Nell'attuale panorama tecnologico in rapida evoluzione, i proprietari e gli operatori di data center si trovano ad affrontare la duplice sfida di raggiungere un'elevata potenza di calcolo mantenendo al contempo la neutralità carbonica. Questo equilibrio ha portato i ricercatori nel campo delle infrastrutture dei data center a concentrarsi sulla partnership dinamica tra sistemi UPS (Uninterruptible Power Supply) e batterie al litio. Sfruttando la lunga durata delle batterie al litio, i data center possono implementare efficacemente strategie di peak shaving e valley filling. Questo approccio non solo consente di risparmiare sui costi operativi grazie all'ottimizzazione dei prezzi dell'elettricità, ma contribuisce anche a bilanciare i carichi energetici attraverso l'accumulo di energia.
Il valore degli UPS e dell'accumulo di batterie al litio
Nelle città in cui esiste una differenza di prezzo significativa tra le ore di punta e quelle fuori punta, la combinazione di UPS e accumulo di batterie al litio può portare a notevoli risparmi operativi per i data center. Quando questo sistema viene ulteriormente potenziato con fonti di energia rinnovabile come l'eolico e il solare, i benefici in termini di risparmio energetico diventano ancora più evidenti. Oltre ai vantaggi economici, questa soluzione offre diversi altri vantaggi:
- **Riduzione del carico di picco sulla rete**: ciò contribuisce al funzionamento sicuro della rete elettrica.
- **Utilizzo ottimizzato delle apparecchiature esistenti**: migliorando l'efficienza delle apparecchiature, i sistemi possono funzionare con fattori di carico più elevati.
- **Monitoraggio tempestivo delle prestazioni della batteria**: aiuta a evitare anomalie durante la scarica.
Secondo calcoli dettagliati, l'implementazione di una soluzione di accumulo con UPS e batterie al litio può recuperare i costi di investimento in soli 3-6 anni. Grazie alle politiche nazionali che incoraggiano un consumo di elettricità equilibrato e al progressivo aumento del divario di prezzo tra le ore di punta e quelle di bassa stagione, è possibile ottenere significativi risparmi energetici a lungo termine, con un conseguente aumento del valore economico.
Criteri di selezione del prodotto per UPS e sistemi di accumulo di batterie al litio
Per implementare efficacemente i modelli di accumulo di energia, i sistemi UPS devono rispettare i seguenti requisiti di progettazione:
1. La funzione di accumulo di energia non deve interferire con la normale scarica della batteria.
2. Il sistema deve supportare la configurazione degli orari di inizio e fine della carica, della corrente di carica e degli orari di inizio e fine della scarica.
3. Deve consentire l'impostazione di un limite di corrente di scarica, con qualsiasi corrente insufficiente fornita dal raddrizzatore o dal bypass.
Per i sistemi di batterie al litio, i requisiti includono:
1. Utilizzo di batterie al litio ad accumulo di energia.
2. La scarica deve interrompersi al raggiungimento del tempo di arresto della scarica o del punto di protezione di bassa tensione della batteria.
3. Il tempo di backup non deve essere inferiore a 1 ora.
Caso di studio: il progetto del data center di GREEN POWER a Jiangsu
Un caso esemplare è il progetto di data center di GREEN POWER a Jiangsu, che ha una capacità di carico di 300 kW e utilizza batterie al litio-ferro-fosfato nel suo sistema di alimentazione. Il cliente richiedeva un backup di 15 minuti, implementando al contempo funzionalità di peak shaving e valley filling.
Prezzi dell'elettricità locali di punta e di valle
- **Picco**: 1,2081 RMB/kWh (8:00-11:00, 17:00-22:00)
- **Normale**: 0,7226 RMB/kWh (11:00-17:00, 22:00-24:00)
- **Valle**: 0,3265 RMB/kWh (0:00-8:00)
Considerazioni sulla configurazione
I fattori chiave per la configurazione includono:
- **Differenza di prezzo tra il picco e la valle**: 1,2081 - 0,3265 = 0,8861 RMB/kWh
- **Differenza tra prezzo di punta e prezzo normale**: 1,2081 - 0,7226 = 0,4855 RMB/kWh
- **Differenza di prezzo Regular-Valley**: 0,7226 - 0,3265 = 0,3961 RMB/kWh
- **Durata picco e valle**: 8 ore ciascuna (tempo di scarica massimo di 8 ore; le batterie devono essere completamente cariche entro questo periodo).
- **Numero di pacchi batteria**: limitato a non più di 6 pacchi per motivi di sicurezza (capacità totale non superiore a 1200 AH).
- **Corrente di carica**: deve essere sufficiente per una carica completa.
- **Profondità di scarica**: per alimentazione di emergenza e mantenimento della salute della batteria (150 kW richiedono circa 200 AH per un backup di 15 minuti).
Di conseguenza, la capacità di accumulo della batteria al litio non deve superare i 960 AH e la capacità totale non deve essere inferiore alla capacità di accumulo più 200 AH.
La soluzione di GREEN POWER
La soluzione GREEN POWER prevede quattro sistemi UPS della serie ESSO 215K Commercial Energy Storage System configurati in un sistema di alimentazione 4N.Il sistema di accumulo di energia commerciale ESSO 215K può fornire una corrente di carica massima di 120 A, in grado di caricare 960 Ah in 8 ore. Questo sistema è abbinato a cinque batterie al litio ferro fosfato da 512 V e 200 Ah per l'accumulo di energia, per una configurazione totale di sei pacchi batteria. Sulla base di una profondità di scarica del 78% e di una durata di 5000 cicli, i vantaggi previsti sono:
- Il fatturato giornaliero di un UPS in modalità di archiviazione è di circa 400 RMB, per un fatturato mensile di circa 12.000 RMB.
- Escludendo le sostituzioni delle batterie al piombo-acido, con una durata media delle batterie al litio di 13,7 anni, il fatturato netto dopo aver dedotto i costi di investimento potrebbe raggiungere circa 1 milione di RMB.
- Sostituendo le batterie al piombo, riducendone le due sostituzioni in 13,7 anni, il fatturato totale potrebbe aumentare a circa 1,26 milioni di RMB.
Conclusione: il futuro dell'accumulo di energia nei data center
Grazie alla loro lunga durata, all'elevata densità energetica e ai vantaggi ecosostenibili, le batterie al litio sono diventate la scelta principale per l'accumulo di energia tramite UPS. La soluzione di accumulo UPS e batterie al litio di GREEN POWER, con i suoi evidenti vantaggi, è destinata a diventare una nuova tendenza nelle strategie di risparmio energetico per i data center. Adottando queste tecnologie innovative, i data center possono raggiungere efficacemente sia un'elevata potenza di calcolo che la neutralità carbonica, aprendo la strada a un futuro più sostenibile.
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Data di pubblicazione: 26 ottobre 2024
