铅酸电池太土!图解新型磁悬浮飞轮储能UPS

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磁悬浮式飞轮储能UPS引发了人们越来越多的关注。这种技术抛弃了传统UPS电源利用铅酸蓄电池进行储能的方式,主要采用基于真空磁悬浮的飞轮储能技术。

迅速增长的业务需求,日益增加的运营成本,有限的机房空间和更高的能量密度,已经成为云计算时代下数据中心及其电源管理系统建设面临的最大挑战。

告别电池换飞轮

IDC的统计数据显示,电力能源成本已经成为困扰数据中心运营者的头号难题,其中,UPS、空调等周边设备的耗电量大大高于主机电量,全球权威机构盖特纳曾经预测:到2010年,企业每年在用电成本上的花费将大于它当年在硬件设备上的投资额。因此,配备一套智能绿色UPS系统成为数据中心变“绿”的重中之重。

磁悬浮式飞轮储能UPS正是在这种大趋势下引发了人们越来越多的关注。这种技术抛弃了传统UPS电源利用铅酸蓄电池进行储能的方式,主要采用基于真空磁悬浮的飞轮储能技术,在真空环境中,利用飞轮旋转所储存的动能,持续转化成电力,为关键负载提供不间断的电力保障,不仅实现了从化学储能到机械储能的转变,而且成功实现零毫秒切换时间。

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磁悬浮飞轮储能UPS

与此同时,磁悬浮技术让飞轮和包裹容纳它的真空容器没有物理接触减小摩擦损耗,这样,飞轮就能转得非常快,损耗也极小。

另外,传统电源系统中的蓄电池需要空调制冷,而且24小时连续运转,耗能巨大。磁悬浮式飞轮储能UPS电源系统则无需空调,大大节省了运营成本;而且,其占用的空间也大幅减小;维护成本低,无需更换电池;寿命长达20年。#p#

不用电池整磁悬浮

如果有人问,互联网的下一次变革将会从哪里引爆?许多业内人士给出的答案会是数据中心。数据中心是数据大集中而形成的集成IT应用环境,是数据处理、存储和交换的中心。近年来,数据中心建设已成为全球各行业的IT建设重点。金融、政府、能源、交通、互联网等各个行业都在规划、建设和改造各自的数据中心。

数据中心对电力的要求是必须满足每周7天24小时平稳、连续提供,因此,必须安装UPS(不间断电源系统),传统UPS的电力由蓄电池提供,以确保持续的电力供应。

数据中心也是耗电大户,据美国市场研究公司IDC的统计数据显示,能源消耗所带来的环境成本已达IT行业所消耗运营成本的30%到50%。与此同时,数据中心二氧化碳排放已占到全球二氧化碳排放量的2%。每年全球信息设备要向大气层排放大约3500万吨废气,相当于整个航空工业的二氧化碳排放量。

面对如此严峻的形势,建立一个节电、环保的数据中心势在必行。据美国国际数据集团(IDG)旗下的全球性IT专业杂志《PC World》报道,今年4月份,美国、日本、欧洲已经达成了绿色数据中心协议,该协议得到了美国能源部、美国环境保护署、欧盟行为准则和日本经济产业部的支持。#p#

无电池UPS将成主流

飞轮储能的概念起源于上世纪70年代早期,高技术型的飞轮用于存储电能,就像标准的电池,最初,人们是想将其应用在电动汽车上,但囿于当时的技术水平,该技术并没有得到发展。

直到上世纪90年代,由于电路拓扑思想的发展,碳纤维材料的广泛应用,以及全世界范围对电池污染的日益重视,这种新型储能方式又重新燃起了人们的研发热情,得到快速的发展。而且,随着磁轴承技术的发展,其显示出更加广阔的应用前景,迅速从实验室走向社会。

据国外媒体报道,飞轮储能可提供高可靠的稳定电源,可提供几秒到几分钟的电能,这段时间足已保证工厂进行电源切换。无独有偶,德国GmbH公司也研制出了使用飞轮储能的UPS,在5秒内可提供或吸收5兆瓦的电能。

磁悬浮式飞轮储能UPS融合了最新的磁悬浮技术、电力电子技术、新材料技术、真空技术,进一步减小了运行能量损耗。作为一种新型的电能储存方式,它与传统蓄电池相比所具有的优势和市场潜力,引起了人们的密切关注。

美国AcTIve Power公司首席财务官江磐柏介绍,2000年至今,磁悬浮式飞轮储能UPS系统帮助客户节省了超过两亿度电能,消除了超过190万节铅酸蓄电池(约含2.7万吨铅)的使用,减少了超过80万吨二氧化碳的排放。

据悉,目前,谷歌、微软、亚马逊、雅虎等国际知名公司均已采用磁悬浮式飞轮储能UPS系统。#p#

磁悬浮飞轮储能(FES)技术

磁悬浮飞轮储能(FES)技术(英文全称:Flywheel Energy Storage),就是利用电磁悬浮轴承支撑飞轮转子高速旋转,将能量以动能的形式储存起来,当能量紧急缺乏或处于地球阴影区需要时,飞轮减速运行,电机作发电机将储存的能量释放出来,它是具有广泛应用前景的新型机械储能方式。磁悬浮姿控/储能两用飞轮同时具有两种功能,它可以通过控制转子转速,改变输出角动量,产生控制力矩,从而精确控制空间飞行器的姿态;同时还可以通过转子速度的变化实现能量的存储、释放两种功能的集合体。在此方面,特别是磁悬浮技术的发展极大地推动了储能飞轮技术的发展,使其从研究阶段进入实际应用阶段变为可能。

随着近年来其他一些相关关键技术的发展,如高强度碳素纤维、高性能磁轴承、高强度轻重量的复合材料、高温超导悬浮技术、电力电子技术等,使飞轮的储能密度、周边线速度、储能效率、能量转换等方面都有了新的发展,都在不同程度上促进了储能飞轮技术的发展。

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责任编辑:景琦 来源: 人民网
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