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2019年储能系统将走进数据中心 哪种储能技术更有发言权?

   日期:2019-01-24     来源:北极星储能网    浏览:973    评论:0    
互联网+已经成为各行业规划目标,互联网的重要组成部分——数据中心也在如火如荼建设中。降低能耗以及减少碳排放的责任下,目前众多知名数据中心开始追求100%可再生能源供电目标,储能系统走进数据中心将成为一种大趋势。

电费占总成本六成!

储能削峰 填谷是优选


在能源转型大背景下,控制传统能源和发展清洁能源成为“开源节流”主要手段。作为互联网的大脑数据中心必须保证用电的安全性和连续性,以保证互联网系统正常工作,而且数据中心还具有用电设备架设集中持续运转等特点,需要空调辅助控制温度保障平稳运行,这就导致数据中心成为能耗超高的领域,用电量达全球的3%,据统计中国数据中心的电费占了数据中心运维总成本的60%-70%。而在互联网+、云计算、物联网等新兴领域蓬勃发展及带动下,数据中心数量还将呈指数级增长。绿色节能降低能耗已经成为数据中心行业发展方向。

2010年开始我国颁布了一些政策,鼓励对数据中心进行绿色节能改造、提高数据中心能耗及能效水平。北京、上海陆续出台关于数据中心能耗的限制政策,新建能耗水平限制PUE值从1.5到1.4,再到最近的1.3。2018年9月河南省政府也曾发布《关于印发河南省促进大数据产业发展若干政策的通知》,以减半用电价格的优惠政策支持在河南省建设绿色数据中心。

PUE(PowerUsageEffectiveness,电源使用效率):国际通用的数据中心电力使用效率的衡量指标,指数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源之比。PUE值越接近于1,表示其绿色化程度越高。

数据中心能耗分布

图片来源:数据中心节能技术委员会
 
有数据分析发现,数据中心能耗分布在IT 设备、空调系统、照明系统、供配电系统等,其中在IT设备能耗和空调系统能耗占比超80%,即数据中心大部分成本都消耗在IT设备及空调系统运行,绿色节能主要从这两方面展开。

从用电能耗角度来看,储能系统刚刚好有用武之地。若在数据中心适当配置储能系统,一方面作为备用电源提供电力保障,同时还可以充分发挥削峰填谷作用协助节省电费、降低能耗,实为一举多得。日前,维谛技术分析预测认为,2019年储能系统进入数据中心将成为全球发展趋势,新兴的锂电池储能系统可以与UPS系统结合,共同通过电力储能还可以帮助数据中心进行节能管理,而且储能设备还可以与电网进行友好互动、通过电力需求响应完成削峰填谷电力负荷管理,为数据中心创造收益。

追求100%可再生能源?

新能源消纳 储能是利器


近几年数据中心采用清洁能源的比例正逐步上升,苹果、微软、谷歌等众多互联网名企纷纷宣布将转变数据中心供电方式,打造100%可再生能源数据中心。苹果于率先完成100%可再生能源数据中心目标,谷歌也于2017年完成绿色数据中心建设,此外Facebook、微软、亚马逊等也在增加各自数据中心清洁能源份额,目前可再生能源约占一半。国内阿里巴巴也已经开始探索锂电池储能方式为数据中心提供节能服务。

因数据中心用负荷超高,仅仅依靠采用太阳能或风能等可再生能源自发自用是不现实的。据推算数据中心若要完全使用太阳能发电提供电力,所需的光伏板面积相当于近百倍的数据中心面积。而且光伏风电等可再生能源还具有不连续性的特点,部分时段还会有弃光弃风等现象。不过随着锂电池等储能技术成本下降,光伏+储能系统供电可能会成为数据中心的新型解决方案。

可再生能源数据中心典型应用范例

1. 微软“海底捞”数据中心

2018 年 6 月,微软「北方群岛」(Northern Isles)大型数据中心沉入苏格兰奥克尼群岛还下,微软海底数据中心利用海水的流动,以潮汐涡轮机完成潮汐能转换发电,同时海底环境直接可以完成热能交换充当空调系统,同时海岸上还采用风机和太阳能电池板为当地居民提供电力。据微软介绍该数据中心的可再生能源发电已经达到自给自足,但是也有人质疑这种建设方式是否会影响海洋环境。

2. 苹果的100%可再生能源数据中心

苹果公司在多地均有建设可再生能源数据中心,2017年苹果与贵州大数据产业发展有限公司合作在贵州贵安新区建设100%可再生能源数据中心,这也是中国首个100%可再生能源数据中心。据了解,国外苹果公司数据中心100%采用可再生能源的目标主要通过通过光伏发电、水力发电、生物质发电以及燃料电池等系统产生电能并输送到电网,而后再通过电力批发市场协议购买电力。

3. 谷歌新数据中心实现百分之百可再生能源

2019年1月16日,谷歌表示将在美国田纳西州Yum Yum和阿拉巴马州好莱坞建设新的数据中心,而日前表示将从当地数家新建的太阳能发电厂购买电能,以实现该数据中心从建成第一天起就可实现100%可再生能源供电。根据谷歌2018年10月发表的报告显示,它在芬兰、荷兰、中国台湾地区、美国北卡罗来纳州、爱荷华州的数据中心都将达成零碳排放的目标。2019年1月23日,外媒报道谷歌为中国台湾的数据中心签订了一个长期太阳能协议,以打造100%可再生能源的数据中心。这也意味着亚洲成为了继北美洲、南美洲、欧洲之后,谷歌部署太阳能和风能项目又一落点。

4. 日本京瓷结合蓄电池系统与AI技术建设可再生能源供电数据中心

据报道,日本京瓷将于2019年4月在北海道石狩市建设日本首个完全通过可再生能源供电的数据中心。该数据中心将采用光伏、风力和生物质能以及储冷、蓄电池等提供电力,并采用人工智能系统预测用电量、完成高效发电。此外京瓷还将对外销售其人工智能与蓄电池结合的系统。

5. 阿里巴巴分布式储能技术打造100%可再生能源耗数据中心

与国外类似的,阿里巴巴数据中心也在寻找降低能耗的途径,首先从选址就参考了周边可再生能源资源,如千岛湖数据中心利用水冷降温,而张家口数据中心利用张北地区丰富的风能和太阳能。且张家口的阿里云数据中心据报道采用了自研分布式储能技术和国际领先的能源互联网技术,可实现最大程度的新能源供电、按需供电,最终可完成100%可再生能源供电。此外,万克新能源和南都电源都有参与阿里巴巴数据中心储能系统供应。

主要储能技术在数据中心的应用前景

1. 铅炭电池

目前在大多数数据中心设施中,铅酸电池、铅炭电池仍然是UPS电源常用的储能设备。从循环寿命、设备成本角度来说,铅炭电池显然是比较保守的第一选择。

2. 锂离子电池

随着锂离子电池技术不断突破、生产规模不断扩大,锂离子电池的成本不断下降,目前新建的如百度数据中心等已经采用锂离子电池作为备用电源,而阿里巴巴等已经开始购置储能设备,在作为备用电源之外,还可发挥削峰填谷、电力需求响应等进行电费管理、增加收益。

3. 全钒液流电池

全钒液流电池是新型储能电源,具有能量效率高、充放电性能好、循环寿命长、清洁环保等优点。据北极星储能网了解,中国移动襄阳云计算中心与襄阳大力电工已在共同探讨全钒液流电池在数据中心应用,以推动数据中心的节能减排。

4. 燃料电池

燃料电池是目前公认能量转换更高的供能方式,与目前应用广泛的锂离子电池相比更具优势,但是目前燃料电池成本过高,仍然难以得到广泛推广应用。不过目前在美国银行、可口可乐、沃尔玛、eBay以及谷歌、苹果等公司,都有在数据中心采用布鲁姆能源的燃料电池供电。目前很多企业都参与到燃料电池技术研发浪潮中,若成本能得到进一步改善,燃料电池在备用电源供应方面也有广泛应用前景。

5. 飞轮储能

除了以上电化学储能方式,机械储能也具有较好的应用前景,飞轮储能就以无污染、寿命长等优点受到部分人的关注。日前国机重装成功研制国内首台“100kW飞轮储能装置”,据负责人介绍该装置可应用于数据中心,在电力发生异常时飞轮储能装置将动能转化为电能,为UPS供电保障数据中心正常运转。 
 

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