Wird der Speicher von Lithium-Ionen-Batterien zum Standard für die Stromversorgung in Rechenzentrums-USVs?

Rechenzentren sind seit vielen Jahren von Ereignissen wie Stromausfällen und Ausfallzeiten geplagt, und dies wird immer schlimmer. Eine vom Forschungsinstitut Polomon Institute im Jahr 2016 durchgeführte Umfrage ergab, dass die durchschnittlichen Kosten für Ausfallzeiten von Rechenzentren von 505.500 USD im Jahr 2010 auf 740.000 USD im Jahr 2015 gestiegen sind, während der höchste Kostenverlust bei 1 Mio. USD lag. Der Dollar stieg auf 2,4 Millionen Dollar. Die Hauptursache für Stromausfälle im Rechenzentrum (etwa ein Viertel aller Ereignisse) ist der Ausfall des unterbrechungsfreien Stromversorgungssystems (USV).

Die schlechte historische Bilanz herkömmlicher Blei-Säure-Batterien und USV-Backup-Lösungen ist häufig ihre Schwäche, und Blei-Säure-Batterien müssen besser gewartet und häufig ausgetauscht werden.

Überbrückung mit Superkondensatoren

Superkondensatoren können mit herkömmlichen USV-Konfigurationen kombiniert werden, um dieses Problem zu lösen, da sie sofort auf Stromausfälle oder Probleme mit der Stromqualität reagieren, ohne anfängliche Spannungsabfälle aufgrund von Problemen mit dem Batteriewiderstand zu verursachen. Diese Überbrückungsfunktion schützt das Rechenzentrum, bis langfristige Stromversorgungslösungen (Batterien, Notstrom und sogar Daten und Vorgänge an verschiedene Standorte verschoben werden). Sie ermöglichen es Rechenzentren auch, Batterien zu verwenden, um häufiger Spitzenwerte zu erreichen, wodurch die monatlichen Kosten des Strombedarfs (in Form von monatlichen Kilowattstunden, dem höchsten monatlichen Bedarf) zum Laden von Rechenzentrumsbenutzern gesenkt werden. Dieses Hybridsystem soll auch die Lebensdauer von Blei-Säure-Batterien verlängern. Die Vorteile von Superkondensatoren sind ihre hohe Verfügbarkeit, relativ geringe Wartung und lange Lebensdauer.

Lithium-Ionen-Batterien können eine langfristig kostengünstigere Lösung sein

Eine andere Technologie, Lithium-Ionen-Batteriespeichersysteme, wird schnell zu einem potenziellen neuen Weg, um die Herausforderung der Stromzuverlässigkeit anzugehen. Es könnte bald Blei-Säure-Batterien und Superkondensatoren ersetzen, vor allem, weil die Kosten für Technologie mit zunehmender Verbesserung rapide sinken.

Einige Anbieter von Lithium-Ionen-Batterien bieten dieses Produkt bereits auf dem Markt an. Dabei werden Elektrofahrzeuge zur Stromversorgung der USV-Stromversorgung im Rechenzentrum verwendet. Obwohl dies derzeit für IT-Räume oder kleinere Rechenzentren gilt, werden die größeren Lithiumbatterie-Energiespeicher-Arrays in Kombination mit intelligenten Überwachungssystemen bald zur Norm.

Bald dürften Energiespeichersysteme für Lithium-Ionen-Batterien zu Standardprodukten auf dem Markt für Rechenzentren werden, insbesondere weil die Kosten so schnell sinken. Es wird geschätzt, dass die Kosten eines Lithium-Ionen-Batteriespeichersystems 1,5- bis 3-mal höher sind als die eines herkömmlichen USV-Batteriesystems. Die Kosten sind jedoch im vergangenen Jahr um 24 Cent gesunken (getrieben durch Skaleneffekte bei Elektrofahrzeugen).

Wenn die Kosten für Lithium-Ionen-Batterien weiter sinken, werden sie bald Werte erreichen, die mit denen von Blei-Säure-Batteriesystemen vergleichbar sind. Obwohl die Vorabkosten höher sind, sind die Betriebskosten niedriger. Tatsächlich hat eine Gesamtkostenanalyse eines führenden Industrielieferanten gezeigt, dass Lithium-Ionen-Lösungen in einem Jahrzehnt Betrieb 10 Cent gegenüber dem Dollar einsparen können. Lithium-Ionen-Batterien haben jedoch auch andere bedeutende Vorteile: Sie haben eine längere Lebensdauer, eine längere Laufzeit und die Fähigkeit, bei höheren Umgebungstemperaturen zu arbeiten, und eine höhere Leistungsdichte bei gleicher Kapazität. Der Raum ist ein Drittel der Blei-Säure-Batterien. Es kann mehr Platz zur Verfügung gestellt werden. Lithium-Ionen-Batterien können auch sofort reagieren, sodass keine Kombination aus Blei-Säure-Batterien und Superkondensatoren erforderlich ist.

Schließlich integrieren Energiespeichersysteme für Lithium-Ionen-Batterien in Kombination mit USV-Netzteilen normalerweise intelligente Systeme, wodurch die Überwachung von Variablen wie Spannung, Ladezustand, Strom, Temperatur und anderen Schlüsselvariablen vereinfacht wird. In dieser Hinsicht ist es dem herkömmlichen USV-System mit Blei-Säure-Batterien weit überlegen.

Da die weltweite Lithium-Ionen-Batterieindustrie weiter expandiert und die Kosten senkt, wird diese Lösung möglicherweise zur Hauptmethode, um die Zuverlässigkeit von Rechenzentren zu gewährleisten und Blei-Säure-Batterien zu ersetzen. Letztendlich können sie auch zunehmend für Leistungsspitzen verwendet werden und herkömmliche Backup-Generatoren ersetzen.

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