Vor- und Nachteile der Verwendung von Lithiumbatterien in Rechenzentren

★ Vor- und Nachteile von Lithiumbatterien

Unternehmen der Unterhaltungselektronik verwenden typischerweise Lithium-Kobalt-Batterien, die eine Kapazität von bis zu mehreren Ampere haben.Diese unterbrechungsfreien Stromversorgungssysteme sind mit rechteckigen Lithium-Mangan-Batterien ausgestattet.Es hat eine Montagekapazität von 60 Ampere und ist mit einer längeren Lebensdauer und mehreren Fehlerschutzstufen ausgestattet.Manchmal sind einzelne Module, sogar einzelne Batterien, für die Überwachung wichtiger Leistungsparameter wie Temperatur, Spannung und Strom verantwortlich.Manchmal ist der Schaltschrank oder sogar die gesamte Anlage für diesen Überwachungsprozess verantwortlich.Zur vollständigen Kontrolle des Lade- und Entladevorgangs muss eine Überwachung implementiert werden, um kritische Erwärmungen und irreversible chemische Vorgänge zu vermeiden. Lithiumbatterien haben auch eine höhere Energiedichte (Wh/kg) und eine höhere Ausgangsleistungsdichte (W/kg).Sie verfügt über eine ähnliche Energiespeicherkapazität wie eine Blei-Säure-Batterie und wiegt weniger als ein Drittel des Gewichts einer Blei-Säure-Batterie.Dieser Vorteil trägt dazu bei, die Gesamtmasse des Systems um 60–80 % zu reduzieren.

In den letzten Jahren haben sich Rechenzentren aufgrund von Platzbeschränkungen und effizienteren Abläufen auf die Erhöhung ihrer Leistungsdichte konzentriert.Eine effizientere Raumverfügbarkeit ist eine der wichtigsten Aufgaben für Rechenzentrumsbesitzer.Die kompakte Lithiumbatterie kann den Platzbedarf in einem unterbrechungsfreien Stromversorgungssystem um 50–80 % reduzieren.Diese Batterien haben eine kürzere Ladezeit und eine schnellere Selbstentladung und können bei häufigen Betriebsunterbrechungen eine wichtige Rolle spielen.Im Ruhezustand verlieren Lithiumbatterien jeden Monat etwa 1-2 % ihres Stroms.Der wichtigste Vorteil ist die lange Lebensdauer.Blei-Säure-Batterien haben eine sehr kurze Lebensdauer von nur 3 bis 6 Jahren.Andererseits halten Lithiumbatterien etwa 10 Jahre.Je nach Chemie, Technologie und Temperatur Lithiumbatterien können bis zu 5.000 Lebenszyklen geladen werden und sind wartungsfrei, während Blei-Säure-Batterien eine durchschnittliche Ladeeffizienz von nur 700 Lebenszyklen haben.

★ Ventilregulierte Blei-Säure-Batterie (VRLA) im Vergleich zu Lithiumbatterien

Die Gesamtbetriebskosten von Lithiumbatterien beträgt 10 Jahre (durchschnittliche Lebensdauer der USV im Rechenzentrum), verglichen mit 39 % bei Blei-Säure-Batterien.Obwohl dies eine optimistische Schätzung ist, können mindestens 10 % Einsparungen garantiert werden.Der einzige gravierende Nachteil von Lithiumbatterien besteht darin, dass die Anfangsinvestition deutlich höher ist.Deshalb sind große Rechenzentren schon lange Vorreiter bei der Einführung neuer Lösungen.Der wichtigere Zweck dieser Anlage ist die Reduzierung der Gesamtbetriebskosten und nicht die kurzfristige Rentabilität. Selbst in diesem Fall sind die Kosteneinsparungen immer noch beträchtlich.Darüber hinaus ermöglichen die Vorteile kleiner Batterien eine effizientere Nutzung des verfügbaren Platzes, während ein zuverlässiges Überwachungssystem für höchste Sicherheit und Stabilität sorgt.Lithiumbatterien arbeiten bei höheren Temperaturen als VRLA ohne Kapazitätsverlust und können die Belastung des Kühlsystems verringern.Selbstverständlich gibt es sogar eine einphasige USV mit Lithiumbatterie.Die verschiedenen Anwendungsmodelle beginnen beim größten Rechenzentrum, gefolgt von industriellen Anwendungen und enden schließlich in kleinen Serverräumen oder sogar einzelnen Racks.

★ Einfach auszutauschen

Die Lebenserwartung eines typischen USV-System in einem Rechenzentrum beträgt typischerweise 10-15 Jahre.Blei-Säure-Batterien können 3–6 Jahre lang verwendet werden, während Lithium-Batterien bis zu 10 Jahre oder sogar länger verwendet werden können.In der Anfangsphase der Nutzung des USV-Systems (weniger als 5 Jahre) kann eine große Anzahl von Ersatzbatterien für Blei-Säure-Batterien ihre Praxistauglichkeit beweisen.Nach dem Austausch der Lithiumbatterie ist es jedoch sehr wahrscheinlich, dass die Lithiumbatterie am Ende der Lebensdauer des USV-Systems weiterverwendet werden kann.Wenn das unterbrechungsfreie Stromversorgungssystem des Benutzers in naher Zukunft nicht mehr funktioniert, kann die Lebensdauer der Batterie länger sein, sodass ein Austausch der Batterie in den meisten Fällen keinen Sinn macht.Erwägen Sie am Ende der Nutzungsdauer den Austausch des gesamten USV-Systems durch eine neue Lithiumbatterielösung.Allerdings ist es auch bei älteren USV-Systemen immer noch sehr praktisch, teure Batterien einzubauen.Benutzer sollten den Preisverfall und das Verhältnis der Wartungskosten des alten Systems zu den Kosten für den vollständigen Austausch berücksichtigen.

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