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华体会,数据中心耗能过大,是时候考虑储能型数据中心了

发布日期:2023-11-12

ICTresearch征询公司的研究显示,2016年中国数据中间保有量约为5.6万个,总面积约为1650万平方米,估计到2020年,中国数据中间保有量将跨越8万个,总面积将跨越3000万平方米。

与之响应的是能源耗损在逐年爬升。中国数据中间节能手艺委员会数据显示,2016年中国数据中间总耗电量跨越1108亿千瓦时,2017年到达1200-1300亿千瓦时,这个数字跨越了三峡年夜坝2017年全年发电量(976.05亿千瓦时)和葛洲坝电厂发电量(2017年葛洲坝电厂发电量190.5亿千瓦时)之和。

按照统计,电费收入占数据中间运营收入的60%以上,那末若何下降数据中间电费收入?本文从储能型数据中间贸易模式进行较为周全的切磋。

作者认为,电化学储能手艺的成长能够慢慢倾覆保守数据中间的电能治理模式,同时也将倾覆此范畴保守的投资模式,这类倾覆是一种在多方有益的倾覆。

最近几年来,储能特别是电化学储能的成长风声四起、如火如荼,甚是鲜明热烈的紧,可是这热烈的背后,竟多有“过尽千帆皆不是,斜晖眽眽水悠悠”的感慨与无法。

笔者一向认为,在现有电力体系体例下,纯真依托峰谷价差去做文章,很难延续不变盈利。储能财产的成长离不开公道的付费机制或和特定利用场景的连系,找到特订价值点和收益点,才能有所成长。

很多业内同仁问笔者,在公道的付费机制还没有构成之前,特定利用场景,到底有哪些呢?

本文就试着以数据中间成长储能缔造丰硕的盈利模式和贸易模式为切入点,一路和大师去切磋。

数据中间成长的近况和问题

数据中间由计较机系统和与之相配套的装备,和冗余的数据通信毗连、情况节制、监控和各类平安装配等一整套复杂的装备组成,是数据传输、计较和存储的中间。陪伴着我国挪动通信、年夜数据、云计较收集付出、人工智能等营业的迸发式成长和“互联网+”向财产范畴的加快渗入,带动了互联网数据的传输、计较和存储需求的飞速增加,进而激起对数据中间等根本举措措施的需求。

研究数据显示,2010-2016年,我国IDC(互联网数据中间)市场范围增加近7倍,年均增加率到达39.19%,而2017年后,我国数据中间的市场范围仍继续连结快速增加,估计2019年,我国数据中间的市场范围将跨越1800亿元,此中约70%是新建数据中间。

数据中间经由过程为客户供给机柜租用、带宽租用、办事器代办署理运维等办事获得收益。对数据中间而言,包管平安靠得住的电力和收集供给,是数据中间最根基的两年夜功能,所以数据中间都配备有不中断电源(UPS)。不中断电源由UPS主机和电池两部门组成,在市电供给一般时,UPS在“过滤市电杂质”后给负载供电,同时给电池充电;当市电呈现非常(中止供电)时,电池放电经由过程UPS供给负载包管电力供给,这类保守数据中间电力备用模式有以下利用痛点:

1. 电费收入高企。数据中间建成以后,其首要的运营本钱来自在电费,统计注解,电费收入占数据中间运营收入的60%以上。以在江苏具有2000个机柜的中型数据中间为例,假定机柜的平均功率为5kW,则仅机柜一年的耗电量为2000个*5kW*24h*365天=8760万kWh,江苏省的平均电价约为0.68元,则仅机柜一项发生的电费就高达5957万元,这里还没有计空调、UPS电源、照明等其它电力装备举措措施所发生的电力耗损。是以若何下降数据中间电费收入,对提高数据中间企业的利润相当主要。

2. 电池投资高企。且电池在利用周期内不放电,构成资本华侈,是沉没本钱。我国每一年出产超200GWh的铅酸蓄电池,此中有很年夜比例利用在数据中间备电,这些电池的寿命凡是为5年摆布,为包管备电平安性,根基每5年就要改换一批。今朝,我国大都地域电网的供电靠得住性超99.9%,且因为数据中间凡是采取双路市电保障+2N互备布局,是以电池很少无机会放电,处在持久被闲置状况,形成很年夜的资本华侈。

3. 电池持久处在浮充状况,健康状况不明。如上所述,因为数据中间供电靠得住性很高,电池一向处在浮充状况,根基一年都不放一次电,有些数据中间乃至需要经由过程按期的假负载测试来查验电池的机能,而这笔测试费用收入也是相当不菲。

理解清晰数据中间运营和UPS电源利用的痛点,有助在帮忙我们晓得若何去处理现存的问题。得益在最近几年来储能手艺的成长,扶植储能型数据中间,瓜熟蒂落地成领会决以上利用痛点的主要手段。

数据中间储能对电池和UPS主机的要求

电网发电和用户用电之间是一个动态均衡,为提高在用电低谷时段的机组操纵率,下降发电本钱,增效减排,我国从1993年最先实施峰、谷电价轨制,此轨制的设想初志便是操纵经济手段指导社会错峰用电。峰、谷价差的具有,就给储能经由过程“低储多发”供给了套利空间,但因为储能本钱限制,纯真的削峰填谷项目很难取得可延续的盈利空间。数据中间扶植自己就需要年夜量电池和UPS主机投入,这为峰谷套利供给了需要前提,但需要处理电池轮回寿命和储能型UPS主机的功能问题。

1. 数据中间储能对电池的要求

保守通俗铅酸电池不克不及知足用户削峰填谷模式对电池长轮回寿命的要求,开辟新型轮回性电池势在必行。得益在2006年奥巴马“洁净能源打算”的鼓励和指导,全球规模内掀起对铅碳电池的研究高潮并接踵推出产物。所谓铅碳电池,就是在不改变铅酸电池电化学系统的根本上,经由过程负极加碳和对正极和电解液的延寿手艺,实现对铅酸电池轮回机能的年夜幅晋升,其轮回寿命是通俗铅酸电池的3-5倍。电池轮回机能问题的处理,为扶植储能型的数据中间,缔造了先决前提。

在数据中间储能利用中,电池除要进行削峰填谷以外,还要包管备电时候,是以电池的放电深度一般节制在50%摆布,残剩约50%电量用来包管备电时候。尽人皆知,电池放电深度越深,其轮回寿命就越短,50%摆布的放电深度,刚好既可知足数据中间对电池利用年限(10年)的要求,又可包管取得较好的削峰填谷收益,机能和要求完善契合。

2. UPS储能对UPS主机的要求

电化学电源可放出的电量会遭到放电倍率的影响,放电倍率越小,可放出电量越多,反之,则越少。举例来讲,对铅酸或铅碳电池,假如以0.1C(A)倍率放电,能够放电10小时,放出的总容量为1C(AH);但假如以1.5C放电,年夜约只能放电15分钟,放出的总容量为0.375C(AH),并且年夜倍率放电还会严峻影响电池寿命。在进行削峰填谷时,放电量越年夜,获利则越多,由于峰价电时候即放电时候(通常是8小时)足够长,是以能够选择合适铅酸电池放电特征的小倍率放电体例来运转,这就需要UPS主机要有具有市电和电池结合供电的功能。

常规数据中间由于电力供给的靠得住性很好,电池很少放电,即便偶然有放电,充电时候很长,是以能够实时弥补回电力。而依照我国现行峰、谷时段散布,谷价电时候一般只要8个小时,为包管电池放电后的回充量,就要求UPS主机要具有40%额定功率以上的充电能力。

经由过程同支流的UPS主机厂家的沟通,手艺上处理以上问题,完全没有妨碍,所增添的本钱也很是无限,这就为扶植储能型数据中间打扫了手艺妨碍。

数据中间储能的劣势

数据中间采取储能模式,比拟在保守数据中间备用电源,具有以下劣势:

1. 经由过程削峰填谷模式能够收回电池投资。以一台功率为500KVA,功率身分为0.8的UPS设置装备摆设储能电池并备用15min为例,为便利计较,均采取西恩迪SHC12 250FT这款电池的放电参数,电池价钱1元/Wh,电价差以江苏省0.78元做参考,电池残值以25%来测算。500KVA的UPS备电15min,需要设置装备摆设120只SHC12 250FT电池。假定再增添3组电池,放电深度以50% DOD,利用10年计,初步收益测算以下:

数据中心耗能过大,是时候考虑储能型数据中心了

备注:测算表未斟酌增添电池后所增添的配件本钱、资金本钱和UPS的革新本钱,亦未计较通俗铅酸电池5年改换一次的本钱,具体项目需具体测算。

由测算表能够看出,经由过程将保守UPS电源革新成储能型UPS电压,在电池寿命周期内,不但能够收回电池投资,还能够取得年夜量收益,从而年夜年夜节流数据中间的本钱。

2. 电池天天放电,能够经由过程放电后的截止电压晓得电池的健康状况。查询拜访显示,数据中间运维司理所担忧问题排名第一名的,即是备电平安性。如上所述,常规数据中间的电池很少放电,电池状况不成知。对电池而言,放电后的截止电压是反映电池健康状况的最好目标,储能型数据中间,电池天天城市放电,放电后电压一目了然,很轻易判定电池黑白,有助在实时剔除不良电池,同时也省去了每一年做假负载测试的费用。

3. 数据中间所取得的备电时候更长。由于电池要多设置装备摆设几组,是以,电池在不异功率�����APP下的备电时候远高在常规设置装备摆设。

固然储能型数据中间要扶植在有峰谷价差的处所,且峰谷价差越年夜,则收益越好,别的也需斟酌安装面积的影响身分。

以上只是以铅碳电池储能为例,笔者其实不排挤其它电化学储能手艺进入数据中间利用,限在篇幅,此处不具体睁开,今后另文切磋。

储能型数据中间与需求侧治理

以上关在经济收益的阐发,是以峰谷电价差为根本的,这也是数据中间储能的根基收益体例之一,但其实还能够成立起更加丰硕和矫捷的收益模式,好比,数据中间储能能够和需求侧治理连系起来。

跟着工业财产布局的调剂和人平易近糊口程度的提高,电力消费的增速加速,用电量的转变波动也愈来愈猛烈。一天或一年中,最年夜和最小用电量之间的差距正在慢慢拉年夜,季候性的用电尖峰更是更加较着。另外,新能源发电在电力利用的比例愈来愈高,保守小的火机电组逐步关停,少许处在用电负荷超岑岭的时候,会呈现供电重要、备用机组不足等环境。

2015年3月,《关在进一步深化电力体系体例鼎新》的文件,明白提出在夏日或冬季用电岑岭时实行需求侧响应,并以在北京、唐山、姑苏和佛山四地先行试点。数据中间用电的特点是负荷很高且延续不变,当保守数据中间革新成储能数据中间,完全能够介入需求侧响应取得政策补助。仍是以上文具有2000个机柜,机柜平均功率为5kW的数据中间为例,假定数据中间在姑苏,姑苏需求侧响应的补助为100元/kW。当数据中间收到需求侧响应的指令后,能够进入到储能模式,即电池放电供给负载,而此时对电网来讲,用户侧就少了一个用电功率为10,000kW的负荷点。这个响应进程对数据中间用电没有任何影响,但却一次能够取得100万的需求侧响应补助。

除此以外,2018年,南边监管局发布了《南边区域电化学储能电站并网运转治理和辅助办事治理实行细则(实施)》,细则中划定,储能电站按照电力调剂机构指令进入充电状况,按其供给充电调峰办事统计,对充电电量进行抵偿,具体抵偿尺度为0.05万元/兆瓦时。当保守数据中间酿成储能型数据中间后,也能够介入到充电调峰傍边,由于储能天天都要放电,只需充实治理好电池,在响应充电调峰时,便可以取得相当不错的补助。以一个具有30台500kVA的储能UPS,每台储能UPS设置装备摆设6组SHC12 250FT电池,总计576kWh电池为例,以充入30%的电量来计较,则调峰一次的充电收益为30*576kWh*30%*0.5元/kWh=2592元,在此响应进程中,亦未给数据中间用电带来任何影响。

数据中间储能和需求侧治理连系起来,也只是举例阐发并不是全数,其实数据中间还能够和其它营业展开相连系,限在篇幅,本文也不再逐一胪陈,亦是今后另文切磋。但经由过程以上阐发可知,当保守数据中间酿成储能型的数据中间,其功能模式就变得更加丰硕。数据中间不再是一个纯真的电力负荷点,它同时又酿成了一个可挪用、可调理的电源点,矫捷的电力切换模式在电网有益,在数据中间有益,在社会节能减排亦有益,同时,年夜量的可供挪用的散布式电源点,也是建立将来能源互联网的根本之一!

储能型数据中间的贸易模式

当数据中间想做成储能型的数据中间,其投资模式亦可成长改变。假如扶植数据中间的业主情愿投资,则能够投资并取得全数收益;假如业主感觉看不清晰趋向,另有风险,亦可由第三方本钱进行投资,做合同能源治理(EMC),具体的投资收益分成,业主能够和第三方本钱协商。笔者经由过程下表简单阐发了别离由业主本身投资和第三方本钱投资各自所支出的和所获得的报答,供大师参考,不解除将来更矫捷的收益模式或更丰硕的合作模式!

数据中心耗能过大,是时候考虑储能型数据中心了

储能的价值表现在真正需要的客户那边

片子《邮差》中马里奥说,“诗歌不属在写作它的人,应当给那些最需要的人”,储能亦是如斯,它的价值表现在真正需要它的客户那边,储能利用在数据中间就很是有价值。电化学储能手艺的成长能够慢慢倾覆保守数据中间的电能治理模式,同时也将倾覆此范畴保守的投资模式,这类倾覆是一种在多方有益的倾覆。憧憬一下将来,当数以百万座的数据中间酿成可挪用的散布式负荷点、储能点和电源点,同时又可供给年夜量的冷和热(数据中间对冷和热的需求一样很年夜),建立能源互联网的胡想是不是离我们又更近了一步呢?!

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