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UPS电源中的“机械表” 飞轮UPS卷土重来

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摘要:UPS电源中的“机械表” 飞轮UPS卷土重来
或许没有人知道,UPS电源的鼻祖就是一套飞轮装置。然而,由于其体积过大,运行不够稳定等因素,逐步被铅蓄电池UPS所取代。如今,飞轮UPS又卷土重来,开始在各个领域崭露头角。那么,飞轮UPS与传统电源相比,到底有何不同?

以目前市场上最为流行的飞轮UPS为例,它由美国ACTIVE POWER公司生产制造。其原理非常简单,类似于“机械表”就是通过飞轮的高速旋转,将机械能转换成电能,用机械储能方式替代传统的化学蓄电池储能方式。它的特点和优势何在呢?

首先,飞轮UPS的效率非常高,可达98%。也即是说一度电进去只有2%的损耗。当负载在50%的情况下,效率仍然可达96%,这大大超出了传统蓄电池UPS效率。一般情况下,传统UPS在满载的情况下,供电效率只有92%。也就是说飞轮UPS较传统UPS节能75%。对于一个10兆瓦的数据中心来说,一年节省的电费就可达上百万度电,这不是一个小数目。

第二,飞轮ups更加安全可靠。飞轮UPS的原理非常简单,然而,这个世界往往如此,越是简单的越是可靠的,大道至简就是这个道理。飞轮是有质量的,旋转中又有速度,如果质量恒定,跟速度的平方成正比,转速所产生的能量很容易就可用物理公式算出来,它是精细可测量的。对于化学储能来说则完全不同,它靠电子从阴极到阳极产生电能,但是这个过程不可见也不可测,用设备测量时可能有电压,但是真正去放电的时候未必能提供这么多的能量。最常见的例子是,冬天开车,前一天开车还挺好,第二天早晨打不着火了,要检查的肯定是蓄电池,这是化学反应的特点。据统计,UPS 70%的故障是由蓄电池所引起,蓄电池已经成为了传统的UPS系统中最不可靠的组成部分。“飞轮UPS”比传统的蓄电池UPS可靠性或者说用出现故障的概率来讲,减少了七倍。

第三,飞轮UPS对环境的依赖程度很低,不需要空调制冷,它的工作温度在0度到40度之间,对于数据中心来说是非常大的节省。因为传统的化学蓄电池工作温度是要在20到25之间,当室内温度超过25度之后,温度每升高一度,电池寿命就会缩短一年,必须要用空调制冷,据统计,空调的耗电已经占到了数据中心电费的将近三分之一左右。

第四,飞轮UPS对占地的要求大大减少。最多可以为用户节约75%。在土地成为最为紧缺资源的今天,它的意义不言而喻。举个例子来说,对2万甚至5万平米机房来说,蓄电池占地可达1000平米,这还是后备时间在15-30分钟区间的,如果后备时间达到30分钟-60分钟,就要有2000甚至更多的空间。如此大的空间为客户带来的是额外的土建成本,大量的空调制冷成本,包括整个维护成本。

第五,就是飞轮UPS的绿色环保。ActivePower飞轮UPS本身是钢制飞轮,寿命20年,无毒。一节纽扣电池会污染一平方公里的土地。生产过程中产生的铅尘也非常可怕,据悉,1000个电池会产生63.2千克铅尘。这些烟尘会对周围空气、土壤、河流等造成影响。所带来的直接后果是,血液中铅元素的含量过高就会发生铅中毒,它会引起机体的神经系统、血液系统、消化系统的一系列异常表现,严重的甚至会危及生命,对孩子的影响尤其严重。

当然与手表类似,这种机械表比石英表价格略高。假如您的数据中心正好面临电费过高,空间受限,可靠性不足等诸多问题;假如您更在意整体拥有成本,而非一次性投入成本,不妨考虑一下飞轮UPS,从此以后您将免去电池更换、维修等诸多麻烦。

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