اختيار تقنية البطاريات قرار أساسي في تصميم UPS لمركز البيانات. يجب أن تدعم البطارية الحمل الحرج فور فقد المصدر الطبيعي وأن تبقى موثوقة بعد فترات طويلة من وضع الاستعداد.
وظيفة بطارية UPS
في معظم مراكز البيانات المدعومة بالمولدات، تغطي البطارية الفترة بين فقد المصدر العام وجاهزية التوليد الاحتياطي. لذلك يجب تحديد زمن الدعم من بنية الطاقة وفلسفة بدء المولد ومتطلبات الأعمال وتقييم المخاطر، وليس من قيمة عامة ثابتة.
بطاريات VRLA
تستخدم بطاريات الرصاص الحمضية المنظمة بصمام على نطاق واسع في تطبيقات UPS الثابتة. وتتكون السلسلة عادة من عدد كبير من الوحدات المتصلة على التوالي، لذلك قد تحد وحدة ضعيفة من أداء السلسلة كاملة. تؤثر الحرارة والشحن وسلامة التوصيلات والعمر على الاعتمادية.
بطاريات الليثيوم أيون
تتكون من خلايا ووحدات وخزائن تحت إشراف نظام إدارة البطارية BMS الذي يراقب الجهد والحرارة وحالة التشغيل ويمكنه تنفيذ إجراءات حماية. وقد تقلل هذه التقنية المساحة وتوفر كثافة قدرة عالية، لكنها تحتاج إلى تصميم دقيق للتحكم والحماية والسلامة من الحريق.
قارن المنظومة كاملة
المقارنة الصحيحة تشمل الخزائن والحمايات والكابلات والمراقبة والتحكم والتهوية أو الإدارة الحرارية والصيانة والتكامل مع UPS، وليس كيمياء الخلايا فقط.
المراقبة والبيئة
قد تستخدم VRLA نظام مراقبة منفصلاً، بينما تعتمد أنظمة الليثيوم أيون على BMS المدمج. وفي الحالتين يجب أن تصل الإنذارات إلى منصة التشغيل. كما لا تلغي المراقبة الفحص الميداني للتوصيلات والتآكل والبيئة والأضرار.
يتأثر الأداء والعمر بدرجة الحرارة، لكن الحدود الدقيقة تعتمد على التقنية والمصنع، ولذلك يجب اتباع متطلبات المنتج الفعلي.
السلامة
يتناول IEC 62485-2 سلامة البطاريات الثابتة، بينما يتناول IEC 62485-5 التشغيل الآمن لبطاريات الليثيوم أيون الثابتة. ويستخدم UL 9540A لتقييم انتشار الحريق الناتج عن Thermal Runaway، بينما يتناول NFPA 855 تركيب أنظمة تخزين الطاقة الثابتة حيث ينطبق.
دورة الحياة
يجب أن تشمل المقارنة تكلفة الشراء والتركيب والمساحة والتبريد والمراقبة والصيانة والاستبدال والتخلص وقطع الغيار والانقطاعات التشغيلية. الأرخص عند الشراء ليس بالضرورة الأفضل على مدى عمر المنشأة.
أسئلة أساسية
- ما زمن الدعم المطلوب فعلياً؟
- ما القدرة والطاقة المطلوبة عند نهاية العمر التصميمية؟
- ما المساحة والقدرة الإنشائية المتاحة؟
- كيف ستتم مراقبة الوحدات؟
- ماذا يحدث عند خروج سلسلة أو وحدة؟
- ما متطلبات الحريق والطوارئ؟
الخلاصة
يمكن لكل من VRLA والليثيوم أيون دعم UPS الحرج إذا تم تصميم المنظومة كاملة بصورة صحيحة، مع مراعاة الأداء والسلامة والمراقبة والبيئة والصيانة ودورة الحياة ومخاطر الموقع.
المراجع
- IEC 62485-2:2010.
- IEC 62485-5:2020.
- IEEE 1188.
- NFPA 855.
- UL 9540A.
