新エネルギー時代のデータセンターにおけるエネルギー貯蔵のためのバッテリー要件

ICT Research Consultingの調査によると、2016年の中国のデータセンターの数は約56,000で、総面積は約1,650万平方メートルです。 2020年までに、中国のデータセンターの数は80,000を超え、総面積は3,000万平方メートルを超えると推定されています。

それに対応して、エネルギー消費量は年々増加しています。中国データセンター省エネ技術委員会のデータによると、中国のデータセンターの総電力消費量は、2016年に1,108億kWhを超え、2017年には120〜1,300億kWhに達しました。この数値は、のスリーゴージスダムの年間発電量を上回っています。 2017年（97.605億）。キロワット時と葛洲ダム発電所の発電量の合計（2017年の葛洲ダム発電所の発電量は190億5000万kWh）。

統計によると、電気代はデータセンターの運営費の60％以上を占めていますが、データセンターの電気代をどのように削減するのでしょうか。このホワイトペーパーでは、エネルギー貯蔵データセンターのビジネスモデルについて説明します。

著者は、電気化学エネルギー貯蔵技術の開発により、従来のデータセンターの電力管理モデルが徐々に破壊され、この分野での従来の投資モデルも破壊されると考えています。この種のSubversionは好ましいSubversionです。

近年、エネルギー貯蔵、特に電気化学的エネルギー貯蔵の開発が本格化しており、本格化している。しかし、興奮の裏には多くのため息があり、「無力に尽きることのない何千もの帆があります。

著者は、既存の電力システムでは、ピークバレーの広がりだけに頼って大騒ぎするだけでは、利益を安定させ続けることは難しいと常に信じてきました。エネルギー貯蔵産業の発展は、発展するために、特定の価値ポイントと収入ポイントを見つけるために、合理的な支払いメカニズムまたは特定のアプリケーションシナリオの組み合わせから切り離せません。

多くの業界の同僚は、合理的な支払いメカニズムが形成される前に、特定のアプリケーションシナリオは何ですか？

この記事では、データセンターを使用してエネルギー貯蔵を開発し、エントリポイントとして豊富な利益モデルとビジネスモデルを作成し、すべての人と話し合うことを試みます。

データセンター開発の現状と問題点

データセンターは、コンピュータシステムとそれに関連する機器、および冗長データ通信接続、環境制御、監視、およびさまざまなセキュリティデバイスで構成されています。これは、データ送信、コンピューティング、およびストレージの中心です。中国のモバイル通信、ビッグデータ、クラウドコンピューティング、ネットワーク決済、人工知能などのサービスの爆発的な発展、および「インターネット+」の産業分野への急速な浸透に伴い、インターネットデータ送信、コンピューティング、およびストレージの急速な成長ニーズが促進されました。これにより、データセンターなどのインフラストラクチャの必要性が高まります。

調査データによると、2010年から2016年にかけて、中国のIDC（インターネットデータセンター）市場は約7倍に成長し、年間平均成長率は39.19％でした。 2017年以降、中国のデータセンターの市場規模は急速に拡大し続け、2019年が見込まれています。今年、中国のデータセンターの市場規模は1,800億元を超え、そのうち約70％が新しいデータセンターになります。

データセンターは、キャビネットのレンタル、帯域幅のリース、サーバープロキシの運用と保守などのサービスを顧客に提供することで収益を上げています。データセンターにとって、安全で信頼性の高い電源とネットワーク供給を確保することは、データセンターの最も基本的な2つの機能であるため、データセンターには無停電電源装置（UPS）が装備されています。無停電電源装置は、UPS本体とバッテリーの2つの部分で構成されています。主電源が正常な場合、UPSは「主電源の不純物をろ過」した後、負荷に電力を供給し、バッテリーを充電します。主電源異常（電源の断線）の場合、バッテリーは放電しています。電源はUPSの供給負荷によって保証されています。この従来のデータセンターの電源バックアップモードには、次のアプリケーションの問題点があります。

1.高い電気代。データセンターが完成した後、その主な運用コストは電気代から発生します。統計によると、電気料金はデータセンターの運営費の60％以上を占めています。例として、江蘇省に2,000台のキャビネットを備えた中規模のデータセンターを取り上げます。キャビネットの平均電力が5kWの場合、1年間のキャビネットの消費電力は江蘇省の平均である2000 * 5kW * 24h * 365日= 8,760万kWhです。電気料金は約0.68元で、1つのキャビネットだけで発生する電気料金は5,957万元にもなります。エアコン、無停電電源装置、照明など他の電力設備の消費電力はここではカウントされていません。したがって、データセンターの電力費をどのように削減するかは、データセンター企業の収益性を向上させるために重要です。

2.高いバッテリー投資。また、使用期間中はバッテリーが放電しないため、資源を浪費し、埋没費用が発生します。中国は毎年200GWh以上の鉛蓄電池を生産しており、それらの大部分はデータセンターでバックアップに使用されています。これらのバッテリーの寿命は通常約5年です。待機電力の安全を確保するために、5年ごとに1つのバッチを交換する必要があります。現在、中国のほとんどの地域の電源の信頼性は99.9％を超えており、データセンターは通常、デュアルチャネル電源保証+ 2N相互バックアップ構造を採用しているため、バッテリーが放電する機会はほとんどなく、長持ちします。 -長期的なアイドル状態。リソースの浪費が大きくなります。

3.バッテリーは長時間フローティング状態であり、状態は不明です。前述のように、データセンターの電源の信頼性が高いため、バッテリーはフローティング状態であり、年に1回は充電されません。一部のデータセンターでは、バッテリーのパフォーマンスを検証するために、定期的なダミー負荷テストに合格する必要があります。費用もかなり高いです。

データセンターの運用とUPSの電力使用量の問題点を理解することは、既存の問題を解決する方法を理解するのに役立ちます。近年のエネルギー貯蔵技術の発展のおかげで、エネルギー貯蔵データセンターの建設は、上記のアプリケーションの問題点を解決するための重要な手段になりました。

バッテリーとUPSホストのデータセンターのエネルギー貯蔵要件

グリッド発電とユーザーの電力消費の間には動的なバランスがあります。中国は、電力消費時の単価を向上させ、発電コストを削減し、効率を高め、排出量を削減するために、1993年にピークアンドバレー電力価格システムの導入を開始しました。このシステムの設計当初の意図は、経済的手段を使用して誘導することです。ピーク電力を使用する社会。ピークとバレーの価格ギャップの存在は、「低貯蔵と高発生率」を通じてエネルギー貯蔵のための裁定取引スペースを提供します。ただし、エネルギー貯蔵コストの制約により、単純なピーク充填およびバレー充填プロジェクトで持続可能な収益性を得るのは困難です。データセンター自体の構築には、大量のバッテリーとUPSホストへの投資が必要であり、ピークとバレーの裁定取引に必要な条件を提供しますが、バッテリーのサイクル寿命とエネルギー貯蔵タイプのUPSホストの機能を解決する必要があります。

1.バッテリーのデータセンターのエネルギー貯蔵要件

従来の通常の鉛蓄電池は、バッテリーの長いサイクル寿命に対するユーザーのピーク充填モードの要件を満たすことができません。新しいタイプの循環電池の開発が不可欠です。 2006年のオバマクリーンエネルギープログラムのインセンティブとガイダンスのおかげで、鉛炭素電池の世界的な研究ブームが始まり、製品が発売されました。鉛蓄電池の電気化学システムを変更しないことに基づいて、負極による炭素の添加と正極と電解質の寿命延長技術による、いわゆる鉛炭素電池、サイクル性能鉛蓄電池の寿命は大幅に改善され、サイクル寿命は通常の鉛蓄電池の3〜5倍です。バッテリーサイクルのパフォーマンスの問題に対する解決策は、エネルギー貯蔵データセンターの構築の前提条件を作成しました。

データセンターのエネルギー貯蔵アプリケーションでは、バッテリーのピークと充填に加えて、バッテリーは電源のバックアップ時間を確保する必要があります。したがって、バッテリーの放電深度は一般に約50％に制御され、残りの電力の約50％がバックアップ時間を確保するために使用されます。ご存知のように、バッテリーの放電深度が深いほど、サイクル寿命は短くなり、放電深度は約50％になります。これは、データセンターのバッテリー寿命（10年）の要件を満たすだけでなく、より優れたピーククリッピング利点、パフォーマンス、および要件は完全に適合します。

2.UPSホストのUPSエネルギー貯蔵要件

電気化学電源で放電できる電気量は、放電速度の影響を受けます。放電率が小さいほど、より多くの電力を放電でき、逆もまた同様です。たとえば、鉛蓄電池または鉛炭素電池の場合、0.1 C（A）の速度で放電すると、10時間放電でき、放電される総容量は1 C（AH）です。ただし、1.5℃で放電した場合、15分程度しか放電できません。総放電容量は0.375C（AH）であり、大量の放電はバッテリーの寿命に深刻な影響を及ぼします。ピーククリッピングやバレーフィリングの場合、ピーク価格の電気時間、つまり放電時間（通常8時間）が十分に長いため、放電量が多いほど利益が大きくなり、小さいものを選択することができます。鉛蓄電池の放電特性を満たすレート放電方式。これを実行するには、UPSホストが主電源とバッテリーに電力を供給する機能を備えている必要があります。

従来のデータセンターでは、電源の信頼性が非常に高いため、バッテリーの放電が少なく、時々放電しても充電時間が長く、時間内に充電することができます。中国の現在の山と谷の期間の分布によると、谷の電気料金は通常わずか8時間です。放電後のバッテリーの再充電を確実にするために、UPSホストは40％以上の充電容量を持っている必要があります。

主流のUPSホストメーカーとのコミュニケーションを通じて、上記の問題を技術的に解決し、障害はまったくなく、追加コストも非常に限られているため、エネルギー貯蔵データセンターを構築するための技術的な障害がなくなります。

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