传统UPS电源藏隐患
传统的UPS系统所用的化学蓄电池的储能技术,作为一个储能单元发展得很成熟,并且为UPS整个行业做出了巨大的贡献。但是随着技术上的革新,蓄电池暴露出了一些问题,主要有:
1. 可靠性差
蓄电池常见故障有极板硫酸盐化现象、极板弯曲和断裂现象、活性物质过量脱落现象等等;
2. 保养工作复杂
环境温度对电池的影响较大。环境温度过高,会使电池过充电产生气体,环境温度过低,则会使电池充电不足,这都会影响电池的使用寿命;电深度对电池使用寿命的影响也非常大。电池放电深度越深,其循环使用次数就越少;电池在存放、运输、安装过程中,会因自放电而失去部分容量; 需要定期保养。电池在使用一定时间后应进行定期检查,如观察其外观是否异常、测量各电池的电压是否平均等。如果长期不停电,电池会一直处于充电状态,这样会使电池的活性变差。
3. 污染问题严重
环保组织铁匠基金会(Blacksmith)认为,世界上 严重的10个污染问题,其一就是错误拆除铅酸电池造成的。
4. 占地面积大
机房建设中往往需要为铅酸电池单独留出空间,伴随云计算兴起,机房功率密度加大,铅酸电池的重量以及体积已成为制约数据中心扩大的因素之一
据业界的统计,UPS70%的故障是由蓄电池所引起,蓄电池经成为了传统的UPS系统中 不可靠的组成部分之一。
飞轮UPS电源崭露头角
采用新的可替代方法来解决UPS电源安全与能耗,可靠与污染之间的矛盾,正在为业界所关注。目前,从市场上来看,放弃蓄电池储能而采用飞轮储能进行能量存储的技术正在被大众认可与接受。
所谓飞轮储能技术,是利用高速旋转的飞轮将能量以动能的形式储存起来。需要能量时,飞轮减速运行,将存储的能量释放出来。其实,飞轮储能并不是什么新概念,早在上世纪70年代,人们就像把这种技术用于电动汽车。但此后三四十年间,由于高速旋转飞轮驱动、飞轮轴承摩擦等问题都难以解决,飞轮储能技术的发展非常缓慢。
上世纪90年代,随着电路拓扑思想、磁轴承技术的进一步发展,碳纤维等材料的广泛应用以及全球范围对电池污染的重视,飞轮储能这种环保、高效的储能方式迅速从实验室走向应用。据清华大学工程物理系戴兴建教授介绍,以不间断供电备用电源(UPS)为突破点,飞轮储能设备从2000年开始实现商业示范应用。特别是超导技术和高强度材料为飞轮储能提供了支撑。
飞轮储能系统主要包括三个部分:储存能量用的转子系统、支撑转子的轴承系统以及转换能量和功率的发电机系统。与其他形式的储能技术相比,飞轮储能具有使用寿命长、储能密度高、不受充放电次数限制、安装维护方便、对环境危害小等优点。
由于技术和材料价格的限制,飞轮UPS电源的价格相对较高,然而,作为一种新兴的储能方式,飞轮UPS所拥有传统化学电池无法比拟的优点已被人们广泛认同,它非常符合未来储能技术的发展方向。目前,全球 大的搜索引擎和 大的软件企业的云计算中心以及VISA、3M等国际知名公司均已采用Active Power电源保护系统。可以预见,伴随着技术和材料学的进步,飞轮UPS将在未来的各行各业中发挥重要的作用。