急速に進化する今日のテクノロジー環境において、データセンターの所有者と運営者は、高いコンピューティング能力を実現しながらカーボンニュートラルを維持するという二重の課題に直面しています。この両立こそが、データセンターインフラの研究者がUPS（無停電電源装置）システムとリチウム電池のダイナミックな連携に注目するきっかけとなりました。リチウム電池の長寿命を活用することで、データセンターはピークシェービングとバレーフィル戦略を効果的に実施できます。このアプローチは、電力価格の最適化による運用コストの削減だけでなく、エネルギー貯蔵による電力負荷の均衡化にも役立ちます。
UPSとリチウム電池ストレージの価値
ピーク時とオフピーク時の電力価格差が大きい都市では、UPSとリチウムバッテリーストレージを組み合わせることで、データセンターの運用コストを大幅に削減できます。このシステムに風力や太陽光などの再生可能エネルギー源を加えることで、グリーンエネルギーの節約効果はさらに顕著になります。経済的なメリットに加え、このソリューションには以下のようなさらなるメリットがあります。
- **グリッドのピーク負荷の削減**: これは電力網の安全な運用に貢献します。
- **既存設備の最大活用**: 設備の効率を向上することで、システムをより高い負荷率で稼働させることができます。
- **タイムリーなバッテリーパフォーマンス監視**: これにより、放電中の異常を回避できます。
詳細な計算によると、UPSとリチウム電池を組み合わせた蓄電ソリューションを導入すれば、わずか3～6年で投資費用を回収できます。国の政策により電力消費のバランスが促進され、ピーク時とオフピーク時の価格差が徐々に拡大していることを考えると、長期的には大幅な電力節約が実現し、経済的価値がさらに高まります。
UPSおよびリチウム電池ストレージの製品選択基準
エネルギー貯蔵モデルを効果的に実装するには、UPS システムは次の設計要件に準拠する必要があります。
1. エネルギー貯蔵機能は、バッテリーの正常な放電を妨げてはなりません。
2. システムは、充電の開始と停止時間、充電電流、放電の開始と停止時間の設定をサポートする必要があります。
3. 整流器またはバイパスによって供給される電流が不十分な場合に備えて、放電電流制限を設定できる必要があります。
リチウム電池システムの場合、要件は次のとおりです。
1.エネルギー貯蔵型リチウム電池の採用。
2. 放電停止時間またはバッテリー低電圧保護点のいずれかに達すると、放電を停止する必要があります。
3. バックアップ時間は 1 時間未満にしないでください。
ケーススタディ：江蘇省におけるGREEN POWERのデータセンタープロジェクト
一例として、江蘇省にあるGREEN POWERのデータセンタープロジェクトが挙げられます。このプロジェクトは負荷容量が300kWで、電源システムにリン酸鉄リチウム電池を使用しています。この顧客は、ピークシェービング機能とバレーフィリング機能を導入しながら、15分間のバックアップを必要としていました。
地域のピークと谷間の電力価格
- **ピーク**: 1.2081 RMB/kWh (8:00-11:00、17:00-22:00)
- **通常**: 0.7226 RMB/kWh (11:00-17:00、22:00-24:00)
- **谷**: 0.3265 RMB/kWh (0:00-8:00)
構成に関する考慮事項
構成の主な要素は次のとおりです。
- **ピークバレー価格差**: 1.2081 - 0.3265 = 0.8861 RMB/kWh
- **ピーク時・通常時の価格差**: 1.2081 - 0.7226 = 0.4855 RMB/kWh
- **通常価格と谷間価格の差**: 0.7226 - 0.3265 = 0.3961 RMB/kWh
- **ピークおよびバレー持続時間**: それぞれ 8 時間 (最大放電時間は 8 時間です。この期間内にバッテリーを完全に充電する必要があります)。
- **バッテリー パックの数**: 安全のため、6 パック以下に制限されます (合計容量は 1200 AH を超えません)。
- **充電電流**: 完全に充電できるほど十分である必要があります。
- **放電深度**: 緊急電源とバッテリーの状態維持のため (150 kW では 15 分間のバックアップに約 200 AH が必要です)。
その結果、リチウム電池の蓄電容量は 960 AH を超えてはならず、総容量は蓄電容量に 200 AH を加えた値以上でなければなりません。
グリーンパワーのソリューション
GREEN POWER のソリューションには、4N 電源システムに構成された 4 つの ESSO 215K Commercial Energy Storage Systems シリーズ UPS システムが含まれます。ESSO 215K商用エネルギー貯蔵システムは、最大120Aの充電電流を供給し、8時間で960AHの充電が可能です。このシステムは、ピークカットとバレーフィル用の512V 200Ahエネルギー貯蔵用リン酸鉄リチウム電池5個と組み合わせ、合計6パック構成となっています。放電深度78%、サイクル寿命5000回を基準とした場合、予測されるメリットは以下のとおりです。
- 保管モードの UPS 1 台からの毎日の収益は約 400 人民元で、月間の収益は約 12,000 人民元になります。
- 鉛蓄電池の交換を除き、リチウム電池の平均寿命は13.7年であるため、投資コストを除いた純収益は約100万人民元に達する可能性がある。
- 鉛蓄電池を交換する場合、13.7年以内に2回の交換を減らすことで、総収益を約126万人民元に増加させることができます。
結論：データセンターにおけるエネルギー貯蔵の未来
長寿命、高エネルギー密度、そして環境への配慮という利点から、リチウム電池はUPSのエネルギー貯蔵における主流の選択肢となっています。GREEN POWERのUPSとリチウム電池を組み合わせたストレージソリューションは、その明確な利点により、データセンターの省エネ戦略における新たなトレンドとなるでしょう。これらの革新的な技術を採用することで、データセンターは高いコンピューティング能力とカーボンニュートラルを効果的に両立させ、より持続可能な未来への道を切り開くことができます。
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投稿日時: 2024年10月26日
