Avantages et inconvénients de l'utilisation de batteries au lithium dans les centres de données

★ Avantages et inconvénients des batteries au lithium

Les entreprises d’électronique grand public utilisent généralement des batteries lithium-cobalt, qui ont une capacité allant jusqu’à plusieurs ampères. Ces systèmes d'alimentation sans interruption sont équipés de batteries rectangulaires au lithium-manganèse. Il a une capacité de montage de 60 ampères et est équipé d'une durée de vie plus longue et de plusieurs niveaux de protection contre les pannes. Parfois, des modules individuels, voire des batteries individuelles, sont chargés de surveiller des paramètres de performances importants tels que la température, la tension et le courant. Parfois, l'armoire électrique, voire l'ensemble du système, est responsable de ce processus de surveillance. Une surveillance doit être mise en œuvre pour contrôler entièrement le processus de charge et de décharge afin d'éviter un échauffement critique et des procédures chimiques irréversibles. Piles au lithium ont également une densité énergétique plus élevée (Wh/kg) et une densité de puissance de sortie plus élevée (W/kg). Elle a une capacité de stockage d’énergie similaire à celle d’une batterie au plomb et son poids est inférieur à un tiers de celui d’une batterie au plomb. Cet avantage permet de réduire la masse totale du système de 60 à 80 %.

Ces dernières années, les centres de données se sont concentrés sur l’augmentation de leur densité énergétique en raison de contraintes d’espace et d’opérations plus efficaces. Un espace disponible plus efficace est l'une des tâches les plus importantes pour les propriétaires de centres de données. La batterie au lithium compacte peut réduire de 50 à 80 % l'encombrement d'un système d'alimentation sans coupure. Ces batteries ont un temps de charge plus court et un taux d'autodécharge plus rapide, et peuvent jouer un rôle important en cas d'interruptions opérationnelles fréquentes. Lorsqu’elles sont inutilisées, les batteries au lithium perdent environ 1 à 2 % de leur électricité chaque mois. L'avantage le plus important est sa longue durée de vie. Les batteries au plomb ont une durée de vie très courte, de seulement 3 à 6 ans. En revanche, les piles au lithium durent environ 10 ans. En fonction de la chimie, de la technologie et de la température, piles au lithium peuvent être chargées jusqu'à 5 000 cycles de vie et sans entretien, tandis que les batteries au plomb ont une efficacité de charge moyenne de seulement 700 cycles de vie.

★ Batterie au plomb-acide régulée par valve (VRLA) par rapport à la batterie au lithium

Le coût global de possession de piles au lithium est de 10 ans (durée de vie moyenne des onduleurs des centres de données), contre 39 % pour les batteries au plomb. Bien qu’il s’agisse d’une estimation optimiste, au moins 10 % d’économies peuvent être garanties. Le seul inconvénient majeur des batteries au lithium est que l’investissement initial est nettement plus élevé. C'est pourquoi les grands centres de données sont depuis longtemps des pionniers dans l'introduction de nouvelles solutions. L'objectif le plus important de cette installation est de réduire le coût total de possession, plutôt que la rentabilité à court terme, même dans ce cas, les économies de coûts restent considérables. De plus, les avantages des petites batteries permettent une utilisation plus efficace de l'espace disponible, tandis qu'un système de surveillance fiable garantit une sécurité et une stabilité supérieures. Les batteries au lithium fonctionnent à des températures plus élevées que le VRLA sans perte de capacité et peuvent réduire la charge sur le système de refroidissement. Bien entendu, il existe même un onduleur monophasé avec une batterie au lithium. Les différents modèles d'application commencent par le plus grand centre de données, suivi par les applications industrielles et se terminent enfin par de petites salles de serveurs ou même des racks individuels.

★ Facile à remplacer

L'espérance de vie d'un typique Système UPS dans un centre de données est généralement de 10 à 15 ans. Les batteries au plomb peuvent être utilisées pendant 3 à 6 ans, tandis que les batteries au lithium peuvent être utilisées jusqu'à 10 ans, voire plus. Dans la phase initiale d'utilisation du système UPS (moins de 5 ans), un grand nombre de remplacements de batteries au plomb peuvent prouver son caractère pratique. Cependant, après avoir remplacé la batterie au lithium, il est très probable qu'elle puisse être utilisée à la fin de la durée de vie du système UPS. Si le système d'alimentation sans coupure de l'utilisateur a une durée de vie à court terme, la durée de vie de la batterie peut être plus longue, donc dans la plupart des cas, cela n'a aucun sens de remplacer la batterie. À la fin de sa durée de vie utile, envisagez de remplacer son système UPS complet par une nouvelle solution de batterie au lithium. Cependant, même pour les systèmes UPS plus anciens, il reste très pratique d’installer des batteries coûteuses. Les utilisateurs doivent tenir compte de la baisse des prix et du rapport entre les coûts de maintenance de l’ancien système et les coûts de remplacement complets.

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