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你可能不知道飞轮系统在数据中心的应用和发展

2019年12月25日

你可能不知道飞轮系统在数据中心的应用和发展

如今，数据存储的巨大需求正在推动全球各地的数据中心呈指数级增长。人工智能、物联网/工业物联网、虚拟化、云计算、电子商务、移动通信、社交媒体都取决于对海量数据正确而快速的处理。根据调研机构的预测，到2020年，全球将应用240亿台物联网设备。从自动驾驶汽车到家用电器的物联网连接将产生极大的数据量，并改变当今数据中心的运行方式。

在确保数据始终可用方面，大规模/超大规模数据中心和规模较小分布式数据中心都具有一些共同点：需要具有高度可靠性和可扩展性的电源基础设施，并使用尽可能少的空间，所有这些都具有最佳的能源效率。

对于大多数数据中心设施管理人员来说，以节能环保和更低总体拥有成本的方式保护关键负载不受到电力中断影响是最重要的事项。很多数据中心将UPS电源与飞轮系统配套使用是构建绿色电力基础设施的下一步措施。比如医院的数据中心、超级计算中心、托管设施和许多其他运营设施已经采用具有可靠性、成本、环境效益的飞轮系统。

UPS电源变得更加紧凑

当前的三相UPS电池系统比之前的产品集成了更智能的传感器、处理器和更高效的组件，从而为数据中心管理人员提供了更加可靠和紧凑的电源解决方案。这是一个好消息，但是，就与UPS电源配套部署的电池组而言，由于其本身的化学性质，很难进一步减小尺寸，并且价格高昂。数据中心的环境控制、泄漏控制、抗震机架要求、导管、电缆运行以及持续维护、安全、环境影响和其他问题显著增加了基于电池的UPS电源系统的生命周期成本。那么，组织需要为此做些什么？

飞轮成为节能可靠的储能组件

飞轮系统利用高速飞轮的动能存储能量，并提供恒定的直流电源。三相UPS电源采用的飞轮系统，起到与电池组一样的储能作用。电池组通过UPS电源的直流总线进行充电流，并在放电期间向UPS逆变器提供直流电源。飞轮系统并不像电池组那样对温度比较敏感，因此不需要对飞轮系统进行额外的冷却，从而消除了昂贵的电池组维护和更换过程，并降低了能源成本。

如今的飞轮技术使其能够在无数次循环中以高速率进行储能和放电，并且在20年使用寿命周期中的性能都不会退化，而传统的铅酸蓄电池组的性能在不到一半使用寿命的时间内就开始退化。

飞轮系统如何工作

动能是运动的能量，它由对象由于其运动而可以完成的工作量来量化，飞轮系统的动能由以下公式表示：

动能=mv2/2。其中m为飞轮的质量，v是飞轮的运动速度。

尽管飞轮已经证明了其数千年的实用性，比如陶轮和纺锤，而在更高科技和更苛刻的环境中，飞轮系统的应用带来了许多新的好处。

飞轮作为一种机械式储能系统，可以成为UPS电源电池组的替代品。飞轮系统通过高速旋转质量来以动能形式存储能量。飞轮采用电力使其转子一直保持飞速旋转状态，直到需要释放存储的能量为止。其可用的能量及其持续时间取决于飞轮的质量和旋转速度。

当与基于电池组的UPS电池系统一起结合使用时，飞轮系统会在电源故障时首先响应用电力中断信号，通过其动能继续提供电力，这可以减少电池组的使用，并最大程度地减少放电周期以延长电池组寿命。

飞轮是否是数据中心的正确选择？

很多数据中心运营商正在获得使用飞轮系统的可靠性和成本优势。

如今的飞轮系统易于使用、维护和监控，具有自我诊断、日志文件、可调电压设置、RS-232/485接口、报警状态触点、从直流母线软启动预充电和按钮关机。可用选项包括直流断开、远程监控、Modbus和SNMP通信以及实时监视软件。

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