Получат ли литий-ионные батареи широкое распространение в индустрии ЦОД?

В последние годы растет число производителей вспомогательного оборудования для дата-центров, расширяющих ассортимент за счет инновационных систем ИБП на базе литий-ионных (Li-Ion) аккумуляторных батарей. Эти вендоры убеждают своих клиентов в том, что за подобными системами ИБП будущее, поэтому начать перевод инфраструктуры ЦОД на инновационные литий-ионные батареи следует уже сейчас. Крупные операторы ЦОД вроде Microsoft изучают данную технологию самостоятельно, оценивая ее потенциал в рамках пилотных проектов. Но действительно ли системы ИБП на базе литий-ионных аккумуляторных батарей настолько перспективны и полезны, чтобы в массовом порядке отказываться от стандартных свинцово-кислотных решений и тратить огромные деньги на покупку более современных аналогов? Попробуем во всем разобраться.

Почему литий-ионные аккумуляторы преподносится как инновационные решения для дата-центров?

За последнее время литий-ионные батареи серьезно эволюционировали. Всего за несколько лет значительно улучшились их эффективность и безопасность при одновременном падении стоимости. Эта эволюция была обусловлена высоким спросом на литий-ионные батареи со стороны производителей электромобилей и мобильных вычислительных устройств. Теперь производителям трехфазных ИБП для центров обработки данных остается лишь пожинать плоды, создавая более совершенные продукты для ЦОД на смену решениям на базе свинцово-кислотных элементов аккумуляторных батарей с клапанным регулированием (VRLA). Последние практически не изменились с точки зрения эффективности по сравнению с теми продуктами, которые операторы ЦОД могли купить несколько десятилетий назад.

Всего несколько лет назад литий-ионные батареи стоили в 5-10 раз больше свинцово-кислотных. Теперь они обходятся всего в 1,5 — 3 раза дороже, предлагая гораздо больше преимуществ при длительном использовании и сразу несколько возможностей снижения эксплуатационных расходов по сравнению с VRLA.

Какие задачи операторы ЦОД могут решить, сменив VRLA на альтернативные литий-ионные батареи?

Основные задачи включают в себя следующее:

• Увеличение доступного пространства в машзале благодаря переходу на более компактные системы ИБП без потери плотности мощности. Высвободившееся пространство можно использовать, чтобы разместить новые серверы для поддержки бизнеса, или же для сдачи в аренду.
• Сведение к минимуму эксплуатационных расходов за счет перехода на ИБП с меньшим тепловыделением (снижение нагрузки на систему охлаждения и количества потребляемой ею электроэнергии) и большим уровнем надежности батарей (это сулит уменьшение расходов на техобслуживание ИБП и запасные части).

Безопасно ли использовать в ЦОД системы ИБП на литий-ионных батареях?

Опасения по поводу безопасности можно назвать одним их ключевых факторов, до последнего времени ограничивавших использование литий-ионных ИБП в дата-центрах. К счастью, на протяжении последних лет был достигнут значительный прогресс в технологиях изготовления батарей, делающих рассматриваемые решения очень безопасными. Об этом свидетельствует использование литий-ионных батарей в сотнях миллионов портативных электронных устройств и электрических транспортных средствах. Добиться повышения безопасности удалось благодаря следующим достижениям:

• Изменения в химическом составе и улучшение упаковки ячеек делают их более стабильными
• Производственные процессы стали эффективнее, а используемые материалы – более долговечными
• Современные механизмы управления батареями хорошо протестированы и проверены на практике, позволяя минимизировать риск перегрева литий-ионных аккумуляторов.

Как литий-ионные аккумуляторы для ЦОД показывают себя по сравнению с традиционными батареями типа VRLA с точки зрения долговечности, размера и чувствительности к теплу?

Литий-ионные батареи позволяют серьезно повысить плотность мощности по сравнению с VRLA. В случае развертывания в ЦОД Li-Ion-решения сопоставимого с VRLA-системой по мощности оно будет занимать на две трети меньше полезного пространства. Это преимущество позволяет владельцам ЦОД увеличить пространство, доступное для IT-систем, при одновременном снижении потребности в расширении серверной фермы, экономя на капитальных затратах.

Современны литий-ионные батареи, которые предназначены для использования в мощных ИБП для дата-центров, менее чувствительны к колебаниям температуры по сравнению с VRLA-системами. Как следствие, случающиеся в машзалах температурные перепады будут оказывать минимальное негативное влияние на ИБП, практически не сокращая срок службы батареи. Эта особенность позволяет операторам ЦОД снизить мощность охлаждения, а также размер помещения, где находится ИБП.

Кроме того, литий-ионные аккумуляторы всегда поставляются в связке с современными системами мониторинга, которые дают операторам ЦОД четкое представление о состоянии батареи и об ожидаемом времени ее работы до выхода из строя. По сути, та же самая технология позволяет легко увидеть доступный заряд батареи современного смартфона или планшета.

Продолжительность периода полезной эксплуатации литий-ионного аккумулятора составляет от 10 до 15 лет, в то время как батарей типа VRLA, как правило, хватает на 4-6 лет. Более длительный срок полезной эксплуатации значительно уменьшает затраты на техническое обслуживание и выполнение замены батарей.

Как насчет утилизации?

Батареи обоих типов подлежат вторичной переработке. Однако в настоящее время в большинстве регионов мира переработать свинцово-кислотные батарей от ИБП гораздо проще, чем литий-ионные. Но благодаря растущему спросу на услуги по утилизации, начинают строиться новые перерабатывающие объекты, которые могут справляться с крупными литий-ионными батареями из дата-центров. Если вы купите литий-ионный ИБП в свой ЦОД, то, как уже отмечалось выше, он прослужит вам минимум 10 лет. К тому времени у вас появится много вариантов для утилизации батарей.