Ndewo, ndị enyi!
Mgbe e bipụtachara akụkọ ahụ Enweela ọtụtụ nkọwa gbasara ihe egwu dị na ngwọta Li-Ion maka sava na ebe data. Ya mere, taa, anyị ga-agbalị chọpụta ihe dị iche n'etiti ulo oru lithium ngwọta maka a UPS na batrị gị gadget, otú ọrụ ọnọdụ nke batrị na a ihe nkesa ụlọ dị iche, ihe mere na a Li-Ion ekwentị batrị adịru ọ dịghị. ihe karịrị 2-3 afọ, na na a data center ọnụ ọgụgụ a ga-abawanye ruo 10 ma ọ bụ karịa afọ. Kedu ihe kpatara ihe egwu dị na ọkụ lithium n'ime ebe data/ụlọ ihe nkesa ji dị ntakịrị.
Ee, ihe mberede na batrị UPS ga-ekwe omume n'agbanyeghị ụdị ngwaọrụ nchekwa ike, ma akụkọ ifo nke "ọkụ ọkụ" nke ngwọta lithium ụlọ ọrụ abụghị eziokwu.
E kwuwerị, ọtụtụ ndị ahụla nke ahụ na batrị lithium n'ime ụgbọ ala na-aga n'okporo ụzọ awara awara? Yabụ, ka anyị hụ, chọpụta ya, tulee...
N'ebe a, anyị na-ahụ ihe a na-ahụkarị nke ikpo ọkụ onwe onye na-achịkwaghị achịkwa, ịgba ọsọ nke batrị ekwentị, nke butere ụdị ihe ahụ. Ị ga-asị: EBE a! Ọ bụ naanị ekwentị, naanị onye ara ga-etinye ihe dị otú ahụ n'ime ụlọ sava!
Eji m n’aka na mgbe ọ mụchara ihe a, onye na-agụ ga-agbanwe echiche ya n’okwu a.
Ọnọdụ dị ugbu a na ahịa data center
Ọ bụghị ihe nzuzo na ịmepụta ebe data bụ itinye ego na-adịte aka. Ọnụahịa akụrụngwa injinia naanị nwere ike ịbụ 50% nke ọnụ ahịa isi obodo niile. Oge nkwụghachi ụgwọ bụ ihe dịka afọ 10-15. Dị ka o kwesịrị ịdị, enwere ọchịchọ iji belata ọnụ ahịa nke ikike n'ime oge ndụ niile nke data center, ma n'otu oge ahụ kwa kọmpat akụrụngwa injinia, na-ewepụta ohere dị ka o kwere mee maka ụgwọ ọrụ.
Ihe ngwọta kachasị mma bụ usoro ọhụrụ nke UPS nke ụlọ ọrụ na-adabere na batrị Li-Ion, bụ nke kpochapụrụ "ọrịa ụmụaka" ogologo oge n'ụdị ihe ize ndụ ọkụ, ụgwọ na-ezighị ezi algọridim, ma nweta ọtụtụ usoro nchebe.
N'ịbawanye ikike nke kọmpụta na akụrụngwa netwọkụ, ọchịchọ maka UPS na-eto eto. N'otu oge ahụ, ihe ndị a chọrọ maka ndụ batrị na-abawanye ma ọ bụrụ na enwere nsogbu na ọkụ eletrik etiti na / ma ọ bụ ọdịda mgbe ị na-amalite isi iyi ike ndabere n'ihe banyere iji / nnweta mmanụ ọkụ diesel.
N'uche anyị, e nwere isi ihe abụọ kpatara ya:
- Ọganihu ngwa ngwa na olu nke ozi a na-ahazi ma na-ebufe
Dịka ọmụmaatụ, nke
kwesiri ka echekwa ma hazie ya. - Uto na mgbanwe nke ike ọkụ eletrik. N'agbanyeghị ihe na-emekarị nke ibelata oriri ike nke akụrụngwa IT, na-ebelata ike oriri nke ngwa eletrik.
Eserese oriri ike nke naanị otu ebe data na-arụ ọrụ
A na-egosipụtakwa otu omume ahụ site na amụma ahịa data center na obodo anyị.Dị ka weebụsaịtị si kwuo, ọnụ ọgụgụ nke oghere rack etinyere na-arụ ọrụ karịrị puku 20. "Ọnụ ọgụgụ nke oghere rack etinyere n'ọrụ nke 20 kasị ukwuu na-enye ọrụ data center na 2017 mụbara site na 3% wee ruo 22,4 puku (data dị ka nke October 1, 2017)," - akụkọ CNews Analytics kwuru. Dị ka ụlọ ọrụ na-ahụ maka ndụmọdụ si kwuo, ka ọ na-erule 2021 ọnụ ọgụgụ nke oghere rack ga-abawanye ruo 49 puku. Ya bụ, n'ime afọ abụọ, ikike n'ezie nke ebe data nwere ike okpukpu abụọ. Kedu ihe jikọrọ nke a na? Nke mbụ, na-abawanye na olu ozi: ma echekwara na hazie.
Na mgbakwunye na ígwé ojii, ndị egwuregwu na-ewere mmepe nke ikike data center na mpaghara dị ka isi mmalite: ha bụ naanị akụkụ ebe enwere nchekwa maka mmepe azụmahịa. Dị ka IKS-Consulting si kwuo, na 2016, mpaghara ahụ nwere naanị 10% nke ihe niile a na-enye na ahịa, ebe isi obodo na mpaghara Moscow nwere 73% nke ahịa, na St. Petersburg na mpaghara Leningrad - 17%. Na mpaghara ndị a, a na-aga n'ihu na-enwe ụkọ akụrụngwa data center nwere nnukwu nnabata mmejọ.
N'afọ 2025, a na-atụ anya na ọnụọgụ data dị n'ụwa ga-abawanye ugboro 10 ma e jiri ya tụnyere 2016.
N'agbanyeghị, kedu ka lithium si dị mma maka sava ma ọ bụ etiti data UPS?
Mwepu: ọnụ ahịa dị elu nke ngwọta Li-Ion.
Ọnụ ahịa batrị lithium-ion ka dị elu ma e jiri ya tụnyere ngwọta ọkọlọtọ. Dị ka atụmatụ SE si kwuo, ụgwọ mbụ maka UPS dị elu karịa 100 kVA maka ngwọta Li-Ion ga-abụ 1,5 ugboro elu, ma n'ikpeazụ, ego na-echekwa na nwe ga-abụ 30-50%. Ọ bụrụ na anyị na-atụnyere ndị agha-ụlọ ọrụ mmepụta ihe nke mba ndị ọzọ, mgbe ahụ, nke a bụ ozi banyere mmalite na na batrị Li-Ion. Ọtụtụ mgbe, a na-eji batrị lithium iron phosphate (LFP na foto a) mee ihe na ngwọta ndị dị otú ahụ n'ihi ịdị ọnụ ala ha na nchekwa dị ukwuu.
Akụkọ ahụ kwuru na ejiri $ 100 nde na batrị ọhụrụ maka ụgbọ mmiri okpuru mmiri, ka anyị gbalịa ịtụgharị ya na ụkpụrụ ndị ọzọ ...4,2 puku tọn bụ nchụpụ n'okpuru mmiri nke okpuru mmiri Japan. Ntugharị elu - 2,95 puku tọn. Dị ka a na-achị, 20-25% nke ibu ụgbọ mmiri bụ batrị. Site ebe a anyị na-ewere ihe dị ka tọn 740 - batrị lead-acid. Ọzọkwa: oke lithium dị ihe dịka 1/3 nke batrị lead-acid -> tọn 246 nke lithium. Na 70 kWh/kg maka Li-Ion anyị na-enweta ihe dịka 17 MWh nke ike nhazi batrị. Na ihe dị iche na uka nke batrị bụ ihe dị ka tọn 495 ... N'ebe a, anyị anaghị echebara echiche. , nke chọrọ 14,5 tọn ọlaọcha kwa ụgbọ mmiri okpuru mmiri, ma na-eri ugboro anọ karịa batrị lead-acid. Ka m chetara gị na batrị Li-Ion dị ugbu a naanị 4-1,5 ugboro karịa VRLA, dabere na ike nke ngwọta.
Kedu maka ndị Japan? Ha chetara n'oge na "ịme ka ụgbọ mmiri ahụ dị ọkụ" site na 700 tọn gụnyere mgbanwe n'ịdị mma na nkwụsi ike ya ... Ma eleghị anya, ha ga-agbakwunye ngwá agha n'ime ụgbọ mmiri iji weghachite nkesa arọ nke ụgbọ mmiri ahụ.
Batrị lithium-ion na-erukwa ihe na-erughị batrị lead-acid, ya mere a ga-emezigharị nhazi ụgbọ mmiri okpuru mmiri nke klaasị Soryu iji nọgide na-enwe ballast na nkwụsi ike.
Na Japan, e mepụtala ụdị batrị lithium-ion abụọ ma weta ya na ọnọdụ ọrụ: lithium-nickel-cobalt-aluminum-oxide (NCA) nke GS Yuasa mepụtara na lithium titanate (LTO) nke Toshiba Corporation mepụtara. Ndị agha mmiri Japan ga-eji batrị NCA, ebe a na-enye Australia batrị LTO maka ojiji na ụgbọ mmiri okpuru mmiri nke Soryu-class na nro na nso nso a, ka Kobayashi kwuru.
N'ịmara omume nsọpụrụ n'ebe nchekwa dị n'ala nke ọwụwa anyanwụ, anyị nwere ike iche na edozila nsogbu nchekwa lithium, nwalere na asambodo.
Ihe ize ndụ: ihe egwu ọkụ.
Nke a bụ ebe anyị ga-achọpụta ebumnuche nke mbipụta, ebe ọ bụ na enwere echiche na-emegiderịta onwe ya banyere nchekwa nke ngwọta ndị a. Mana nke a bụ nkwupụta okwu niile, mana gịnị gbasara ngwọta ụlọ ọrụ akọwapụtara?
Anyị ekwuola okwu gbasara nchekwa na nke anyị , mana ka anyị tụgharịa n'okwu a ọzọ. Ka anyị tụgharịa na ọnụ ọgụgụ ahụ, nke nyochara ọkwa nchebe nke modul na LMO / NMC cell nke batrị nke Samsung SDI mepụtara ma jiri ya dị ka akụkụ nke Schneider Electric UPS.
A tụlere usoro kemịkalụ na isiokwu onye ọrụ . Ka anyị gbalịa ịghọta ihe ize ndụ ndị nwere ike ime n'ọnọdụ anyị ma jiri ya tụnyere nchebe dị iche iche na sel Samsung SDI, nke bụ akụkụ dị mkpa nke ụdị G Li-Ion dị njikere dị ka akụkụ nke ngwọta zuru oke dabere na Galaxy VM. .
Ka anyị bido n'akwụkwọ akụkọ gbasara ihe egwu na ihe kpatara ọkụ n'ime cell lithium-ion.
N'okpuru onye na-emebi ihe, ị nwere ike ịmụ ihe gbasara usoro iwu nke ihe egwu ọkụ nke batrị lithium-ion na physics nke usoro.Eserese mbido mgbochi nke ihe egwu na ihe kpatara ọkụ (Eze Nchekwa) nke cell lithium-ion sitere na Afọ 2018.
Ebe ọ bụ na dabere na usoro kemịkalụ nke cell lithium-ion, enwere ọdịiche dị na njirimara runaway thermal nke cell, ebe a anyị ga-elekwasị anya na usoro akọwara n'isiokwu ahụ na cell lithium-nickel-cobalt-aluminum cell (dabere na LiNiCoAIO2) ma ọ bụ NCA.
Usoro nke ịmalite ihe mberede na cell nwere ike kewaa ụzọ atọ:
- ogbo 1 (mmalite). Ọrụ nkịtị nke cell mgbe okpomọkụ na-abawanye gradient anaghị agafe 0,2 degrees Celsius kwa nkeji, na cell okpomọkụ n'onwe ya adịghị gafere 130-200 degrees Celsius, dabere na kemịkalụ Ọdịdị nke cell;
- ogbo 2, na-ekpo ọkụ (Acceleration). N'oge a, okpomọkụ na-ebili, okpomọkụ gradient na-abawanye ngwa ngwa, na ike ọkụ na-arụsi ọrụ ike. N'ozuzu, usoro a na-esonyere na ntọhapụ nke gas. A ghaghị ịkwụ ụgwọ evolushọn gas dị ukwuu site na ịrụ ọrụ nke valvụ nchekwa;
- ogbo 3, thermal runaway (Runaway). Na-ekpo ọkụ batrị karịrị 180-200 degrees. N'okwu a, ihe cathode na-abanye na mmeghachi omume na-adịghị mma ma hapụ oxygen. Nke a bụ ọkwa nke ịgba ọsọ na-ekpo ọkụ, ebe ọ bụ na n'ọnọdụ a, ngwakọta nke gas na-ere ọkụ na ikuku oxygen nwere ike ime, nke ga-eme ka ọkụ ọkụ na mberede pụta. Otú ọ dị, usoro a n'ọnọdụ ụfọdụ nwere ike ịchịkwa, na-agụ - mgbe ọchịchị nke mpụga ihe mgbanwe, thermal runaway n'ọnọdụ ụfọdụ na-akwụsị na-enweghị na-egbu egbu pụta n'ihi na gburugburu ebe obibi. A naghị atụle ọrụ na arụmọrụ nke cell lithium n'onwe ya mgbe ihe omume ndị a gasịrị.
Ọnọdụ okpomọkụ na-agba ọsọ na-adabere na nha cell, imewe cell, na ihe onwunwe. Okpomọkụ na-agba ọsọ nwere ike ịdị iche site na 130 ruo 200 Celsius. Oge ịgba ọsọ na-ekpo ọkụ nwere ike ịdịgasị iche ma dị site na nkeji, awa ma ọ bụ ọbụna ụbọchị ...
Kedu maka ụdị sel LMO/NMC dị na lithium-ion UPS?
- Iji gbochie kọntaktị nke anode na electrolyte, a na-eji akwa seramiiki dị ka akụkụ nke cell (SFL). A na-egbochi mmegharị nke ion lithium na ogo Celsius 130.
- Na mgbakwunye na valvụ ventilashị na-echebe, a na-eji usoro nchekwa ihe karịrị Charge Device (OSD), nke na-arụkọ ọrụ ọnụ na fuse dị n'ime ma gbanyụọ cell mebiri emebi, na-egbochi usoro ịgba ọsọ okpomọkụ ka ọ ghara iru ọkwa dị ize ndụ. Ọzọkwa, usoro OSD dị n'ime ga-akpalite na mbụ, mgbe nrụgide ruru 3,5 kgf / cm2, ya bụ, ọkara na-erughị nrụgide nzaghachi nke valvụ nchekwa nke cell.
Site n'ụzọ, fuse cell ga-arụ ọrụ na mmiri dị n'elu 2500 A n'ime ihe karịrị 2 sekọnd. Ka anyị were na gradient okpomọkụ ruru ogo 10 C/min. N'ime sekọnd 10, cell ga-enwe oge iji tinye ihe dịka 1,7 degrees na okpomọkụ ya mgbe ọ nọ na ọnọdụ overclocking.
- Onye nkewa nke okpukpu atọ dị na cell na ọnọdụ nchaji ga-egbochi mgbanwe nke ion lithium na anode nke cell. Okpomọkụ mgbochi bụ 250 Celsius.
Ugbu a, ka anyị hụ ihe anyị nwere na cell okpomọkụ; Ka anyị tụlee n'ọkwa ndị dị iche iche ụdị nchebe na-akpalite na ọkwa cell.
- Usoro OSD - 3,5+-0,1 kgf/cm2 <= nrụgide mpụga
Nchedo agbakwunyere megide oke mmiri.
- valvụ nchekwa 7,0+-1,0 kgf/cm2 <= nrụgide mpụga
- fuse n'ime cell 2 sekọnd na 2500A (karịa ọnọdụ ugbu a)
Ihe ize ndụ nke mgbapụ ọkụ nke cell na-adabere kpọmkwem na ogo / ọkwa nke ụgwọ cell, nkọwa ndị ọzọ ebe a ...Ka anyị tụlee mmetụta nke ọkwa ụgwọ cell na ọnọdụ nke ihe egwu dị na mgbapụ okpomọkụ. Ka anyị tụlee tebụl nke akwụkwọ ozi n'etiti cell okpomọkụ na SOC paramita (State of Charge, ogo nke ụgwọ nke batrị).
A na-atụ ọkwa chajị batrị dị ka pasenti wee gosi ego ole n'ime chaja ahụ ka echekwabara na batrị ahụ. N'okwu a, anyị na-atụle ọnọdụ ịchaji batrị. Enwere ike ikwubi na dabere na kemistri nke cell lithium, batrị ahụ nwere ike na-akpa àgwà dị iche iche mgbe chajachara ma nwee ike dị iche iche na mgbapụ ọkụ. Nke a bụ n'ihi ikike dị iche iche (A * h / gram) nke ụdị mkpụrụ ndụ Li-Ion dị iche iche. Ka ikike dị na cell ahụ dịkwuo ukwuu, ka ọkụ na-ahapụ ngwa ngwa n'oge ịchaji.
Na mgbakwunye, na 100% SOC, sekit mpụ dịpụrụ adịpụ na-ebutekarị ihe na-ekpo ọkụ nke cell. N'aka nke ọzọ, mgbe cell dị na 80% SOC, oke okpomọkụ na-agba ọsọ nke cell na-agbago elu. Selụ na-esiwanye ike na ọnọdụ mberede.
N'ikpeazụ, maka 70% SOC, sekit mpụ dịpụrụ adịpụ nwere ike ọ gaghị eme ka ikpo ọkụ ọkụ ma ọlị. Ya bụ, ihe ize ndụ nke mgbanye cell na-ebelata nke ukwuu, ma eleghị anya ọnọdụ bụ naanị ọrụ nke valvụ nchekwa batrị lithium.
Tụkwasị na nke ahụ, site na tebụl anyị nwere ike ikwubi na LFP (nke na-acha odo odo) nke batrị na-enwekarị ịrị elu okpomọkụ dị elu, ya bụ, "okpomọkụ" na-agafe n'ụzọ dị nro n'ime ọnọdụ "thermal runaway", na nkwụsi ike nke usoro a na-ebufe ibu dịtụ njọ. Batrị LMO, dị ka anyị na-ahụ, nwere njirimara kpo oku dị nro mgbe ị na-ebugharị.
Mkpa: Mgbe usoro OSD kpalitere, a na-atọgharị cell ahụ ka ọ gafere. Ya mere, voltaji na rack na-ebelata, ma ọ na-anọgide na-arụ ọrụ ma na-enye ihe mgbaàmà na usoro nlekota UPS site na usoro BMS nke rack n'onwe ya. N'ihe banyere sistemụ UPS kpochapụwo nke nwere batrị VRLA, obere sekit ma ọ bụ nkwụsịtụ n'ime otu batrị na eriri nwere ike ibute ọdịda nke UPS n'ozuzu ya na enweghị ọrụ nke akụrụngwa IT.
Dabere na nke dị n'elu, maka ihe gbasara iji ngwọta lithium na UPS, ihe egwu ndị a ka dị mkpa:
- Thermal runaway nke cell ma ọ bụ modul n'ihi mpụta mpụta mpụta - ọtụtụ ọkwa nchebe.
- Thermal runaway nke cell ma ọ bụ modul n'ihi arụghị ọrụ batrị dị n'ime - ọtụtụ ọkwa nchebe na ọkwa cell ma ọ bụ modul.
- Nfefe - nchebe site na BMS gbakwunyere ọkwa niile nke nchekwa maka rack, modul, cell.
- Mechanical mebiri emebi adịghị mkpa maka ikpe anyị, ihe ize ndụ nke ihe omume ahụ bụ nke na-abaghị uru.
- Oke ikpo ọkụ nke rack na batrị niile (modul, sel). Na-adịghị mkpa ruo 70-90 degrees. Ọ bụrụ na okpomọkụ dị na ụlọ ntinye UPS na-ebili n'elu ụkpụrụ ndị a, ọ pụtara na ọkụ dị n'ime ụlọ ahụ. N'okpuru ọnọdụ ọrụ data etiti data nkịtị, ihe egwu nke ihe omume enweghị atụ.
- Ndụ batrị belatara na okpomọkụ ụlọ dị elu - a na-ahapụ ọrụ ogologo oge na okpomọkụ ruo ogo 40 na-enweghị mbelata pụtara ìhè na ndụ batrị. Batrị ndị ndu na-enwe mmetụta nke ukwuu maka mmụba ọ bụla na okpomọkụ ma belata ndụ ha fọdụrụ n'ogo na mmụba nke okpomọkụ.
Ka anyị leba anya n'okirikiri ihe ize ndụ nke ihe ọghọm nwere batrị lithium-ion na ebe data anyị, ihe eji eme ụlọ ihe nkesa. Ka anyị mee ka eserese ahụ dị mfe ntakịrị, n'ihi na a ga-arụ ọrụ lithium UPS n'ọnọdụ dị mma, ma ọ bụrụ na anyị atụnyere ọnọdụ ọrụ nke batrị dị na ngwaọrụ gị, ekwentị.
NKWUBIOKWU: Batrị lithium pụrụ iche maka ebe data data na ụlọ ihe nkesa UPS nwere oke nchebe zuru oke megide ọnọdụ mberede, yana na ngwọta zuru oke, ọnụ ọgụgụ dị ukwuu nke ogo nke nchebe dị iche iche na ihe karịrị afọ ise nke ahụmahụ na-arụ ọrụ ngwọta ndị a na-enye anyị ohere ikwu okwu. nchekwa dị elu nke teknụzụ ọhụrụ. Tinyere ihe ndị ọzọ, anyị ekwesịghị ichefu na ọrụ nke batrị lithium na mpaghara anyị dị ka ọnọdụ "greenhouse" maka teknụzụ Li-Ion: n'adịghị ka smartphone gị n'akpa gị, ọ dịghị onye ga-atụba batrị na ebe data, ikpo ọkụ, na-apụ apụ. kwa ụbọchị, na-arụsi ọrụ ike na ọnọdụ nchekwa.
Ị nwere ike ịchọta nkọwa ndị ọzọ wee kparịta otu ngwọta kpọmkwem site na iji batrị lithium-ion maka ụlọ nkesa gị ma ọ bụ ebe data site na izipu arịrịọ site na email. , ma ọ bụ site na ịrịọ arịrịọ na webụsaịtị ụlọ ọrụ .
TECHNOLOGIES emeghe - ngwọta zuru oke nke a pụrụ ịdabere na ya sitere n'aka ndị isi ụwa, emebere ya kpọmkwem na ebumnuche gị na ebumnuche gị.
Author: Kulikov Oleg
Injinia Nhazi
Ngalaba Ngwọta Mmekọrịta
Ụlọ ọrụ Open Teknụzụ
Naanị ndị ọrụ edebanyere aha nwere ike isonye na nyocha a. , Biko.
Kedu ihe bụ echiche gị na nchekwa na ntinye nke ngwọta ụlọ ọrụ dabere na teknụzụ Li-Ion?
-
16,2%Ihe egwu, na-enwu onwe ya, n'ọnọdụ ọ bụla agaghị m etinye ya n'ime ụlọ nkesa m.11
-
10,3%Enweghị m mmasị na nke a, yabụ anyị na-agbanwe oge ụfọdụ batrị kpochapụwo, ihe niile dịkwa mma.7
-
16,2%Anyị kwesịrị iche echiche ma ọ ga-adị mma na nkwa.11
-
23,5%Mmasị, a ga m eleba anya n’ihe nwere ike ime.16
-
13,2%Nwere mmasị! Tinye ego otu oge - ma atụla egwu ịkagbu ebe etiti data niile n'ihi ọdịda nke otu batrị ndu.9
-
20,6%Na-akpali! Uru dị ukwuu karịa ọghọm na ihe egwu.14
Ndị ọrụ 68 tụrụ vootu. Ndị ọrụ 25 anabataghị.
isi: www.habr.com