Hæ vinir!
Eftir birtingu greinarinnar Það hafa verið margar athugasemdir um hættuna af Li-Ion lausnum fyrir netþjóna og gagnaver. Þess vegna munum við í dag reyna að komast að því hver munurinn er á iðnaðarlitíumlausnum fyrir UPS og rafhlöðuna í græjunni þinni, hvernig rekstrarskilyrði rafhlaðna í netþjónaherbergi eru mismunandi, hvers vegna í Li-Ion síma endist rafhlaðan ekki meira en 2-3 ár, og í gagnaveri mun þessi tala hækka í 10 eða fleiri ár. Hvers vegna hættan á litíumeldi í gagnaveri/miðlaraherbergi er í lágmarki.
Já, slys með UPS rafhlöðum eru möguleg óháð tegund orkugeymslubúnaðar, en goðsögnin um „brunahættu“ iðnaðarlitíumlausna er ekki sönn.
Enda hafa margir séð það með litíum rafhlöðu í bíl sem keyrir á þjóðveginum? Svo, við skulum sjá, reikna út, bera saman...
Hér sjáum við dæmigert tilfelli af stjórnlausri sjálfhitun, hitauppstreymi símarafhlöðunnar, sem leiddi til slíks atviks. Þú munt segja: HÉR! Þetta er bara sími, bara vitlaus manneskja myndi setja eitthvað svoleiðis í netþjónaherbergið!
Ég er viss um að eftir að hafa kynnt sér þetta efni mun lesandinn breyta skoðun sinni á þessu máli.
Núverandi staða á gagnaveramarkaði
Það er ekkert leyndarmál að byggja gagnaver er langtímafjárfesting. Verð á verkfræðibúnaði eitt og sér getur verið 50% af kostnaði alls fjármagnskostnaðar. Endurgreiðslutíminn er um það bil 10-15 ár. Eðlilega er vilji til að draga úr heildareignarkostnaði allan líftíma gagnaversins og um leið einnig fyrirferðarlítinn verkfræðilegan búnað sem losar um eins mikið pláss og mögulegt er fyrir farmið.
Ákjósanlegasta lausnin er ný endurtekning af iðnaðar UPS byggt á Li-Ion rafhlöðum, sem hafa lengi losnað við „barnasjúkdóma“ í formi eldhættu, rangra hleðslu-úthleðslu reiknirit og hafa öðlast fjölda verndarbúnaðar.
Með aukinni getu tölvu- og netbúnaðar eykst eftirspurn eftir UPS. Jafnframt aukast kröfur um endingu rafhlöðunnar ef upp koma vandamál með miðstýrða aflgjafa og/eða bilanir við ræsingu varaaflgjafa þegar um er að ræða notkun/tilboð dísilrafalla.
Að okkar mati eru tvær meginástæður:
- Hraður vöxtur í magni upplýsinga sem unnið er og sent
Til dæmis, sem
þarf að vista og vinna úr. - Vöxtur í gangverki raforkunotkunar. Þrátt fyrir almenna tilhneigingu til að draga úr orkunotkun upplýsingatæknibúnaðar, draga úr sértækri orkunotkun rafeindahluta.
Orkunotkunargraf af aðeins einu starfandi gagnaveri
Sama þróun er sýnd af markaðsspám gagnavera í okkar landi.Samkvæmt vefnum, heildarfjöldi rekkjapláss sem tekin voru í notkun er meira en 20 þúsund. „Fjöldi rekkjarýma sem teknar voru í notkun af 20 stærstu þjónustuveitendum gagnavera árið 2017 jókst um 3% og voru 22,4 þúsund (gögn frá 1. október sl. 2017),“ – segir í skýrslu CNews Analytics. Að sögn ráðgjafastofnana er gert ráð fyrir að árið 2021 muni rekkjaplássum fjölga í 49 þúsund. Það er, á tveimur árum getur raunveruleg afkastageta gagnaversins tvöfaldast. Hvað tengist þetta? Fyrst af öllu, með aukningu á magni upplýsinga: bæði geymdar og unnar.
Auk skýja telja leikmenn þróun gagnavera á svæðunum vera vaxtarpunkta: þeir eru eini hluti þar sem varasjóður er fyrir viðskiptaþróun. Samkvæmt IKS-Consulting, árið 2016, voru svæðin aðeins 10% af öllum auðlindum sem boðið var upp á á markaðnum, en höfuðborgin og Moskvu-svæðið tóku 73% af markaðnum og St. Pétursborg og Leníngrad-svæðið - 17%. Á svæðunum er áfram skortur á gagnaverum með mikið bilanaþol.
Árið 2025 er spáð að heildarmagn gagna í heiminum muni aukast 10 sinnum miðað við 2016.
Samt, hversu öruggt er litíum fyrir netþjón eða gagnaver UPS?
Ókostur: hár kostnaður við Li-Ion lausnir.
Verð á litíumjónarafhlöðum er enn hátt miðað við staðlaðar lausnir. Samkvæmt áætlunum SE verður stofnkostnaður fyrir kraftmikla UPS yfir 100 kVA fyrir Li-Ion lausnir 1,5 sinnum hærri, en á endanum verður sparnaður við eignarhald 30-50%. Ef við gerum samanburð við hernaðariðnaðarsamstæðu annarra landa, þá eru hér fréttir um sjósetninguna í með Li-Ion rafhlöðum. Nokkuð oft eru litíum járnfosfat rafhlöður (LFP á myndinni) notaðar í slíkar lausnir vegna tiltölulega ódýrrar og aukins öryggis.
Greinin nefnir að 100 milljónum dollara hafi verið eytt í nýjar rafhlöður fyrir kafbátinn, við skulum reyna að breyta því í önnur verðmæti...4,2 þúsund tonn er neðansjávartilfærsla japansks kafbáts. Yfirborðsflutningur - 2,95 þúsund tonn. Að jafnaði eru 20-25% af þyngd bátsins úr rafgeymum. Héðan tökum við um 740 tonn - blýsýrurafhlöður. Ennfremur: massi litíums er um það bil 1/3 af massa blýsýru rafhlöðu -> 246 tonn af litíum. Við 70 kWh/kg fyrir Li-Ion fáum við u.þ.b. 17 MWh af rafhlöðuafli. Og munurinn á massa rafgeyma er um það bil 495 tonn... Hér er ekki tekið tillit til þess , sem þurfa 14,5 tonn af silfri á hvern kafbát, og kosta 4 sinnum meira en blýsýrurafhlöður. Ég minni á að Li-Ion rafhlöður eru nú aðeins 1,5-2 sinnum dýrari en VRLA, allt eftir krafti lausnarinnar.
Hvað með Japana? Þeir minntust þess of seint að það að „létta bátnum“ um 700 tonn hefur í för með sér breytingu á sjóhæfni hans og stöðugleika... Þeir þurftu líklega að bæta við vopnum um borð til að skila hönnunarþyngdardreifingu bátsins.
Lithium-ion rafhlöður vega líka minna en blý-sýru rafhlöður, þannig að Soryu-klassa kafbátahönnunin þurfti að endurhanna nokkuð til að viðhalda kjölfestu og stöðugleika.
Í Japan hafa tvær tegundir af litíumjónarafhlöðum verið búnar til og komið í notkun: litíum-nikkel-kóbalt-áloxíð (NCA) framleitt af GS Yuasa og litíumtítanat (LTO) framleitt af Toshiba Corporation. Japanski sjóherinn mun nota NCA rafhlöður en Ástralíu voru boðnar LTO rafhlöður til notkunar á kafbátum í Soryu-flokki í nýlegu útboði, að sögn Kobayashi.
Með því að þekkja hina virðulegu viðhorf til öryggis í landi hinnar rísandi sólar getum við gert ráð fyrir að öryggisvandamál litíums hafi verið leyst, prófuð og vottuð.
Hætta: eldhætta.
Þetta er þar sem við munum finna út tilgang útgáfunnar, þar sem það eru öfugar skoðanir um öryggi þessara lausna. En þetta er allt orðræða, en hvað með sérstakar iðnaðarlausnir?
Við höfum þegar rætt öryggismál í okkar , en við skulum staldra aftur við þetta mál. Snúum okkur að myndinni, sem skoðaði verndarstig einingarinnar og LMO/NMC frumunnar á rafhlöðunni sem framleidd er af Samsung SDI og notuð sem hluti af Schneider Electric UPS.
Fjallað var um efnaferla í grein notandans . Við skulum reyna að skilja hugsanlegar áhættur í tilteknu tilviki okkar og bera þær saman við fjölþrepa vörn í Samsung SDI frumum, sem eru óaðskiljanlegur hluti af tilbúnu Type G Li-Ion rekki sem hluti af alhliða lausn byggða á Galaxy VM .
Byrjum á almennu flæðiriti yfir áhættu og orsakir elds í litíumjónafrumu.
Undir spoilernum geturðu rannsakað fræðileg atriði varðandi brunahættu litíumjónarafhlöðu og eðlisfræði ferlaUpphafsreiturmynd af hættu og orsökum elds (öryggishætta) litíumjónafrumu frá 2018 ári.
Þar sem munur er á hitauppstreymiseiginleikum frumunnar, eftir efnafræðilegri uppbyggingu litíumjónafrumunnar, munum við einbeita okkur að ferlinu sem lýst er í greininni í litíum-nikkel-kóbalt-ál frumu (byggt á LiNiCoAIO2) eða NCA.
Ferlið við að þróa slys í frumu má skipta í þrjú stig:
- stig 1 (Upphaf). Venjulegur rekstur frumunnar þegar hitastigshækkunarstiglinn fer ekki yfir 0,2 gráður á Celsíus á mínútu og frumuhitinn sjálft fer ekki yfir 130-200 gráður á Celsíus, allt eftir efnafræðilegri uppbyggingu frumunnar;
- stig 2, upphitun (Hröðun). Á þessu stigi hækkar hitastigið, hitastigið eykst hratt og varmaorka losnar á virkan hátt. Almennt fylgir þessu ferli losun lofttegunda. Bæta þarf upp of mikla gasmyndun með því að nota öryggisventilinn;
- stig 3, hitauppstreymi (Runaway). Rafhlaða hitar yfir 180-200 gráður. Í þessu tilviki fer bakskautsefnið í óhlutfallsviðbrögð og losar súrefni. Þetta er magn hitauppstreymis, þar sem í þessu tilviki getur komið fram blanda af eldfimum lofttegundum með súrefni, sem veldur sjálfkviknaði. Hins vegar er hægt að stjórna þessu ferli í sumum tilfellum, lesa - þegar stjórn ytri þátta breytist, hættir hitauppstreymi í sumum tilfellum án banvænna afleiðinga fyrir nærliggjandi rými. Ekki er tekið tillit til þjónustuhæfni og frammistöðu litíumfrumunnar sjálfrar eftir þessa atburði.
Hitastig sem hlaupið er í hita fer eftir frumustærð, frumuhönnun og efni. Hitastigið getur verið á bilinu 130 til 200 gráður á Celsíus. Hitaflugstíminn getur verið breytilegur og verið allt frá mínútum, klukkustundum eða jafnvel dögum...
Hvað með frumur af LMO/NMC gerð í litíumjóna UPS?
– Til að koma í veg fyrir snertingu rafskautsins við raflausnina er keramiklag notað sem hluti af frumunni (SFL). Hreyfing litíumjóna er læst við 130 gráður á Celsíus.
– Til viðbótar við hlífðarútblástursventilinn er notað yfirhleðslutæki (OSD) verndarkerfi, sem virkar í tengslum við innra öryggi og slekkur á skemmda klefanum, sem kemur í veg fyrir að hitauppstreymisferlið nái hættulegum mörkum. Þar að auki mun innra OSD kerfið ræsa fyrr, þegar þrýstingurinn nær 3,5 kgf/cm2, það er helmingi minni en viðbragðsþrýstingur öryggisloka frumunnar.
Við the vegur, klefi öryggi mun virka við strauma yfir 2500 A í ekki meira en 2 sekúndur. Gerum ráð fyrir að hitastigið nái 10 gráðum C/mín. Eftir 10 sekúndur mun fruman hafa tíma til að bæta um 1,7 gráðum við hitastigið á meðan hún er í yfirklukkuham.
– Þriggja laga skiljari í klefanum í endurhleðsluham mun hindra umskipti litíumjóna yfir í rafskaut frumunnar. Lokunarhitastigið er 250 gráður á Celsíus.
Nú skulum við sjá hvað við höfum með frumuhitann; Við skulum bera saman á hvaða stigum mismunandi tegundir verndar eru ræstar á frumustigi.
— OSD kerfi – 3,5+-0,1 kgf/cm2 <= ytri þrýstingur
Viðbótarvörn gegn ofstraumi.
— öryggisventill 7,0+-1,0 kgf/cm2 <= ytri þrýstingur
- öryggi inni í klefanum 2 sekúndur við 2500A (yfirstraumsstilling)
Hættan á hitauppstreymi frumu fer beint eftir hleðslustigi frumunnar, nánari upplýsingar hér...Við skulum íhuga áhrif hleðslustigs frumunnar í samhengi við hættuna á hitauppstreymi. Við skulum íhuga samsvörunartöfluna milli hitastigs frumunnar og SOC breytu (State of Charge, hleðslustig rafhlöðunnar).
Hleðslustig rafhlöðunnar er mælt sem prósenta og sýnir hversu mikið af heildarhleðslunni er enn geymt í rafhlöðunni. Í þessu tilviki erum við að íhuga hleðslustillingu rafhlöðunnar. Það má draga þá ályktun að það fer eftir efnafræði litíumfrumunnar að rafhlaðan geti hegðað sér öðruvísi þegar hún er ofhlaðin og verið mismunandi viðkvæm fyrir hitauppstreymi. Þetta er vegna mismunandi sértækrar getu (A*h/gram) mismunandi tegunda af Li-Ion frumum. Því meiri sértæka getu frumunnar, því hraðar losnar varma við endurhleðslu.
Að auki, við 100% SOC, veldur ytri skammhlaup oft hitauppstreymi frumunnar. Á hinn bóginn, þegar fruman er við 80% SOC, færist hámarks varmahitastig frumunnar upp á við. Fruman verður ónæmari fyrir neyðaraðstæðum.
Að lokum, fyrir 70% SOC, geta ytri skammhlaup alls ekki valdið hitauppstreymi. Það er að segja að hættan á að kveikja í klefanum minnkar verulega og líklegasta atburðarásin er aðeins notkun öryggisventils litíum rafhlöðunnar.
Að auki, af töflunni getum við dregið þá ályktun að LFP (fjólublá ferill) rafhlöðu hefur venjulega mikla hitahækkun, það er að „upphitunarstigið“ breytist mjúklega yfir í „hitaflug“ stigið og stöðugleiki þetta kerfi til ofhleðslu er eitthvað verra. LMO rafhlöður, eins og við sjáum, hafa sléttari upphitunareiginleika við endurhleðslu.
MIKILVÆGT: Þegar OSD kerfið er ræst er fruman endurstillt á framhjá. Þannig minnkar spennan á rekkanum, en hún er áfram í gangi og gefur merki til UPS eftirlitskerfisins í gegnum BMS kerfi rekkans sjálfs. Ef um er að ræða klassískt UPS kerfi með VRLA rafhlöðum getur skammhlaup eða bilun innan einnar rafhlöðu í streng leitt til bilunar á UPS í heild sinni og taps á virkni upplýsingatæknibúnaðar.
Byggt á ofangreindu, þegar litíumlausnir eru notaðar í UPS, eru eftirfarandi áhættur áfram viðeigandi:
- Hitahlaup frumu eða einingar vegna ytri skammhlaups - nokkur verndarstig.
- Hitahlaup frumu eða einingar vegna bilunar í innri rafhlöðu - nokkur verndarstig á stigi frumunnar eða einingar.
- Ofhleðsla – vernd með BMS auk allra verndarstiga fyrir rekki, einingu, klefi.
- Vélrænt tjón skiptir ekki máli fyrir okkar tilvik, hættan á atburðinum er hverfandi.
- Ofhitnun á rekki og öllum rafhlöðum (einingar, frumur). Ógagnrýnið allt að 70-90 gráður. Ef hitastigið í UPS uppsetningarherberginu fer yfir þessi gildi þýðir það að eldur sé í byggingunni. Við venjulegar rekstraraðstæður gagnavera er hættan á atburði hverfandi.
- Minnkuð endingartími rafhlöðunnar við hækkaðan stofuhita - langtímanotkun við hitastig allt að 40 gráður er leyfð án merkjanlegrar minnkunar á endingu rafhlöðunnar. Blýrafhlöður eru mjög viðkvæmar fyrir hvers kyns hækkun á hitastigi og draga úr því sem eftir er endingartíma þeirra í hlutfalli við hækkun hitastigs.
Við skulum kíkja á flæðirit yfir slysahættu með litíumjónarafhlöðum í gagnaverinu okkar, notkunartilviki miðlaraherbergis. Við skulum einfalda skýringarmyndina aðeins, vegna þess að litíum UPSs verða starfræktar við kjöraðstæður, ef við berum saman rekstrarskilyrði rafhlöðanna í græjunni þinni, símanum.
Ályktun: Sérhæfðar litíum rafhlöður fyrir UPS gagnaver og netþjónaherbergi hafa nægilega vernd gegn neyðartilvikum og í alhliða lausn, mikill fjöldi gráður af mismunandi vernd og meira en fimm ára reynsla í rekstri þessara lausna gerir okkur kleift að tala um mikið öryggisstig nýrrar tækni. Meðal annars ættum við ekki að gleyma því að rekstur litíum rafhlöður í okkar geira lítur út eins og „gróðurhús“ aðstæður fyrir Li-Ion tækni: ólíkt snjallsímanum þínum í vasanum mun enginn missa rafhlöðuna í gagnaverinu, ofhitna, losa á hverjum degi, notaðu virkan í biðminni.
Þú getur fundið frekari upplýsingar og rætt ákveðna lausn með því að nota litíumjónarafhlöður fyrir netþjónaherbergið þitt eða gagnaver með því að senda beiðni með tölvupósti , eða með því að leggja fram beiðni á heimasíðu fyrirtækisins .
OPNA TÆKNI - áreiðanlegar alhliða lausnir frá leiðtogum heimsins, aðlagaðar sérstaklega að markmiðum þínum og markmiðum.
Höfundur: Kulikov Óleg
Leiðandi hönnunarverkfræðingur
Samþættingarlausnadeild
Opið tæknifyrirtæki
Aðeins skráðir notendur geta tekið þátt í könnuninni. , takk.
Hver er skoðun þín á öryggi og notagildi iðnaðarlausna byggðar á Li-Ion tækni?
-
16,2%Hættulegt, sjálfkveikjandi, undir engum kringumstæðum myndi ég setja það í netþjónaherbergið mitt.11
-
10,3%Ég hef ekki áhuga á þessu, svo við skiptum reglulega um klassískar rafhlöður og allt er í lagi.7
-
16,2%Við þurfum að hugsa um hvort það gæti verið öruggt og efnilegt.11
-
23,5%Áhugavert, ég skal skoða möguleikana.16
-
13,2%Hef áhuga! Fjárfestu einu sinni - og ekki vera hræddur við að yfirgnæfa allt gagnaverið vegna bilunar í einni blýrafhlöðu.9
-
20,6%Áhugavert! Kostirnir vega mun þyngra en gallarnir og áhættan.14
68 notendur kusu. 25 notendur sátu hjá.
Heimild: www.habr.com