飞轮UPS:数据中心的节能之匙

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游盛水

随着信息技术的快速发展,电力成本已经成为困扰传统数据中心的重要难题。根据国家能源局前局长张国宝在“2012中美清洁能源论坛”上的透露,中国联通和中国电信数据中心每年分别耗电99和112亿千瓦时,以中国目前标准煤的效能看,每年需要消耗201.95万吨标准煤才能为它们提供足够的电力。同年,工信部在《工业节能“十二五”规划》中明确指出,2015年数据中心PUE值(Power Usage Effectiveness,评价数据中心能源效率的指标)须下降8%。

时代的发展,迫切需要数据中心从各个方面进行节能减排。而作为数据中心耗电的主要组成部分,UPS节能也势在必行。UPS(Uninterruptible Power System),即不间断电源,是一种含有储能装置,能够实现实时稳压稳频输出的电源保护设备。其主要利用电池等储能装置在停电时给计算机、通信网络系统或工业控制系统等提供不间断的电力供应。11.18

根据储能装置的不同,UPS系统可以分为传统蓄电池式UPS和飞轮式UPS。飞轮UPS是利用互逆式双向电机(电动/发电机)实现电能与高速旋转飞轮的机械能之间相互转换的一种储能技术。即在电力富裕条件下,由电能驱动飞轮到高速旋转,电能转变为机械能储存;当系统需要时,飞轮减速,电动机作发电机运行,将飞轮动能转换成电能,供用户使用。

90年代才开始快速发展的飞轮UPS完全抛弃蓄电池,与传统UPS相比具有诸多无法替代的优势。

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根据以上资料显示,飞轮UPS供电效率高达98%(储存1度电,自损0.02度电),较之传统UPS高出4%~5%。而根据统计,一个10MW的数据中心供电效率每提高1%,一年节省电费就超过70万元。此外,飞轮UPS的使用将大大减少化学电池的使用量,是保护环境的不错选择。据此我们不难看出,飞轮UPS在节能环保方面具有突出优势。

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根据IMS Research研究报告,2012年全球UPS储能市场接近83亿美元,预计2013年将达到87亿美元,2016年有望达到107亿美元的市场规模,年增长率在6%左右。而飞轮UPS凭借自身的优势,将逐步代替传统UPS,预计其增长速度将超过UPS整体市场。

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虽然飞轮UPS具有如此的魅力,但全球只有为数不多的企业能够生产,其中Active Power公司最具有代表性。Active Power从1992年成立至今,始终致力于飞轮储能的研发,已拥有151项专利,35项美国专利,主要产品有Cat PUS、Cleansource DC、Powerhouse等系列。经过多年的发展,Active Power客户遍布全球,包括Google、Oracle、VISA、3M等国际知名公司。随着飞轮UPS技术的不断成熟以及市场认可度的增加,近年来Active Power公司的营业收入与毛利率水平也呈现稳步上升的趋势。

据绿色和平组织的一份报告观测,到2020年,全球主要IT营运商的数据处理和电信网络将消耗掉19630亿千瓦时的电力资源,超过目前德国、法国、加拿大和巴西四国的能耗总和。数据中心已成为一头不折不扣的“电老虎”,对其进行绿色节能迫在眉睫。

在能源与环境保护受到高度重视的欧美等国,Active Power公司的智能绿色电源系统已经成为新一代数据中心建设的事实标准。但令人遗憾的是,目前国内尚未有独立生产并提供飞轮UPS服务的企业,市场几乎全部都由Active Power等国外公司占据。

随着对节能环保重视度的不断提高以及飞轮UPS技术成本的进一步降低,相信不管在国内,还是在国外,飞轮UPS都有望获得长足的发展,成为解决数据中心节能的重要手段。

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