Ли­тий-ион­ные ба­та­реи в цен­трах об­ра­бот­ки дан­ных

Lan - - Contents - Алек­сей Чернобровцев

При стро­и­тель­стве круп­ных ком­мер­че­ских цен­тров об­ра­бот­ки дан­ных их вла­дель­цы стре­мят­ся ис­поль­зо­вать наи­бо­лее эф­фек­тив­ные ре­ше­ния для ИТ- и ин­же­нер­ной ин­фра­струк­ту­ры, вклю­чая источ­ни­ки бес­пе­ре­бой­но­го пи­та­ния.

При стро­и­тель­стве круп­ных ком­мер­че­ских цен­тров об­ра­бот­ки дан­ных их вла­дель­цы стре­мят­ся ис­поль­зо­вать наи­бо­лее эф­фек­тив­ные ре­ше­ния для ИТ- и ин­же­нер­ной ин­фра­струк­ту­ры, вклю­чая источ­ни­ки бес­пе­ре­бой­но­го пи­та­ния. Про­из­во­ди­те­ли ИБП до­би­лись очень вы­со­ких зна­че­ний КПД сво­их устройств, но это не един­ствен­ный по­ка­за­тель эф­фек­тив­но­сти их ис­поль­зо­ва­ния. При экс­плу­а­та­ции та­ких ком­по­нен­тов, как ак­ку­му­ля­тор­ные ба­та­реи для клас­си­че­ских ста­ти­че­ских ИБП, вы­яв­ля­ет­ся це­лый ряд недо­стат­ков.

В ис­точ­ни­ках бес­пе­ре­бой­но­го пи­та­ния, ко­то­рые при­ме­ня­ют­ся в ЦОД, уста­нав­ли­ва­ют­ся в ос­нов­ном свин­цо­во-кис­лот­ные ак­ку­му­ля­то­ры с ре­гу­ли­ру­ю­щи­ми кла­па­на­ми. Нель­зя ска­зать, что они пол­но­стью удо­вле­тво­ря­ют пер­со­нал ЦОД: экс­плу­а­та­ция та­ких ак­ку­му­ля­то­ров свя­за­на с до­воль­но вы­со­ки­ми опе­ра­ци­он­ны­ми рас­хо­да­ми, в том чис­ле на тех­ни­че­ское об­слу­жи­ва­ние, пе­ри­о­ди­че­скую за­ме­ну и под­дер­жа­ние опре­де­лен­ной тем­пе­ра­ту­ры, необ­хо­ди­мой для их нор­маль­ной ра­бо­ты. Од­на­ко в те­че­ние мно­гих лет си­сте­мы элек­тро­пи­та­ния ЦОД осна­ща­лись толь­ко та­ки­ми ИБП.

Вла­дель­цы ЦОД, от­ме­ча­ют эксперты ком­па­нии IHS Markit, вни­ма­тель­но сле­дят за си­ту­а­ци­ей в об­ла­сти ИБП и про­яв­ля­ют все боль­ший ин­те­рес к ли­тий-ион­ным ба­та­ре­ям, ко­то­рые в по­след­нее вре­мя за­мет­но по­де­ше­ве­ли и ста­ли бо­лее до­ступ­ны­ми. Они дав­но и успеш­но при­ме­ня­ют­ся в смарт­фо­нах и но­ут­бу­ках, но дол­гое вре­мя не ис­поль­зо­ва­лись в цен­трах об­ра­бот­ки дан­ных, од­на­ко си­ту­а­ция на­чи­на­ет ме­нять­ся.

Во мно­гом это про­ис­хо­дит бла­го­да­ря со­зда­нию но­вых тех­но­ло­гий, раз­ра­бот­кам в об­ла­сти ли­тий-ион­ной хи­мии и быст­ро­му ро­сту объ­е­мов про­из­вод­ства ли­тий-ион­ных ба­та­рей для ис­поль­зо­ва­ния, на­при­мер, в элек­тро­мо­би­лях и аль­тер­на­тив­ных ис­точ­ни­ках элек­тро­энер­гии. По­ка­за­тель­но, что сто­и­мость од­но­го ки­ло­ватт-часа энер­гии, про­из­ве­ден­ной ав­то­мо­биль­ным ли­ти­е­во-ион­ным ак­ку­му­ля­то­ром, сни­зи­лась с 900 дол­ла­ров в 2011 го­ду до 100 дол­ла­ров в 2016-м.

ВОЗ­МОЖ­НО­СТИ, ПРЕ­ИМУ­ЩЕ­СТВА И НЕДО­СТАТ­КИ

При воз­ник­но­ве­нии нештат­ных си­ту­а­ций с элек­тро­снаб­же­ни­ем ба­та­реи ИБП долж­ны под­дер­жи­вать ста­биль­ную ра­бо­ту ап­па­рат­ных и про­грамм­ных си­стем ЦОД до вклю­че­ния ди­зель-ге­не­ра­то­ров. Как след­ствие, глав­ное тре­бо­ва­ние к ак­ку­му­ля­тор­ным ба­та­ре­ям, уста­нов­лен­ным в ИБП, — быст­ро предо­ста­вить за­пас энер­гии, не­об­хо­ди­мый для бес­пе­ре­бой­ной ра­бо­ты ИТ-обо­ру­до­ва­ния в та­ких си­ту­а­ци­ях.

Свин­цо­во-кис­лот­ные ба­та­реи уста­нав­ли­ва­ют­ся из рас­че­та под­держ­ки ра­бо­чей на­груз­ки в те­че­ние при­бли­зи­тель­но 10 мин. Со вре­ме­нем их на­чаль­ная ем­кость умень­ша­ет­ся: так, за пе­ри­од экс­плу­а­та­ции 4,5 го­да этот по­ка­за­тель сни­жа­ет­ся по­чти в два ра­за, утвер­жда­ют спе­ци­а­ли­сты ком­па­нии Vertiv (со­зда­на в 2016 го­ду на ба­зе Emerson Network Power. — Прим. ред.).

Для ли­тий-ион­ных ба­та­рей со­кра­ще­ние вре­ме­ни ра­бо­ты до 8 мин про­ис­хо­дит за го­раз­до боль­ший пе­ри­од, до­сти­га­ю­щий 15 лет. В ре­зуль­та­те умень­ша­ет­ся чис­ло за­мен ба­та­рей дан­но­го ти­па, сни­жа­ют­ся рис­ки про­стоя и по­вы­ша­ет­ся уро­вень го­тов­но­сти ин­же­нер­ной ин­фра­струк­ту­ры цен­тров об­ра­бот­ки дан­ных.

Бо­лее дли­тель­ный срок служ­бы — од­но из ос­нов­ных пре­иму­ществ ли­тий-ион­ных ба­та­рей. Га­ран­тий­ный пе­ри­од со­став­ля­ет не ме­нее 10 лет, в то вре­мя как на свин­цо­во-кис­лот­ные предо­став­ля­ет­ся, как пра­ви­ло, трех­лет­няя га­ран­тия.

Кро­ме то­го, при со­по­ста­ви­мой ем­ко­сти ли­тий-ион­ные ба­та­реи обес­пе­чи­ва­ют бо­лее вы­со­кую плот­ность энер­гии, так как за­ни­ма­ют мень­шую пло­щадь и об­ла­да­ют мень­шим ве­сом: по дан­ным спе­ци­а­ли­стов ABB UPS, при ис­поль­зо­ва­нии та­ких ИБП эко­но­мит­ся 50–80% ме­ста, при этом они лег­че на 60–80%.

В Schneider Electric счи­та­ют, что со­кра­ще­ние веса при рав­ном за­па­се энер­гии мо­жет быть трое­крат­ным. От­ме­ча­ет­ся так­же де­ся­ти­крат­ное пре­иму­ще­ство ли­тий-ион­ных ба­та­рей по чис­лу до­пу­сти­мых цик­лов за­ря­да-раз­ря­да и бо­лее чем че­ты­рех­крат­ное уско­ре­ние за­ря­да, что осо­бен­но важ­но при ча­стых на­ру­ше­ни­ях элек­тро­снаб­же­ния.

Для обес­пе­че­ния мак­си­маль­ной дли­тель­но­сти ра­бо­ты свин­цо­во-кис­лот­ных ак­ку­му­ля­то­ров ре­ко­мен­ду­ет­ся под­дер­жи­вать тем­пе­ра­ту­ру окру­жа­ю­щей сре­ды на уровне 25°C, при­чем от­кло­не­ния от дан­но­го по­ка­за­те­ля не долж­ны пре­вы­шать 2–3 гра­ду­са. При уве­ли­че­нии тем­пе­ра­ту­ры на 10°C ак­ку­му­ля­то­ры те­ря­ют око­ло по­ло­ви­ны сво­ей ем­ко­сти. Та­ким об­ра­зом, по­ме­ще­ния, где уста­нов­ле­ны ИБП с тра­ди­ци­он­ны­ми ба­та­ре­я­ми, долж­ны охла­ждать­ся с ис­поль­зо­ва­ни­ем кон­ди­ци­о­не­ров, но это при­во­дит к до­пол­ни­тель­ным энер­го­за­тра­там в ЦОД и ухуд­ше­нию ко­эф­фи­ци­ен­та энер­го­эф­фек­тив­но­сти (Power Usage Effectiveness, PUE).

Ли­тий-ион­ные ба­та­реи ме­нее чув­стви­тель­ны к ко­ле­ба­ни­ям тем­пе­ра­ту­ры: по дан­ным Schneider Electric, они мо­гут ис­поль­зо­вать­ся при 50°C без за­мет­ных из­ме­не­ний ха­рак­те­ри­стик. Вме­сте с тем, на­ря­ду со все­ми сво­и­ми при­вле­ка­тель­ны­ми свой­ства­ми, ли­тий­и­он­ные ак­ку­му­ля­то­ры не ли­ше­ны ря­да недо­стат­ков.

Наи­бо­лее се­рьез­ным из них оста­ет­ся вы­со­кая за­ку­поч­ная сто­и­мость, ко­то­рая, по раз­лич­ным оцен­кам, от по­лу­то­ра до трех раз вы­ше, чем у со­по­ста­ви­мых по па­ра­мет­рам свин­цо­во-кис­лот­ных ба­та­рей. Это свя­за­но и с бо­лее вы­со­ки­ми за­тра­та­ми на их из­го­тов­ле­ние, и с необ­хо­ди­мо­стью ис­поль­зо­ва­ния си­сте­мы управ­ле­ния.

До­пол­ни­тель­ные рас­хо­ды мо­гут по­тре­бо­вать­ся для пе­ре­осна­ще­ния име­ю­щих­ся ИБП. Эксперты ука­зы­ва­ют на кон­струк­тив­ные от­ли­чия, ко­то­рые в ря­де слу­ча­ев не поз­во­ля­ют осу­ще­ствить непо­сред­ствен­ную за­ме­ну свин­цо­во-кис­лот­ных ба­та­рей на ли­тий-ион­ные. Кро­ме то­го, по­след­ние, как пра­ви­ло, не ис­поль­зу­ют­ся в ИБП в ре­жи­ме «го­ря­чей» за­ме­ны, к то­му же осо­бые тре­бо­ва­ния предъ­яв­ля­ют­ся к транс­пор­ти­ров­ке.

И все же мы на­блю­да­ем по­сто­ян­но рас­ту­щий ин­те­рес к при­ме­не­нию ли­тий­и­он­ных ба­та­рей в ИБП, уста­нав­ли­ва­е­мых в цен­трах об­ра­бот­ки дан­ных. Это­му спо­соб­ству­ют сни­же­ние их на­чаль­ной це­ны, а так­же мень­шая, чем у тра­ди­ци­он­ных ак­ку­му­ля­то­ров, со­во­куп­ная сто­и­мость вла­де­ния (Total Cost of Ownership, TCO), в том чис­ле из-за бо­лее эко­но­мич­но­го об­слу­жи­ва­ния. По оцен­кам про­из­во­ди­те­лей, за де­ся­ти­лет­ний пе­ри­од экс­плу­а­та­ции раз­ни­ца в TCO мо­жет со­став­лять бо­лее 30%.

ПРЕД­ЛО­ЖЕ­НИЯ ВЕН­ДО­РОВ

Пе­ре­ход на ли­тий-ион­ные ак­ку­му­ля­то­ры поз­во­ля­ет по­вы­сить эф­фек­тив­ность ин­же­нер­ной ин­фра­струк­ту­ры ком­мер­че­ских и кор­по­ра­тив­ных ЦОД. Про­из­во­ди­те­ли те­сти­ру­ют на сов­ме­сти­мость с та­ки­ми ба­та­ре­я­ми свои ИБП, ко­то­рые уже уста­нов­ле­ны в цен­трах об­ра­бот­ки дан­ных за­каз­чи­ков, а так­же вы­пус­ка­ют но­вые про­дук­ты с со­от­вет­ству­ю­щей под­держ­кой.

Те­сти­ро­ва­ние на сов­ме­сти­мость под­хо­дя­щих по на­пря­же­нию для ИБП ак­ку­му­ля­то­ров на ос­но­ве ли­тия, как по­яс­ня­ют в Schneider Electric, не­об­хо­ди­мо, по­сколь­ку у ба­та­рей это­го ти­па осо­бые хи­ми­че­ские про­цес­сы, диа­па­зон на­пря­же­ний, га­ба­рит­ные раз­ме­ры, со­еди­ни­те­ли и т. д.

Фо­то: Дмит­рий Га­нь­жа

При­ме­не­ние ли­тий-ион­ных ба­та­рей с ИБП ста­ло воз­мож­ным в том чис­ле бла­го­да­ря быст­ро­му ро­сту объ­е­мов их про­из­вод­ства для ис­поль­зо­ва­ния в элек­тро­мо­би­лях и аль­тер­на­тив­ных ис­точ­ни­ках элек­тро­энер­гии

Фо­то: Дмит­рий Га­нь­жа

При со­по­ста­ви­мой ем­ко­сти ли­тий-ион­ные ба­та­реи обес­пе­чи­ва­ют бо­лее вы­со­кую плот­ность энер­гии, так как за­ни­ма­ют мень­шую пло­щадь и об­ла­да­ют мень­шим ве­сом

Newspapers in Russian

Newspapers from Russia

© PressReader. All rights reserved.