德國(guó)陽光蓄電池A412/200 F10

德國(guó)陽光蓄電池A412/200 F10

電池電壓，電流和溫度是德國(guó)陽光蓄電池的重要工作參數(shù)，但它們不反映電池的內(nèi)部狀態(tài)。 作為*的方便的電池性能參數(shù)，內(nèi)阻可以反映電池劣化和容量狀態(tài)等性能指標(biāo)，這些指標(biāo)不能反映在電壓，電流，溫度等工作參數(shù)上。

  電池的四種主要故障模式:(失水，負(fù)極板硫化，正極板腐蝕和熱失控直接影響電池容量，內(nèi)阻增加）是電池內(nèi)阻增加的主要原因。

  隨著電池的容量狀態(tài)降低，電池的內(nèi)阻增加。 電池容量越大，內(nèi)部電阻反映越小，并且隨著電池劣化，電池的內(nèi)阻也顯著增加。 因此，電池的內(nèi)阻與其容量密切相關(guān)：電池內(nèi)阻的增加是電池性能下降的重要指標(biāo)。

  電信年會(huì)的研究結(jié)果表明，如果德國(guó)陽光蓄電池的內(nèi)阻超過25％的正常值，則容量已減少到其標(biāo)稱容量的約80％。 如果電池的內(nèi)阻超過正常值的50％，則電池容量已降至低于其標(biāo)稱容量的80％并及時(shí)更換。

  電池在大多數(shù)站點(diǎn)串聯(lián)使用，電池的性能狀態(tài)直接影響電池組的性能狀態(tài)。 同時(shí)，電池組中的后向電池將加速串聯(lián)連接的其他電池的劣化率。 因此，單個(gè)電池的監(jiān)控是確保電池組的容量狀態(tài)和使用壽命的必要條件。

  通過對(duì)電池組中的電池單元執(zhí)行內(nèi)阻測(cè)試，可以準(zhǔn)確地掌握電池組中的每個(gè)電池單元的性能狀態(tài)。 同時(shí)，確保電池供電的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)電池組的使用壽命具有重要意義。

  隨著使用時(shí)間的增加，電池的容量狀態(tài)將減少。 根據(jù)電化學(xué)會(huì)議對(duì)25,000個(gè)通信電池的結(jié)果，德國(guó)陽光蓄電池將在使用2年后進(jìn)入不穩(wěn)定時(shí)期。 換句話說，在使用2年后，電池組將具有容量大大降低的電池單元。

信息時(shí)代的來臨，數(shù)據(jù)中心大規(guī)模的建設(shè)，計(jì)算機(jī)和大量通信設(shè)備飛速發(fā)展，不間斷電源系統(tǒng)作為滿足數(shù)據(jù)中心供電質(zhì)量的核心部分被用戶重點(diǎn)關(guān)注。其中陽光蓄電池又是整個(gè)供電系統(tǒng)中重要的組成之一，是整個(gè)供電系統(tǒng)的“后一道屏障”。但是目前數(shù)據(jù)中心備用電池普遍選用浮充備用型電池，電池容量與體積大、功率低、成本高、一致性差、壽命短，已成為制約綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展的一大障礙。
　　
　　1 數(shù)據(jù)中心備電解決方案
　　
　　(1)數(shù)據(jù)中心高倍率電池的應(yīng)用
　　
　　數(shù)據(jù)中心用陽光蓄電池同傳統(tǒng)通信類電池相比，更加側(cè)重于大倍率短時(shí)間放電，行業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品主要圍繞備電時(shí)間由小時(shí)級(jí)向分鐘級(jí)發(fā)展，備電產(chǎn)品具有以下特點(diǎn):
　　
　　①高功率:同倍率可以放出更多的容量，短時(shí)間功率性能更出色。15分鐘率可以放出50%以上的電量，相當(dāng)于普通電池1小時(shí)率放出的電量。這類電池設(shè)計(jì)時(shí)，主要通過降低電池內(nèi)阻、減小各環(huán)節(jié)壓降、減緩電池極化、提高活性物質(zhì)利用率。其中電池內(nèi)阻包括板柵內(nèi)阻、鉛膏內(nèi)阻、板柵與鉛膏的界面阻抗、隔膜電阻、電解液電阻等;電池極化與極板表面積、隔板厚度、極群極間距等因素相關(guān);活性物質(zhì)利用率與極板厚度、電解液濃度等因素有關(guān)。
　　
　　②高安全性:安全性是數(shù)據(jù)中心不容忽視的問題，整個(gè)供電系統(tǒng)要求陽光蓄電池大電流充放電使用時(shí)，電池模塊不能過熱，不得出現(xiàn)端子過熱、塌陷和密封膠融化現(xiàn)象，電池內(nèi)部連接件需經(jīng)過驗(yàn)證測(cè)試，確保滿足載流量要求。另外，一般陽光蓄電池容易出現(xiàn)的殼體鼓脹、漏液等問題，該場(chǎng)景產(chǎn)品需有針對(duì)性解決措施應(yīng)對(duì)，防止漏液現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)高安全性、高穩(wěn)定性。
　　
　　③長(zhǎng)壽命:普通陽光蓄電池壽命短，失效過快，高倍率電池產(chǎn)品在板柵合金、鉛膏配方、高性能隔膜、高強(qiáng)度殼體材料、電池結(jié)構(gòu)等方面技術(shù)手段優(yōu)化，陽光蓄電池設(shè)計(jì)壽命提升至15年以上。
　　
　　④高一致性:數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)一般電壓等級(jí)均在240V以上，如此高的電壓需要多節(jié)陽光蓄電池串聯(lián)來實(shí)現(xiàn)，高倍率電池的性能除了由設(shè)計(jì)因素決定外，還與制造過程一致性控制有較大關(guān)系，高倍率電池產(chǎn)品的自動(dòng)化程度高于普通產(chǎn)品，各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、精細(xì)化生產(chǎn)，產(chǎn)品的各部件的精度得到大幅度的提升，產(chǎn)品的一致性可提高50%以上。
　　
　　(2)鋰電高壓直流系統(tǒng)的應(yīng)用
　　
　　隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，鋰離子電池的安全性不斷提高，成本不斷的下降，可用性及經(jīng)濟(jì)性不斷地增強(qiáng)，鋰離子電池備電系統(tǒng)正在迅速成為解決數(shù)據(jù)中心備電問題的常用方案，其特點(diǎn)包括:
　　
　　①智能化監(jiān)控
　　
　　BMS系統(tǒng)統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)智能化電池管理;
　　
　　②能量轉(zhuǎn)化率高
　　
　　采用小容量系統(tǒng)即可滿足大電流放電需求;
　　
　　③節(jié)能減排
　　
　　同樣的負(fù)載，該系統(tǒng)可有效降低系統(tǒng)容量配置;
　　
　　④安裝維護(hù)方便
　　
　　采用并聯(lián)的接線方式，系統(tǒng)擴(kuò)容方便，無需單獨(dú)建設(shè)電池房，與主設(shè)備*接觸，節(jié)約綜合建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本20%以上。
　　
　　(3)儲(chǔ)能+備電服務(wù)的應(yīng)用
　　
　　中國(guó)數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)委員會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2016年中國(guó)數(shù)據(jù)中心總耗電量超過1108億千瓦時(shí)，2017年達(dá)到1200～1300億千瓦時(shí)，這個(gè)數(shù)字超過了三峽大壩2017年全年發(fā)電量(976.05億千瓦時(shí))和葛洲壩電廠發(fā)電量(2017年葛洲壩電廠發(fā)電量190.5億千瓦時(shí))之和。IDC業(yè)務(wù)成本中，電費(fèi)成本占到約50%，逐年折舊后依舊約占總成本的30%。降低運(yùn)營(yíng)電費(fèi)是降低IDC年運(yùn)營(yíng)成本的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)中心采用儲(chǔ)能+備電服務(wù)的運(yùn)行方案，以數(shù)據(jù)中心用鉛炭電池組作為儲(chǔ)能電源，由單純地提供產(chǎn)品向提供儲(chǔ)能+備電服務(wù)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了IDC領(lǐng)域的削峰填谷儲(chǔ)能應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降低企業(yè)電力生產(chǎn)費(fèi)用的目的，開辟了一個(gè)穩(wěn)健和更富有潛力的市場(chǎng)。
　　
　　圖1給出了配置儲(chǔ)能系統(tǒng)與不配置儲(chǔ)能系統(tǒng)的電網(wǎng)電力需求。
　　
　　以江蘇省為例，儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電時(shí)段:在谷區(qū)時(shí)段利用低電價(jià)充電，而在峰區(qū)(或尖峰)時(shí)段儲(chǔ)能系統(tǒng)放電，減少其間的電網(wǎng)用電量，不僅可以降低電網(wǎng)在高峰時(shí)段的用電壓力，而且企業(yè)可以利用峰谷電價(jià)差降低電費(fèi)支出，從而獲得收益，收回儲(chǔ)能系統(tǒng)的項(xiàng)目投資。表1為江蘇省工業(yè)用電峰谷分時(shí)銷售電價(jià)表。圖2為系統(tǒng)運(yùn)行階段峰谷電價(jià)示意圖。表2進(jìn)一步給出了備電系統(tǒng)運(yùn)行模式，利用谷電、平電和峰電時(shí)段的電價(jià)差，設(shè)置備電系統(tǒng)的運(yùn)行模式，以取得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

調(diào)峰系統(tǒng)每天完成1個(gè)充放電循環(huán)，即完成在低電價(jià)區(qū)蓄電(電池充電)、高電價(jià)區(qū)放電的過程;可通過電價(jià)差實(shí)現(xiàn)盈利。
　　
　　儲(chǔ)能+備電方式同傳統(tǒng)備電相比，初始投入略高。但從投資回報(bào)角度考慮，采用數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能+備電的方式，利用削峰填谷可實(shí)現(xiàn)壽命期內(nèi)盈利的目的。儲(chǔ)能系統(tǒng)服務(wù)年限越長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益越可觀。
　　
　　2 結(jié)束語
　　
　　互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用與快速發(fā)展，云計(jì)算、云存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)等相關(guān)新型互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)規(guī)模與日俱增，數(shù)據(jù)中心進(jìn)入規(guī)模化建設(shè)階段。需要我們積極探索，發(fā)現(xiàn)不斷增長(zhǎng)的能源新世界。本文分別介紹了數(shù)據(jù)中心高倍率鉛酸蓄性能特點(diǎn)、數(shù)據(jù)中心高壓直流鋰電的應(yīng)用、數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能+備電的應(yīng)用模式。基于以上產(chǎn)品具備的高倍率、高安全性、高一致性、長(zhǎng)壽命、智能化集中監(jiān)控、安裝維護(hù)方便、高性價(jià)比、節(jié)能減排，必將成為未來IDC、UPS系統(tǒng)后備電源的主要解決方案之一。