格瑞特蓄电池分享-大型数据中心蓄电池规划与应用中的痛点及展望

格瑞特蓄电池分享-大型数据中心蓄电池规划与应用中的痛点及展望

在UPS系统的故障中，与蓄电池有关的原因占30%以上。目前数据中心蓄电池技术还是以阀控铅酸电池为主，而且据统计，中国生产的铅酸电池已经占全球产量的1/3，其中一部分原因是UPS电源市场的快速增长。随着互联网+、云计算、大数据等上升为国家战略，进一步加快了数据中心行业的增长，带动了数据中心基础设施相关设备的快速增长。本文从大型数据中心蓄电池规划与应用角度出发，借鉴国内外数据中心行业经验教训，探讨蓄电池规划设计和实际应用中遇到的几个问题和痛点。

痛点一

目前规划设计的大型数据中心电池间面积，据不完全统计, 约占总建筑面积的3%~10%，因大型数据中心建筑面积较大，所以绝对数量不少。对于越来越多的大型数据中心项目而言，机房面积可以说是寸土寸金，客户希望最大化的提高机柜数量，基础设施的占地尽量小。在这里我们不着重探讨电池间的布置方案，仅从电池间面积的绝对数量及与总建筑面积之比，就可以感受到UPS蓄电池系统对数据中心工艺平面规划设计的重要影响。

数据中心蓄电池规划设计水平的提高，依赖于蓄电池技术的创新提高。

目前多数数据中心采用阀控铅酸蓄电池，随着电池技术的发展，比如磷酸铁锂电池技术，由于寿命长、耐高温、体积小、无污染等优点，相比传统铅酸蓄电池技术，更能体现“节能”、“节材”、“节地”等节能减排需求。随着新型电池性价比提高，其尺寸和占地面积越来越小，将会对未来数据中心的规划设计产生革命性的影响，对IDC行业尤甚。

痛点二

电池监测系统的应用。

近年来国内数据中心行业参考、学习了很多国外先进的理念和技术，但是电池监测系统的应用还不完善，很多已建成机房的电池系统没有监测设备或者监测数据不完善，存在很大的安全隐患。从最近几起机房电池火灾爆炸事故可以看出，电池监测系统早期报警，防患未然的重要性。

如果电池故障引起UPS系统宕机，关键业务中断，将产生很大的政治经济损失，来自行业的调查机构显示：金融行业的数据中心每宕机一小时的损失为1495134美元，通讯行业的数据中心每宕机一小时的损失为2066245美元。

所以在数据中心规划设计及应用中，对电池监测系统的设置应引起足够的重视。

痛点三

有关阀控铅酸蓄电池间是否按防爆设计的问题，有关的设计规范并未统一，对规范解读的差异，导致从规划设计到各地消防审批及验收的尺度不一。

蓄电池充、放电和运行时，会有少量的氢气逸出，开关插座在操作过程中有可能产生电火花而引发氢气爆炸。为了防止氢气发生爆炸对人身安全和设备安全造成危害，规定室内不得装设开关、插座，并应采用防爆型电器”。该条表明蓄电池室存在比空气轻的可燃气体氢；蓄电池室整个的电力装置设计要求按爆炸性气体环境设计。该规范并未按照GB50058-2014 《爆炸危险环境电力装置设计规范》的要求，对爆炸环境范围进行划分，也未对可燃气体浓度是否达到爆炸浓度下限进行说明。国标GB50172-2012中这一强制性条文常常被引用作为电池室应按防爆环境设计的依据，也作为施工验收的重要依据。

那么，国内已实施数据中心项目的实际的情况怎样呢？以电信运营商为代表、以及其它大型数据中心项目的UPS、配电柜和电池架经常是放到一个房间，有些场地情况比较紧张的项目也采取合并房间的设计。但是UPS、配电柜、精密空调是不防爆的，那么光灯具、开关等按防爆要求设计，是否有自相矛盾之嫌呢？

从这一问题可以看出，当规范的更新落后于行业的快速发展时，它可能会成为一种阻碍。

由衷的希望有关规范能够及时地更新，更具有前瞻性，让规范真正起到对规划设计和实施的指导意义，还规范的本来面目。

痛点四

铅酸蓄电池寿命普遍在5~6年，好的在7~8年。如何更好的与数据中心生命周期匹配，从而降低总的应用成本，是摆在数据中心行业人士面前的一道难题。

可能的两条途径：

1.依靠技术的进步。蓄电池技术的革命一定会深刻地影响数据中心行业未来的发展，大容量、长寿命电池技术的研发，需要研究数据中心行业特点，与数据中心生命周期对接，从而更符合数据中心行业的需要。

2.科学的运维，监测。通过对格瑞特蓄电池系统科学的运维管理，监测维护，及时发现故障隐患，从而客观上延长了蓄电池的使用寿命，降低了总体拥有成本。

痛点五

蓄电池对于环境的耐受性提高，有利于数据中心降低能耗。目前，铅酸蓄电池对于环境温度的要求还是比较高的，其最佳工作温度为20~25 ℃。有关资料显示，当环境温度在25℃时，温度每升高6~10 ℃，阀控蓄电池的寿命缩短一半，电池循环寿命缩短。当环境温度降低时，电池可用容量迅速降低。高温型阀控电池的研究为进一步降低能耗带来了曙光。目前在野外，通信基站机房已经有应用高温型阀控电池的案例。未来随着高温型电池制造成本的降低，再考虑对空调需求的降低所产生的节能效益，相信高温型电池技术会是未来数据中心采用的一种技术方向。

痛点六

在UPS及电池厂商二次深化过程中，电池系统直流电缆及连接条等附件的选择是否满足放电要求，安装质量是否满足要求,这些如果处理不好，可能成为事故的故障点。

因为各厂家UPS技术的不同，一般在项目中标后会有二次深化的过程，其电池系统电缆及附件等往往成套由UPS格瑞特蓄电池厂商提供，这样做的好处是工程的接口少，有利于责任的划分。不利之处在于：其配套选型能力及附件质量完全依靠其技术能力和信誉，顶尖厂家相对更可靠。已经有因电缆及附件问题导致火灾事故的情况，需要引起足够的重视。