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1、利用飞轮电源备份技术对数据中心实现不间断供电为了防止在停电期间发生停机事故，一些数据中心会放弃使用传统的蓄电池，而利用飞轮电源来保证不间断电源（UPS）系统的电力供应。但是，在选择飞轮进行能源储备之前，你应该了解它与普通蓄电池的区别。下面列出的是你在确定飞轮储能技术是否适合你的组织时需要考虑的主要差异：飞轮电源在满负荷状况下的供电时间要比蓄电池短得多。飞轮电源需要的空间较小，其自身质量较轻。飞轮电源对空调和通风条件的要求没有蓄电池那么严格。飞轮电源的电力消耗略大。飞轮电源需要的日常维护较少。飞轮电源的使用寿命可能更长。飞轮电源不像蓄电池那样，在达到使用寿命后需要进行回收和预防泄露处理。飞轮电源
2、不会受到放电周期的限制。但飞轮电源会受到其放电周期频率的限制。飞轮电源VS.传统的蓄电池：要考虑的关键因素在电力设备出现故障而备用电源系统还没启动之前，有一种情况经常会发生。那就是，UPS输入电源无法利用或是不符和标准，这就要求UPS后备电源必须支持UPS输出负载。在你确定飞轮电源是否适合一个项目时，备用电源的响应时间是要考虑的关键因素，它必须要支持UPS输出。花费同等的安装成本，在UPS负载输出状况下，飞轮系统只能提供15秒的备用电力，而一部蓄电池至少可以支持15分钟。考虑到飞轮系统只能提供15秒钟的电能，因此必须对UPS的容量进行限制，使备用电源能够满足它的需求。在15秒钟之内，备用电源必
3、须完成以下任务：它必须要识别出效用损失。它必须要等候一段时间，让设备的自动转换开关或继电器来尝试着恢复供电。如果供电没有恢复，它必须立即启动发电机。当电压恢复正常后它必须要将UPS系统转移到发电机上。如果备用电源只能坚持不到15秒钟，那么确实没有足够的时间来同时运行两个或是两个以上的备用发电机。你可以安排发电机轮流供电，但总有一天UPS系统的供电能力会受到一台单一发电机发电能力的限制。一个3000千瓦的备用发电机（发电量最大的在美国）会将UPS系统的供电量限制在大约2200千瓦。我认为这种限制是要考虑的主要因素。飞轮备用电源与其它方法的区别空间要求：假设侧边要留有2英尺的空隙，后方也要留2英尺
4、，前方要留3.5英尺，那么为一个675千瓦UPS模块配置的飞轮备用电源大约需要121平方英尺的空间面积，其质量大约要达到9400英镑。而在两层机架上为同样UPS模块配置的湿蓄电池要占350平方英尺的地板空间，或者可以说几乎是飞轮电源的三倍，质量大约是33000英镑（比飞轮电源的三倍还多）。而如果换成是阀控式密封铅酸（VRLA）蓄电池，也将需要大约250平方英尺的地板空间（飞轮电源的两倍），质量要达到35000英镑（几乎是飞轮电源的4倍）。通风：飞轮电源对于工作温度的范围要求与UPS设备一致（32华氏度到104华氏度），然而蓄电池则需要77摄氏度的工作环境，以保持额定的性能。蓄电池还需要通风的环
5、境以防氢积累，并且需要配置氢气探测器来测控氢积累。因此，飞轮电源可以与UPS设备安装在同一个房间内，而蓄电池则需要被安装在单独的电池室内。能源消耗：飞轮电源比蓄电池要消耗更多的能源。有一个制造商在广告中说，对于一个配置到675千瓦UPS模块的飞轮电源，使用一次要消耗1.5千瓦的电力（占模块输出总量的0.2%），而另一厂家表示当飞轮完全充电并保持连通时，每次会消耗6.6千瓦的电能。根据我的经验，如果支持同样的675千瓦的UPS模块，在对蓄电池进行浮动充电时只需大约0.3千瓦电（占模块输出的0.04%）。假设UPS整流器的效率为95%，电能使用效率（PUE）为1.7，每度电的购买成本为10美分，那
6、么上面所描述的飞轮电源每年要比蓄电池多耗费1900美元到9900美元的成本。维护要求和使用寿命：一个可靠的蓄电池比飞轮电源需要更多的维护。至少，湿蓄电池每年需要进行两次维护（使用6个月后进行一次检测，6个月后再进行一次更为深入的维修检测）此外，当蓄电池刚开始使用时还需要对其进行临时的季度维护，并经常更换电解液。VRLA电池每6个月也要进行一次维护。据一家飞轮电源供应商介绍，飞轮电源每年只需进行一次维护，每三年更换一次电解液。而另一家厂商则建议每年进行一次维护，每6年更换一次电容。如今的飞轮电源制造商宣扬他们的产品使用寿命可以达到20年，这是他们自己的预测。但目前为止现役的产品中使用时间还没有超
7、过11年的。但我预计它们的使用寿命可以达到20年，这与如今的UPS产品是一致的。根据我的经验，蓄电池的使用寿命都比它们保单上描述的要短。尽管湿电池保单上描述其使用寿命是20年，但实际上很少超过14年；VRLA电池的使用寿命很少能超过4年，但它保单上却表示可以使用10年。那么我们得出这样的假设也是合情合理的：在一个UPS系统的服务周期内，蓄电池必须被更换，而飞轮电源却不需要。有害物质：所有常用的蓄电池都含有酸性电解液和铅，而这些物质的排放都是要受政府控制的。因此对于使用蓄电池的大多数站点来说，预防泄露是必须要做的工作，而政府对于蓄电池的回收也是强制性的。与之相比，飞轮电源就不会含有那么多政府控制
8、排放的有害物质。放电周期限制：在蓄电池的服务周期内，它所能够提供的放电周期是有限的。一个标准的湿电池所能提供的额定供电周期为2700次，每次供电时间在30秒以内，而根据保费负担模式它至少应该提供105000次此类额定的供电周期。尽管有厂商表示其VRLA产品的额定供电次数为100次，每次发电时间可达15分钟，但实际上VRLA电池的供电数据相对还要差一些。飞轮电源供应商表示在其产品生命周期内供电次数是不受限制的。从实际上讲，我预计该类产品的供电限制每小时不超过20次，因为有厂商介绍说其产品在连续的两个供电周期间必须休息2.5分钟。只有在那些设备供应极为不可靠的站点，对于供电周期的此类限制才能够发挥
9、作用。我们假设一组湿电池的使用寿命12年，额定的供电次数为2700次，也就是说它每个月需要供电18次，或者说是每38小时一次。如果该设备的可靠性要低于这个平均水平，预计电池的使用寿命就达不到设计要求。假设你用的是保费负担电池，其使用寿命为14年，那么每月平均要供电63次，或者说每12小时一次。然而，飞轮电源在一个短时期内可提供的供电周期也是有限的。通常来讲，一个飞轮电源在两次供电间要有2.5分钟的间隔。就像蓄电池一样，通常来讲只有在UPS得到相应设备供电后才会启用飞轮电源进行再供电，这样就可以尽量减少对备用发电厂的需求。如果在再供电过程完成之前又有供电需求，飞轮电源恐怕就无法胜任这项任务了。因
10、此我们需要将供电频率也考虑在内。假设在一个配置了UPS蓄电池的站点有许多设备供应缺乏可靠性，但大多数设备的断电时间并不超过15秒，你蓄电池的使用寿命就会迅速减少。在以上任何情况下，备用发电站都要接受严峻考验并耗费大量能源，这样的话，运营成本就会被抬高，废气排放也可能会超过空气质量许可的限制。假设备用发电厂在每次供电之前都需要先运行两小时，那么每月18次的供电需求就要求备用电源每年运行430小时。因此，我建议客户不要去考虑那些设备供应不够可靠的站点。接下来我所讲的可能会与之前的观点有些不一致。假设在一个配置了UPS蓄电池的站点有许多设备供应缺乏可靠性，但大多数设备的断电时间并不超过15秒，你蓄电池的使用寿命就会迅速减少。但你可以安装一个飞轮电源并将其与蓄电池配合使用来解决这一问题。你可以对飞轮电源控制器进行安排，使其只有在储存能量耗尽的情况下才开始给UPS供电。你也可以推迟备用电源的启用时间，使其与对飞轮电源的利用保持一致。这项措施使你可以延长蓄电池的使用寿命，并减少备用电源的运行次数。在本文中，我们已经讨论了飞轮电源与传统蓄电池的主要区别。现在你可以认真地考虑并做出一个决定，看这种数据中心飞轮电源备份系统究竟是否适合你的数据中心。
