تعتمد مراكز البيانات على الكهرباء الموثوقة لدعم الخوادم ومعدات الشبكات وأنظمة التبريد والبنية التحتية الأمنية وغيرها من العمليات الحيوية. مع نمو الطلب على الحوسبة، يجب على المشغلين إدارة ليس فقط إجمالي استهلاك الكهرباء ولكن أيضًا توفر الطاقة وذروة الطلب والمخاطر المرتبطة بانقطاع الشبكة.
يمكن لنظام تخزين طاقة البطارية لمراكز البيانات أن يدعم هذه الأهداف عندما يتم تصميمه للعمل مع البنية التحتية الكهربائية للمنشأة. اعتمادًا على المشروع، يمكن استخدام تخزين البطارية لوظائف احتياطية مختارة، أو إدارة الطلب الأقصى، أو تكامل الطاقة المتجددة، أو التنسيق مع مصادر الطاقة الأخرى.
ومع ذلك، فإن البنية التحتية لطاقة مركز البيانات لها متطلبات فنية محددة. يؤدي تخزين طاقة البطارية، ومعدات إمداد الطاقة غير المنقطعة (UPS)، والمولدات الاحتياطية، والمفاتيح الكهربائية، وأنظمة إدارة الطاقة وظائف مختلفة ويجب دمجها بشكل مناسب.
بالنسبة لأصحاب المنشآت ومقاولي الهندسة ومطوري البنية التحتية، فإن الخطوة الأولى هي تحديد مشكلة الطاقة التي تحتاج إلى حل. يشرح هذا الدليل التطبيقات واعتبارات التصميم ومعايير الاختيار لأنظمة تخزين طاقة البطارية في مشاريع مراكز البيانات.
تتطلب مراكز البيانات الكهرباء لمعدات الحوسبة والبنية التحتية الداعمة، بما في ذلك التبريد وتوزيع الطاقة والإضاءة وأنظمة إدارة المرافق.
يمكن أن يختلف الطلب وفقًا لاستخدام الخادم ومتطلبات التبريد وتكوين المعدات والجداول التشغيلية. ونتيجة لذلك، يحتاج المشغلون إلى فهم متوسط استهلاكهم ومتطلبات الطاقة القصوى الخاصة بهم.
قد يساعد نظام تخزين طاقة البطارية الذي تم تكوينه بشكل صحيح في إدارة فترات الذروة المحددة للطلب أو تحويل بعض استهلاك الكهرباء إلى فترات مختلفة. تعتمد الفائدة الفعلية على ملف تعريف التحميل الخاص بالموقع، وتعرفة الكهرباء، وسعة البطارية، وتقييم الطاقة، واستراتيجية التحكم.
يمكن أن يؤثر انقطاع الشبكة على عمليات مركز البيانات إذا كانت المعدات الحيوية غير مدعومة ببنية أساسية احتياطية مناسبة.
قد يساهم تخزين البطارية في استراتيجية مرونة أوسع من خلال توفير الطاقة للأحمال المخصصة أو التنسيق مع مصادر الطاقة الأخرى. ومع ذلك، فإن قدرة النظام على دعم انقطاع معين تعتمد على تكوينه، والطاقة المتاحة، ومتطلبات التحول، والتكامل مع نظام الحماية الكهربائية للمنشأة.
بالنسبة لأحمال مركز البيانات الهامة، يجب تصميم بنية النسخ الاحتياطي بواسطة مهندسين كهربائيين مؤهلين وتقييمها وفقًا لمتطلبات توفر المنشأة.
تستخدم بعض مراكز البيانات توليد الطاقة الشمسية في الموقع أو تشتري الكهرباء المتجددة كجزء من استراتيجية الطاقة الخاصة بها.
عندما لا يتطابق توليد الطاقة المتجددة مع طلب المنشأة، قد يساعد تخزين البطاريات في تحويل الطاقة المتاحة إلى فترة لاحقة. على سبيل المثال، يمكن للبطارية تخزين توليد الطاقة الشمسية الزائد المؤهل لاستخدامه عند انخفاض التوليد في الموقع.
يعتمد مدى تحسين استخدام الطاقة المتجددة على ملف التوليد، وسعة البطارية، وفقدان النظام، والطلب على الكهرباء، واستراتيجية التشغيل.
يقوم نظام تخزين طاقة البطارية بتخزين الكهرباء وتزويدها عند الحاجة. قد يشتمل النظام النموذجي على البطاريات ونظام إدارة البطارية ومعدات تحويل الطاقة والإدارة الحرارية وحماية السلامة والمراقبة والضوابط الإشرافية.
يعتمد التكوين الدقيق على تصنيف طاقة المشروع وسعة الطاقة وترتيب الاتصال والتطبيق المقصود.
تحدد البطارية مقدار الطاقة التي يمكن تخزينها وإتاحتها ضمن حدود تشغيل النظام.
عند تقييم سعة البطارية، يجب على مشغلي مراكز البيانات مراعاة الطاقة المطلوبة، ونطاق حالة الشحن القابل للاستخدام، وخسائر التحويل، ودرجة حرارة التشغيل، والتدهور، وعمر الخدمة المتوقع.
لا تحدد سعة البطارية وحدها ما إذا كان النظام يمكنه دعم الحمل الحرج. ويجب أن يتطابق تصنيف الطاقة وخصائص الاستجابة أيضًا مع التطبيق المقصود.
يقوم نظام تحويل الطاقة بإدارة التحويل بين الخصائص الكهربائية للبطارية والنظام الكهربائي للمنشأة.
ويجب أن يكون تصنيفها ووظائف التحكم وترتيبات الحماية متوافقة مع وضع التشغيل ونقطة الاتصال المقصودين.
عندما يتطلب المشروع تشغيلًا متصلاً بالشبكة، أو دعمًا احتياطيًا، أو تشغيلًا على جزيرة، يجب تأكيد الوظائف ذات الصلة للمعدات المحددة والتصميم العام للنظام.
يمكن لنظام إدارة الطاقة تنسيق الشحن والتفريغ ووظائف التشغيل الأخرى وفقًا لمعايير محددة.
اعتمادًا على التثبيت، قد تأخذ استراتيجيات التحكم في الاعتبار أسعار الكهرباء وذروة الطلب والتوليد المتجدد وحالة البطارية ومتطلبات المنشأة.
يمكن أن تساعد المراقبة أيضًا المشغلين على مراجعة حالة النظام وتحديد الحالات التي تتطلب الاهتمام. ومع ذلك، لا ينبغي افتراض أن وظائف إدارة الطاقة تحل محل أنظمة الحماية والتحكم المستقلة اللازمة للبنية التحتية الكهربائية الحيوية.
تواجه بعض المرافق فترات قصيرة من ارتفاع الطلب على الكهرباء. اعتمادًا على هيكل التعريفة المحلية، قد تساهم هذه الذروة في رسوم الكهرباء المرتبطة بالطلب أو تضع قيودًا إضافية على إمدادات الكهرباء في الموقع.
يمكن تكوين نظام تخزين طاقة البطارية لتفريغها خلال فترات الذروة المحددة وإعادة شحنها عند الاقتضاء.
قبل تنفيذ هذه الإستراتيجية، يجب على المشغلين مراجعة بيانات عداد الفاصل الزمني، وقواعد شحن الطلب، وتقييمات طاقة البطارية، والمدة المتوقعة لأحداث الذروة.
يجب أن يتم تحديد حجم النظام وفقًا لملف الطلب الفعلي بدلاً من متوسط الحمل المفترض.
عندما يكون لدى مركز البيانات توليد للطاقة الشمسية في الموقع، قد يساعد تخزين البطارية في استخدام بعض الكهرباء المولدة خارج فترة ذروة إنتاج الطاقة الشمسية.
يجب أن تأخذ استراتيجية إدارة الطاقة في الاعتبار العلاقة بين التوليد وطلب المنشأة وحالة شحن البطارية ومدى توفر شبكة الكهرباء.
البطارية ليست مفيدة تلقائيًا لكل مشروع للطاقة المتجددة. وتعتمد قيمته على ملف التوليد وأسعار الكهرباء وخسائر النظام وتكاليف التركيب وأهداف الطاقة في المنشأة.
تستخدم مراكز البيانات عادةً حماية الطاقة ذات الطبقات وترتيبات النسخ الاحتياطي. قد تشمل هذه أنظمة UPS والبطاريات والمولدات الاحتياطية ومسارات توزيع الكهرباء الزائدة عن الحاجة.
قد يخدم نظام تخزين طاقة البطارية المنفصل دورًا تكميليًا، مثل دعم استراتيجية محددة لإدارة الحمل أو توفير الطاقة ضمن بنية احتياطية هندسية.
التمييز مهم: لا ينبغي افتراض أن نظام تخزين طاقة البطارية للأغراض العامة يوفر نفس الوظائف التي يوفرها UPS لمركز البيانات. قد تتطلب أحمال تكنولوجيا المعلومات الهامة استمرارية طاقة سريعة جدًا، وخصائص نقل محددة، وحماية منسقة بعناية.
وينبغي تقييم أي تكامل مقترح في ضوء التوفر المطلوب للمنشأة والمعايير الكهربائية المعمول بها.
تواجه بعض المرافق قيودًا في اتصالها بالشبكة المتاحة أو يجب أن تخطط بعناية حول السعة المتعاقد عليها.
قد يساعد تخزين البطارية في إدارة فترات محددة من الطلب المرتفع، اعتمادًا على تصنيف الطاقة وسعة الطاقة واستراتيجية التشغيل.
فهو لا يزيد تلقائيًا من سعة اتصال الشبكة المعتمدة للموقع أو يلغي الحاجة إلى بنية تحتية كهربائية مناسبة. يجب على مطوري المشروع تقييم اتفاقية الاتصال، وقدرة المحولات، والمفاتيح الكهربائية، وأنظمة الحماية، ومتطلبات المرافق.
يمكن أن يشكل تخزين البطارية جزءًا من استراتيجية أوسع لإدارة الطاقة تتضمن شبكة المرافق والتوليد في الموقع وأنظمة التبريد وأحمال المنشأة.
يجب أن يكون الهدف التشغيلي محددًا بوضوح. قد يتم تكوين النظام المُحسّن للحلاقة القصوى بشكل مختلف عن النظام المصمم لاستخدام الطاقة المتجددة أو وظيفة احتياطية محددة.
إذا كان من المتوقع أداء عدة وظائف من نفس البطارية، فيجب على فريق المشروع تقييم ما إذا كانت الطاقة المطلوبة واحتياطيات الطاقة يمكنها دعم تلك الوظائف دون تعارض.
ويمكن لهذه التقنيات أن تعمل معًا، ولكنها غير قابلة للتبديل.
تكنولوجيا |
الوظيفة الأساسية |
الاعتبار الرئيسي |
|---|---|---|
نظام تخزين طاقة البطارية (BESS) |
يقوم بتخزين وإمداد الكهرباء لإدارة الطاقة المحددة أو تطبيقات النسخ الاحتياطي |
تصنيف الطاقة، وسعة الطاقة، والضوابط، والتكامل |
إمدادات الطاقة غير المنقطعة (UPS) |
يدعم الأحمال الحرجة من خلال اضطرابات الطاقة ويوفر الاستمرارية وفقًا لتصميمه |
سلوك النقل ووقت التشغيل والتكرار والتوافق مع التحميل الحرج |
مولد النسخ الاحتياطي |
يوفر الكهرباء أثناء انقطاع التيار الكهربائي لفترات طويلة عندما يسمح الوقود وظروف التشغيل بذلك |
سلوك البدء وتوافر الوقود والصيانة ومدة التشغيل |
نظام إدارة الطاقة (EMS) |
ينسق تدفقات الطاقة واستراتيجيات التشغيل |
منطق التحكم وتوافق النظام والمراقبة وأهداف التشغيل |
قد يحتاج مركز البيانات إلى العديد من هذه التقنيات لتلبية متطلباته التشغيلية.
على سبيل المثال، قد تحمي UPS معدات تكنولوجيا المعلومات الهامة أثناء انقطاع التيار الكهربائي، في حين يوفر المولد الاحتياطي طاقة أطول مدة. يمكن استخدام BESS المنفصل لإدارة الطاقة أو القيام بدور هندسي ضمن ترتيب النسخ الاحتياطي الأوسع.
تعتمد البنية الصحيحة على تصميم المنشأة ومتطلبات التكرار والمعايير المطبقة ومستوى المخاطر المقبول.
يجب أن يبدأ تحديد الحجم ببيانات الموقع المقاسة وتطبيق محدد بوضوح.
حدد ما إذا كان النظام مخصصًا للحلاقة القصوى أو تكامل الطاقة المتجددة أو الدعم الاحتياطي أو مجموعة من الوظائف.
يؤثر هذا القرار على تصنيف الطاقة المطلوب وسعة الطاقة واستراتيجية التحكم ومتطلبات التكامل.
جمع بيانات الكهرباء الفاصلة وتحديد متوسط الطلب وذروة الطلب ومدة الذروة والتغيرات على مدار اليوم والسنة.
عندما يكون النظام مخصصًا لدعم الأحمال المحددة، حدد الأحمال التي يجب تقديمها وما إذا كانت تعمل بشكل مستمر أو متقطع.
بالنسبة لتطبيقات النسخ الاحتياطي، حدد الأحمال المحددة ووقت التشغيل المطلوب ومتطلبات النقل.
للحصول على توضيح مبسط، افترض أن الحمل المحدد يتطلب 500 كيلو واط من الطاقة لمدة ساعتين.
متطلبات الطاقة المقدمة هي:
500 كيلووات × ساعتين = 1000 كيلووات ساعة.
يمثل هذا الطاقة المسلمة للحمل في ظل الافتراض المذكور. ليست بالضرورة سعة البطارية الاسمية التي ينبغي شراؤها.
يجب أن يأخذ التصميم النهائي في الاعتبار خسائر التحويل، وسعة البطارية القابلة للاستخدام، ومتطلبات الاحتياطي، والتدهور، ودرجة الحرارة، وقيود النظام الأخرى.
تصف سعة الطاقة، التي تقاس بالكيلوواط/ساعة، مقدار الطاقة المتاحة. يصف تصنيف الطاقة، الذي يتم قياسه بالكيلووات، مقدار الطاقة التي يمكن للنظام توفيرها في وقت معين.
قد يتطلب النظام الذي يهدف إلى إدارة ذروة الطلب القصيرة نسبة طاقة إلى طاقة مختلفة عن النظام المصمم لتحويل الطاقة على مدى عدة ساعات.
يجب أن يلبي النظام المحدد كلاً من متطلبات الطاقة والطلب الفوري على الطاقة المرتبط بالتطبيق.
بالنسبة للمنشآت الحيوية، يجب أن يأخذ التصميم في الاعتبار تكرار المعدات، وعزل الأخطاء، وتنسيق الحماية، وإجراءات المراقبة والصيانة.
إذا كان من المتوقع أن يدعم تخزين البطارية الأحمال الحرجة أثناء انقطاع الشبكة، فيجب على المهندسين التأكد من أن البنية الكهربائية الكاملة تدعم وضع التشغيل المطلوب.
لا تفترض أن نظام البطارية المتصل بالشبكة يمكن أن يعمل تلقائيًا بشكل مستقل عن الشبكة.
مقارنة القيمة المتوقعة للنظام مقابل تكلفته الإجمالية خلال فترة الخدمة المخططة.
تشمل العوامل ذات الصلة تكلفة المعدات، والتركيب، والترقيات الكهربائية، والصيانة، وفقدان الطاقة، وتدهور البطارية، ومتطلبات الاستبدال، وتعريفات الكهرباء، وأي وفورات مرتبطة بالطلب.
وينبغي أن تستند الحالة المالية إلى بيانات التشغيل الفعلية للمنشأة وأسعار الكهرباء المحلية بدلاً من تقديرات التوفير العامة.
اطلب معلومات واضحة حول الطاقة المقدرة، وسعة الطاقة القابلة للاستخدام، وحدود التشغيل، وكفاءة النظام، والظروف البيئية، وأوضاع التشغيل المقصودة.
يجب على المورد توضيح الوظائف التي يدعمها الطراز المحدد والتي تتطلب معدات أو هندسة إضافية.
قم بمراجعة نقطة الاتصال المقترحة وواجهة الشبكة ومعدات تحويل الطاقة والمفاتيح الكهربائية وترتيبات الحماية وواجهات نظام التحكم.
بالنسبة للمنشآت ذات الأحمال الحرجة، يجب تنسيق خطة التكامل مع فريق التصميم الكهربائي وأنظمة UPS والمولدات الحالية.
تتطلب تركيبات تخزين طاقة البطارية تدابير السلامة المناسبة، والحماية الكهربائية، والإدارة الحرارية، وتصاريح التركيب، وإجراءات الطوارئ.
تعتمد المتطلبات المطبقة على المعدات وموقع التثبيت وتقنية البطارية والأكواد المحلية.
يجب على المشترين طلب الوثائق الفنية ذات الصلة والتأكد من أن التكوين المقترح مناسب للمشروع.
تقييم وظائف المراقبة المتاحة، والإبلاغ عن الإنذارات، وواجهات الاتصالات، والوصول إلى الخدمة، وفترات الصيانة، وشروط الضمان، وترتيبات قطع الغيار.
بالنسبة لمراكز البيانات، يجب أن تأخذ خطة الصيانة في الاعتبار أيضًا كيفية إكمال فحص المعدات أو صيانتها دون المساس بعمليات المنشأة.
لا تحل مواصفات المنتج العامة للمورد محل التقييم الهندسي الخاص بالموقع.
قبل الاختيار النهائي، تأكد من أن النظام المقترح يطابق المتطلبات الكهربائية للمشروع، واستراتيجية التشغيل، والمساحة المتاحة، وترتيبات التبريد، والظروف البيئية، والتزامات الامتثال.
تقوم INJET بتطوير منتجات تخزين الطاقة وحلول الطاقة الهجينة للتطبيقات الصناعية والتجارية والمواقع البعيدة وتطبيقات الطاقة الأخرى.
تشتمل مجموعة HanCang الخاصة بها على أنظمة تخزين الطاقة الهجينة بقدرة 261 كيلووات في الساعة و522 كيلووات في الساعة الموضحة على صفحة المنتج الرسمية. تقوم هذه الأنظمة بدمج الطاقة الشمسية والتخزين والديزل لتطبيقات مثل محطات الاتصالات والمواقع النائية ومشاريع البناء وإمدادات الطاقة في حالات الطوارئ.
بالنسبة لمشاريع مراكز البيانات، يجب تحديد مدى ملاءمة أي نموذج محدد من خلال المراجعة الفنية. يجب ألا يفترض المشترون أن المنتج المصمم لتطبيقات الطاقة البعيدة أو المؤقتة يلبي تلقائيًا متطلبات مركز البيانات للمهام الحرجة.
يجب على فريق المشروع التأكد من تقييمات الطاقة والطاقة المطلوبة، ووضع التشغيل، والتكرار، وخصائص الاستجابة، والتكامل الكهربائي، والشهادات المعمول بها قبل النظر في منتج للتثبيت.
استكشف مجموعة منتجات تخزين الطاقة INJET وتعرف على المزيد عن الشركة حلول تخزين الطاقة الهجينة الصناعية والتجارية.
لإجراء مناقشة فنية أولية، قم بإعداد ملف تعريف التحميل الخاص بالموقع، والتطبيق المقصود، وتقييم الطاقة المطلوبة، وسعة الطاقة، وتفاصيل اتصال الشبكة، ومتطلبات سوق الوجهة.
إنه نظام قائم على البطارية يقوم بتخزين الكهرباء وتزويدها لتطبيقات محددة مثل إدارة الطلب في أوقات الذروة، أو استخدام الطاقة المتجددة، أو ترتيب النسخ الاحتياطي الهندسي. ويعتمد دورها على تصميم النظام وتكامله مع البنية التحتية الكهربائية للمنشأة.
ليس تلقائيا. تم تصميم UPS لدعم الأحمال الحرجة وفقًا لمتطلبات الاستمرارية والنقل المحددة. قد يخدم نظام BESS للأغراض العامة وظائف تكميلية، ولكن يجب تقييم أي استبدال أو تكامل وفقًا للتصميم الكهربائي لمركز البيانات ومتطلبات التوفر.
وقد يساعد في تقليل ذروات الطلب المحددة أو زيادة استخدام الطاقة المتجددة في الموقع. وتعتمد المنفعة المالية الفعلية على تعرفة الكهرباء، وملف الحمل، وكفاءة النظام، واستراتيجية التشغيل، وإجمالي تكلفة النظام.
لا توجد قدرة عالمية. تعتمد الطاقة المطلوبة على الوظيفة المقصودة، والحمل المدعوم، والمدة، وسعة البطارية القابلة للاستخدام، وفقدان النظام، ومتطلبات الاحتياطي، وعوامل التصميم الأخرى. هناك حاجة إلى تقييم خاص بالموقع.
نعم، حيث تم تصميم النظام وعناصر التحكم لهذا التكوين. يجب أن يحدد التكامل كيفية عمل البطارية والمولد واتصال الشبكة والأحمال المدعومة في ظل الظروف العادية وأثناء انقطاع التيار.
تشمل العوامل المهمة تصنيف الطاقة، وسعة الطاقة القابلة للاستخدام، ووضع التشغيل، والتكرار، والتكامل الكهربائي، والسلامة، والمراقبة، والصيانة، والامتثال، واقتصاديات دورة الحياة. يجب أن يكون النظام مطابقًا للتطبيق المقصود بدلاً من اختياره بناءً على سعة البطارية وحدها.
تدرج INJET منتجات تخزين الطاقة الهجينة للتطبيقات الصناعية والتجارية والبعيدة والتطبيقات ذات الصلة. بالنسبة لمشروع مركز البيانات، يجب على المشترين الاتصال بـ INJET للتأكد من توفر التكوين المناسب وما إذا كان يلبي المتطلبات الفنية ومتطلبات الامتثال للمشروع.
يمكن لنظام تخزين طاقة البطارية أن يساهم في إدارة طاقة مركز البيانات من خلال دعم الطلب المحدد في أوقات الذروة، وتكامل الطاقة المتجددة، وتطبيقات الطاقة المصممة بشكل مناسب.
يتطلب التنفيذ الناجح هدفًا تشغيليًا واضحًا، وبيانات حمل دقيقة، وطاقة البطارية المناسبة وتقييمات الطاقة، والتكامل الدقيق مع البنية التحتية الكهربائية الحالية للمنشأة.
يخدم تخزين البطارية ومعدات UPS والمولدات الاحتياطية أدوارًا مختلفة. يجب أن يتم تحديد تكوينها وفقًا لمتطلبات توفر مركز البيانات والتصميم الكهربائي والمعايير المعمول بها.
تقوم INJET بتطوير حلول تخزين الطاقة والطاقة الهجينة للتطبيقات الصناعية والتجارية. بالنسبة لمطوري مراكز البيانات والمقاولين الهندسيين، فإن الخطوة التالية هي مناقشة التطبيق المقصود والتحقق مما إذا كان النظام المناسب يمكنه تلبية متطلبات المشروع.
قم بزيارة موقع INJET الرسمي لاستكشاف المنتجات المتاحة ومناقشة مشروع تخزين الطاقة الخاص بك.
العلامات الساخنة: نظام تخزين طاقة البطارية لمراكز البيانات، نظام تخزين طاقة البطارية لمركز البيانات، تخزين البطارية لمراكز البيانات، حلول تخزين الطاقة لمركز البيانات، نظام الطاقة الاحتياطية لمركز البيانات، نظام تخزين طاقة البطارية التجارية، إدارة طاقة مركز البيانات، تخزين الطاقة للبنية التحتية الحيوية