データセンターでリチウム電池を使用するメリットとデメリット

★ リチウム電池のメリットとデメリット

家電メーカーは通常、最大数アンペアの容量を持つリチウムコバルト電池を使用します。これらの無停電電源装置には角型リチウムマンガン電池が搭載されています。 60 アンペアの取り付け容量があり、より長い耐用年数と複数レベルの障害保護が装備されています。場合によっては、個々のモジュール、さらには個々のバッテリーが、温度、電圧、電流などの重要な性能パラメータの監視を担当します。場合によっては、電源キャビネットまたはシステム全体がこの監視プロセスを担当することがあります。重大な加熱や不可逆的な化学的手順を回避するために、充電および放電プロセスを完全に制御するにはモニタリングを実装する必要があります。 リチウム電池 また、エネルギー密度 (Wh/kg) と出力電力密度 (W/kg) も高くなります。鉛蓄電池と同等のエネルギー貯蔵容量を持ち、重量は鉛蓄電池の 3 分の 1 以下です。この利点により、システムの総質量を 60 ～ 80% 削減できます。

近年、データセンターは、スペースの制約と運用効率の向上により、電力密度の向上に重点を置いています。利用可能なスペースをより効率的にすることは、データセンター所有者にとって最も重要な仕事の 1 つです。コンパクトなリチウム電池により、無停電電源システムの設置面積を 50 ～ 80% 削減できます。これらのバッテリーは充電時間が短く、自己放電速度が速いため、頻繁に動作が中断される場合に重要な役割を果たします。アイドル状態では、リチウム電池は毎月約 1 ～ 2% の電力を失います。最も重要な利点は、その長寿命です。鉛蓄電池の寿命はわずか 3 ～ 6 年と非常に短いです。一方、リチウム電池の寿命は約10年です。化学、技術、温度に応じて、 リチウム電池 は、最大 5,000 ライフ サイクルまで充電でき、メンテナンスフリーですが、鉛蓄電池の平均充電効率はわずか 700 ライフ サイクルです。

★ 制御弁式鉛酸 (VRLA) バッテリーとリチウムバッテリーの比較

全体の所有コストは、 リチウム電池 鉛蓄電池の場合は 39% であるのに対し、10 年 (データセンター UPS の平均寿命) です。これは楽観的な見積もりですが、少なくとも 10% の節約が保証されます。リチウム電池の唯一の重大な欠点は、初期投資が大幅に高いことです。そのため、大規模なデータセンターは長い間、新しいソリューションの導入における先駆者であり続けてきました。この施設のより重要な目的は、短期的な収益性ではなく、総所有コストを削減することです。この場合でも、コスト削減は依然として大幅です。さらに、小型バッテリーの利点により、利用可能なスペースがより効率的に使用され、信頼性の高い監視システムにより優れた安全性と安定性が保証されます。リチウム電池は VRLA よりも高い温度でも容量を損なうことなく動作し、冷却システムの負荷を軽減できます。もちろん、リチウム電池を使用した単相 UPS もあります。さまざまなアプリケーション モデルは、最大規模のデータ センターから始まり、次に産業用アプリケーション、そして最終的には小規模なサーバー ルームや個々のラックで終わります。

★ 交換が簡単

一般的な人の平均寿命は、 UPSシステム データセンターの耐用年数は通常 10 ～ 15 年です。鉛蓄電池は 3 ～ 6 年間使用できますが、リチウム電池は 10 年以上使用できます。 UPS システムの使用の初期段階 (5 年未満) では、鉛蓄電池を多数交換することで実用性が証明されます。ただし、リチウム バッテリを交換した後は、UPS システムの寿命が終了してもリチウム バッテリを使用できる可能性が非常に高くなります。ユーザーの無停電電源装置の耐用年数が近い場合は、バッテリの寿命が長くなる可能性があるため、ほとんどの場合、バッテリを交換するのは意味がありません。耐用年数が終了したら、UPS システム全体を新しいリチウム バッテリ ソリューションに交換することを検討してください。ただし、古い UPS システムであっても、高価なバッテリを取り付けるのは依然として非常に便利です。ユーザーは、価格の低下と、完全な交換コストに対する古いシステムの保守コストの比率を考慮する必要があります。

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