Vantaggi e svantaggi dell'utilizzo delle batterie al litio nei data center

★ Vantaggi e svantaggi delle batterie al litio

Le aziende di elettronica di consumo utilizzano in genere batterie al litio-cobalto, che hanno una capacità fino a più ampere. Questi sistemi di continuità sono dotati di batterie rettangolari al litio-manganese. Ha una capacità di montaggio di 60 A ed è dotato di una maggiore durata e di molteplici livelli di protezione dai guasti. A volte i singoli moduli, anche le singole batterie, sono responsabili del monitoraggio di importanti parametri prestazionali come temperatura, tensione e corrente. A volte il quadro elettrico o addirittura l'intero sistema è responsabile di questo processo di monitoraggio. Il monitoraggio deve essere implementato per controllare completamente il processo di carica e scarica per evitare il riscaldamento critico e procedure chimiche irreversibili. Batterie al litio hanno anche una maggiore densità di energia (Wh/kg) e una maggiore densità di potenza in uscita (W/kg). Ha una capacità di accumulo di energia simile a quella di una batteria al piombo e il peso è inferiore a un terzo di quello di una batteria al piombo. Questo vantaggio aiuta a ridurre la massa totale del sistema del 60-80%.

Negli ultimi anni, i data center si sono concentrati sull'aumento della densità di potenza a causa dei vincoli di spazio e delle operazioni più efficienti. Uno spazio disponibile più efficiente è uno dei compiti più importanti per i proprietari di data center. La batteria al litio compatta può ridurre l'ingombro in un sistema di continuità del 50-80%. Queste batterie hanno tempi di ricarica inferiori e una velocità di autoscarica più rapida e possono svolgere un ruolo importante in caso di frequenti interruzioni operative. Quando sono inattive, le batterie al litio perdono circa l’1-2% della loro elettricità ogni mese. Il vantaggio più importante è la sua lunga durata. Le batterie al piombo hanno una durata molto breve, da 3 a 6 anni. Le batterie al litio invece durano circa 10 anni. A seconda della chimica, della tecnologia e della temperatura, batterie al litio possono essere caricate fino a 5.000 cicli di vita e non richiedono manutenzione, mentre le batterie al piombo hanno un'efficienza di carica media di soli 700 cicli di vita.

★ Batteria al piombo-acido regolata da valvola (VRLA) rispetto alla batteria al litio

Il costo complessivo di proprietà di batterie al litio è di 10 anni (vita media degli UPS del data center), rispetto al 39% delle batterie al piombo. Sebbene si tratti di una stima ottimistica, è possibile garantire un risparmio di almeno il 10%. L’unico grave inconveniente delle batterie al litio è che l’investimento iniziale è notevolmente più elevato. Ecco perché i grandi data center sono da tempo pionieri nell'introduzione di nuove soluzioni. Lo scopo più importante di questa struttura è ridurre il costo totale di proprietà, piuttosto che la redditività a breve termine; anche in questo caso, i risparmi sui costi sono comunque considerevoli. Inoltre, i vantaggi delle batterie di piccole dimensioni consentono un utilizzo più efficiente dello spazio disponibile, mentre un sistema di monitoraggio affidabile garantisce sicurezza e stabilità superiori. Le batterie al litio funzionano a temperature più elevate rispetto alle VRLA senza perdita di capacità e possono ridurre il carico sul sistema di raffreddamento. Naturalmente esiste anche un UPS monofase con batteria al litio. I diversi modelli applicativi iniziano con i data center più grandi, seguono le applicazioni industriali e infine terminano con piccole sale server o addirittura singoli rack.

★ Facile da sostituire

L'aspettativa di vita di un tipico Sistema UPS in un data center è in genere di 10-15 anni. Le batterie al piombo possono essere utilizzate per 3-6 anni, mentre le batterie al litio possono essere utilizzate fino a 10 anni o anche di più. Nella fase iniziale di utilizzo del sistema UPS (meno di 5 anni), un gran numero di sostituzioni delle batterie al piombo può dimostrarne la praticità. Tuttavia, dopo aver sostituito la batteria al litio, è molto probabile che la batteria al litio possa essere utilizzata al termine della vita utile del sistema UPS. Se il sistema di continuità dell'utente ha una durata di servizio a breve termine, la durata della batteria potrebbe essere più lunga, quindi nella maggior parte dei casi non ha senso sostituire la batteria. Al termine della sua vita utile, valuta la possibilità di sostituire l'intero sistema UPS con una nuova soluzione con batteria al litio. Tuttavia, anche per i sistemi UPS più vecchi, è ancora molto conveniente installare batterie costose. Gli utenti dovrebbero considerare il calo dei prezzi e il rapporto tra i costi di manutenzione del vecchio sistema e i costi di sostituzione completa.

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