5 și 10 ani) o opțiune mai bună este să cumpărați baterii noi cu plumb. Înlocuirea acestora cu litiu-ion poate fi neprofitabilă, deoarece se poate dovedi că la sfârșitul duratei de viață a echipamentelor UPS, aceste soluții mai scumpe vor fi la mijlocul vieții normale.

Următorul: Influența temperaturii

Când se apropie sfârșitul duratei de viață a echipamentelor de alimentare cu energie electrică (peste 10 ani) probabil că are sens să ia în considerare opțiunea de a achiziționa o nouă soluție cu baterii litiu-ion. O astfel de decizie trebuie luată având în vedere costurile de întreținere ale UPS-ului existent (condițiile contractelor relevante, prețurile pieselor de schimb etc.).

Desigur, orice înlocuire trebuie atent analizată. Chiar dacă bateriile litiu-ion mai noi oferă aceeași tensiune nominală ca și bateriile plumb-acid disponibile, poate fi necesar să actualizați software-ul și să cumpărați componente hardware suplimentare. În astfel de cazuri, este necesară integrarea unor noi sisteme de control, iar diferite caracteristici de încărcare pot schimba ciclul de funcționare al sistemului.

Achiziționarea de soluții complet noi este, fără îndoială, cel mai simplu scenariu de actualizare, cu condiția ca furnizorul să fi integrat cu succes bateriile litiu-ion în produsele sale. În viitor, este de așteptat apariția standardelor pentru a asigura o funcționare coordonată între sursele de alimentare și sistemele de gestionare a bateriilor de la diferiți producători.

Influența temperaturii

Modificarea temperaturii ambiante afectează diferit cele două tipuri de baterii. Cu toate acestea, pot fi derivați trei parametri principali pe care îi afectează:

  • durata de viata a bateriei;
  • durata de viata a bateriei;
  • energia necesară pentru răcire.

Durata de viata a bateriei. Conform studiilor științifice, schimbările de temperatură afectează majoritatea componentelor bateriei. O regulă generală atât pentru plumb, cât și pentru litiu-ion este că resursa scade cu aproximativ 50% cu fiecare creștere de 8-10 grade. Având în vedere că durata medie de viață a primului este de 3-6 ani, iar a celui din urmă - aproximativ 10 ani, se poate concluziona că pe toată durata de viață a UPS-ului temperatura ridicată va duce la înlocuirea mai frecventă a plumbului decât litiu. - baterii ionice.

Durata muncii. Acest termen se referă la o baterie care furnizează un anumit curent cu o anumită tensiune. Pe măsură ce temperatura crește, rezistența internă a ambelor tipuri de baterii scade. Rezistența scăzută aduce pierderi mai mici și, prin urmare, tensiunea de ieșire nu scade la fel de repede. Adică la temperaturi mai ridicate, bateria poate furniza mai mult curent în același timp. După cum sa menționat deja, temperatura ridicată scurtează durata de viață a elementelor. Cu toate acestea, datorită duratei lor de viață mai ridicate, bateriile litiu-ion rezistă mai bine condițiilor de temperatură ridicată. Cu toate acestea, pentru funcționarea normală a bateriilor cu plumb-acid, temperatura nu trebuie să crească cu mai mult de 10 grade.

Răcire. La alegerea unui sistem de răcire pentru ambele tipuri de baterii, se utilizează două abordări - luând în considerare doar pierderile la starea de echilibru (la compensarea auto-descărcării) sau citirea căldurii eliberate în timpul descărcării (pierderi neregulate). Pierderile pe termen scurt sunt semnificativ mai mari decât cele la starea de echilibru. Atunci când se compară cei doi parametri pentru o perioadă de 1 an, căldura din funcționarea normală a echipamentului este incomparabil mai mare. În plus, sistemele UPS sunt deseori proiectate să alimenteze IT timp de câteva minute înainte de declanșarea unui generator.

La diluarea ambelor sisteme, temperatura din camera respectivă va crește. Dacă parametrii sistemului de răcire sunt selectați prin prima dintre cele două metode, atunci revenirea la temperatura normală setată va dura ceva timp (probabil câteva ore).

Evident, bateriile litiu-ion vor suferi mai puțin aici. Durata de viață crescută a acestor baterii permite opțiuni precum creșterea temperaturii pentru a economisi agent frigorific.

Situația este diferită în cazul bateriilor cu plumb-acid, tocmai din cauza duratei lor de viață mai scurte. Există posibilitatea de a prelungi durata muncii lor prin scăderea temperaturii. Desigur, trebuie calculat în avans dacă aceste costuri de capital sunt justificate.