ups電源升級困難原因解析

專(zhuān)家透露：“鉛酸電池生產(chǎn)過(guò)程中，不可避免地產(chǎn)生多種含鉛煙、鉛塵。一般每生產(chǎn)1000個(gè)電池會(huì )產(chǎn)生63.2千克鉛塵。這些煙塵會(huì )對周?chē)諝?、土壤、河流等造成影響。所帶?lái)的直接后果是，血液中鉛元素的含量過(guò)高就會(huì )發(fā)生鉛中毒，它會(huì )引起機體的神經(jīng)系統、血液系統、消化系統的一系列異常表現，嚴重的甚至會(huì )危及生命，對孩子的影響尤其嚴重?！?BR>

盡可能采用綠色環(huán)保新能源、減少鉛酸電池的使用，是不可逆轉的時(shí)代趨勢。被譽(yù)為機房設備保護神的UPS電源，因大量使用鉛酸電池所所引起的高能耗與高排放，已經(jīng)成為數據中心運營(yíng)中無(wú)法回避的問(wèn)題，UPS電源面臨升級壓力。

傳統UPS電源藏隱患

傳統的UPS系統所用的化學(xué)蓄電池的儲能技術(shù)，作為一個(gè)儲能單元發(fā)展得很成熟，并且為UPS整個(gè)行業(yè)做出了巨大的貢獻。但是隨著(zhù)技術(shù)上的革新，蓄電池暴露出了一些問(wèn)題，主要有：

1. 可靠性差

蓄電池常見(jiàn)故障有極板硫酸鹽化現象、極板彎曲和斷裂現象、活性物質(zhì)過(guò)量脫落現象等等；

2. 保養工作復雜

環(huán)境溫度對電池的影響較大。環(huán)境溫度過(guò)高，會(huì )使電池過(guò)充電產(chǎn)生氣體，環(huán)境溫度過(guò)低，則會(huì )使電池充電不足，這都會(huì )影響電池的使用壽命；電深度對電池使用壽命的影響也非常大。電池放電深度越深，其循環(huán)使用次數就越少；電池在存放、運輸、安裝過(guò)程中，會(huì )因自放電而失去部分容量； 需要定期保養。電池在使用一定時(shí)間后應進(jìn)行定期檢查，如觀(guān)察其外觀(guān)是否異常、測量各電池的電壓是否平均等。如果長(cháng)期不停電，電池會(huì )一直處于充電狀態(tài)，這樣會(huì )使電池的活性變差。

3. 污染問(wèn)題嚴重

環(huán)保組織鐵匠基金會(huì )（Blacksmith）認為，世界上最嚴重的10個(gè)污染問(wèn)題，其一就是錯誤拆除鉛酸電池造成的。

4. 占地面積大

機房建設中往往需要為鉛酸電池單獨留出空間，伴隨云計算興起，機房功率密度加大，鉛酸電池的重量以及體積已成為制約數據中心擴大的因素之一據業(yè)界的統計，UPS70%的故障是由蓄電池所引起，蓄電池經(jīng)成為了傳統的UPS系統中最不可靠的組成部分之一。

飛輪UPS電源嶄露頭角

采用新的可替代方法來(lái)解決UPS電源安全與能耗，可靠與污染之間的矛盾，正在為業(yè)界所關(guān)注。目前，從市場(chǎng)上來(lái)看，放棄蓄電池儲能而采用飛輪儲能進(jìn)行能量存儲的技術(shù)正在被大眾認可與接受。

所謂飛輪儲能技術(shù)，是利用高速旋轉的飛輪將能量以動(dòng)能的形式儲存起來(lái)。需要能量時(shí)，飛輪減速運行，將存儲的能量釋放出來(lái)。其實(shí)，飛輪儲能并不是什么新概念，早在上世紀70年代，人們就像把這種技術(shù)用于電動(dòng)汽車(chē)。但此后三四十年間，由于高速旋轉飛輪驅動(dòng)、飛輪軸承摩擦等問(wèn)題都難以解決，飛輪儲能技術(shù)的發(fā)展非常緩慢。

上世紀90年代，隨著(zhù)電路拓撲思想、磁軸承技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，碳纖維等材料的廣泛應用以及全球范圍對電池污染的重視，飛輪儲能這種環(huán)保、高效的儲能方式迅速從實(shí)驗室走向應用。據清華大學(xué)工程物理系戴興建教授介紹，以不間斷供電備用電源（UPS）為突破點(diǎn)，飛輪儲能設備從2000年開(kāi)始實(shí)現商業(yè)示范應用。特別是超導技術(shù)和高強度材料為飛輪儲能提供了支撐。

飛輪儲能系統主要包括三個(gè)部分：儲存能量用的轉子系統、支撐轉子的軸承系統以及轉換能量和功率的發(fā)電機系統。與其他形式的儲能技術(shù)相比，飛輪儲能具有使用壽命長(cháng)、儲能密度高、不受充放電次數限制、安裝維護方便、對環(huán)境危害小等優(yōu)點(diǎn)。

成立于1992年的美國艾泰沃（active power）公司是其中的佼佼者。據代理其產(chǎn)品的北京格瑞愛(ài)普科技有限公司吳斌總經(jīng)理介紹說(shuō)，現在能夠實(shí)現飛輪儲能商用的，包括美國艾泰沃和法國索克曼（Socomec）等公司。艾泰沃用精鋼材質(zhì)，其轉速大概是每分鐘7700轉；索克曼用碳纖維材質(zhì)，轉速接近每分鐘3萬(wàn)轉。飛輪電池一次充電可以提供同重量化學(xué)電池兩倍的功率，同負載的使用時(shí)間為化學(xué)電池的3～10倍。同時(shí)，因為它的轉速是可測可控的，故可以隨時(shí)查看電能的多少。這些與生俱來(lái)的特點(diǎn)使美國艾泰沃（active power）飛輪儲能UPS電源同時(shí)具備清潔環(huán)保與高效可靠雙重優(yōu)勢。

據分析，一家三甲醫院采用蓄電池可能要花六七十萬(wàn)元人民幣，用飛輪UPS大概100多萬(wàn)元，但使用和維護成本低得多，20年內不需要任何更換。

由于技術(shù)和材料價(jià)格的限制，飛輪UPS電源的價(jià)格相對較高，然而，作為一種新興的儲能方式，飛輪UPS所擁有傳統化學(xué)電池無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)已被人們廣泛認同，它非常符合未來(lái)儲能技術(shù)的發(fā)展方向。目前，全球最大的搜索引擎和最大的軟件企業(yè)的云計算中心以及VISA、3M 等國際知名公司均已采用Active Power電源保護系統?？梢灶A見(jiàn)，伴隨著(zhù)技術(shù)和材料學(xué)的進(jìn)步，飛輪UPS將在未來(lái)的各行各業(yè)中發(fā)揮重要的作用。