Les centres de données dépendent d'une électricité fiable pour prendre en charge les serveurs, les équipements réseau, les systèmes de refroidissement, l'infrastructure de sécurité et d'autres opérations critiques. À mesure que la demande informatique augmente, les opérateurs doivent gérer non seulement la consommation totale d’électricité, mais également la disponibilité de l’énergie, les pics de demande et les risques associés aux interruptions du réseau.
Un système de stockage d'énergie par batterie pour centres de données peut soutenir ces objectifs lorsqu'il est conçu pour fonctionner avec l'infrastructure électrique de l'installation. Selon le projet, le stockage sur batterie peut être utilisé pour certaines fonctions de sauvegarde, la gestion de la demande de pointe, l'intégration des énergies renouvelables ou la coordination avec d'autres sources d'énergie.
Cependant, l’infrastructure électrique des centres de données présente des exigences techniques spécifiques. Le stockage d'énergie par batterie, les équipements d'alimentation sans coupure (UPS), les générateurs de secours, les appareillages de commutation et les systèmes de gestion de l'énergie remplissent différentes fonctions et doivent être intégrés de manière appropriée.
Pour les propriétaires d’installations, les entrepreneurs en ingénierie et les développeurs d’infrastructures, la première étape consiste à identifier le problème d’alimentation électrique à résoudre. Ce guide explique les applications, les considérations de conception et les critères de sélection des systèmes de stockage d'énergie par batterie dans les projets de centres de données.
Les centres de données nécessitent de l'électricité pour les équipements informatiques et les infrastructures de soutien, notamment les systèmes de refroidissement, de distribution d'énergie, d'éclairage et de gestion des installations.
La demande peut varier en fonction de l'utilisation du serveur, des besoins en refroidissement, de la configuration de l'équipement et des calendriers opérationnels. En conséquence, les opérateurs doivent comprendre à la fois leur consommation moyenne et leurs besoins en énergie de pointe.
Un système de stockage d’énergie par batterie correctement configuré peut aider à gérer certains pics de demande ou à déplacer une partie de la consommation d’électricité vers différentes périodes. Le bénéfice réel dépend du profil de charge du site, du tarif de l'électricité, de la capacité de la batterie, de la puissance nominale et de la stratégie de contrôle.
Une interruption du réseau peut affecter les opérations du centre de données si les équipements critiques ne sont pas pris en charge par une infrastructure de sauvegarde appropriée.
Le stockage par batterie peut contribuer à une stratégie de résilience plus large en fournissant de l’énergie pour des charges désignées ou en se coordonnant avec d’autres sources d’énergie. Cependant, la capacité du système à supporter une panne particulière dépend de sa configuration, de l'énergie disponible, des exigences de transition et de l'intégration avec le système de protection électrique de l'installation.
Pour les charges critiques du centre de données, l'architecture de sauvegarde doit être conçue par des ingénieurs électriciens qualifiés et évaluée par rapport aux exigences de disponibilité de l'installation.
Certains centres de données utilisent la production solaire sur site ou achètent de l'électricité renouvelable dans le cadre de leur stratégie énergétique.
Lorsque la production d’énergies renouvelables et la demande des installations ne coïncident pas, le stockage par batterie peut aider à déplacer l’énergie disponible vers une période ultérieure. Par exemple, une batterie peut stocker la production solaire excédentaire éligible pour l’utiliser lorsque la production sur site diminue.
La mesure dans laquelle cela améliore l'utilisation des énergies renouvelables dépend du profil de production, de la capacité de la batterie, des pertes du système, de la demande d'électricité et de la stratégie d'exploitation.
Un système de stockage d’énergie par batterie stocke l’électricité et la fournit en cas de besoin. Un système typique peut inclure des batteries, un système de gestion de batterie, un équipement de conversion de puissance, une gestion thermique, une protection de sécurité, une surveillance et des contrôles de supervision.
La configuration exacte dépend de la puissance nominale du projet, de sa capacité énergétique, de la disposition des connexions et de l'application prévue.
La batterie détermine la quantité d'énergie qui peut être stockée et rendue disponible dans les limites de fonctionnement du système.
Lors de l'évaluation de la capacité de la batterie, les opérateurs de centres de données doivent prendre en compte l'énergie requise, la plage d'état de charge utilisable, les pertes de conversion, la température de fonctionnement, la dégradation et la durée de vie attendue.
La capacité de la batterie ne détermine pas à elle seule si un système peut supporter une charge critique. La puissance nominale et les caractéristiques de réponse doivent également correspondre à l'application prévue.
Le système de conversion de puissance gère la conversion entre les caractéristiques électriques de la batterie et le système électrique de l'installation.
Son calibre, ses fonctions de contrôle et ses dispositions de protection doivent être compatibles avec le mode de fonctionnement et le point de connexion prévus.
Lorsque le projet nécessite un fonctionnement connecté au réseau, un support de secours ou un fonctionnement en îlot, les fonctions pertinentes doivent être confirmées pour l'équipement sélectionné et la conception globale du système.
Un système de gestion de l'énergie peut coordonner la charge, la décharge et d'autres fonctions opérationnelles en fonction de paramètres définis.
En fonction de l'installation, les stratégies de contrôle peuvent prendre en compte les prix de l'électricité, la demande de pointe, la production renouvelable, l'état de la batterie et les exigences des installations.
La surveillance peut également aider les opérateurs à examiner l'état du système et à identifier les conditions nécessitant une attention particulière. Toutefois, les fonctions de gestion de l’énergie ne doivent pas être considérées comme remplaçant les systèmes indépendants de protection et de contrôle requis pour les infrastructures électriques critiques.
Certaines installations connaissent de courtes périodes de demande d’électricité élevée. En fonction de la structure tarifaire locale, ces pointes peuvent contribuer à des charges d'électricité liées à la demande ou imposer des contraintes supplémentaires sur l'approvisionnement électrique du site.
Un système de stockage d'énergie par batterie peut être configuré pour se décharger pendant des périodes de pointe sélectionnées et se recharger le cas échéant.
Avant de mettre en œuvre cette stratégie, les opérateurs doivent examiner les données des compteurs d'intervalles, les règles de charge à la demande, les puissances nominales des batteries et la durée prévue des événements de pointe.
Le système doit être dimensionné en fonction du profil de demande réel plutôt que d’une charge moyenne supposée.
Lorsqu’un centre de données dispose d’une production solaire sur site, le stockage sur batterie peut permettre d’utiliser une partie de l’électricité produite en dehors de la période de pointe de production solaire.
La stratégie de gestion de l'énergie doit tenir compte de la relation entre la production, la demande des installations, l'état de charge de la batterie et la disponibilité de l'électricité du réseau.
Une batterie n’est pas automatiquement bénéfique pour chaque projet d’énergie renouvelable. Sa valeur dépend du profil de production, des prix de l'électricité, des pertes du système, des coûts d'installation et des objectifs énergétiques de l'installation.
Les centres de données utilisent généralement des dispositifs de protection électrique et de sauvegarde à plusieurs niveaux. Ceux-ci peuvent inclure des systèmes UPS, des batteries, des générateurs de secours et des chemins de distribution électrique redondants.
Un système de stockage d'énergie par batterie séparé peut jouer un rôle complémentaire, par exemple en prenant en charge une stratégie de gestion de charge définie ou en fournissant de l'énergie au sein d'une architecture de secours technique.
La distinction est importante : il ne faut pas supposer qu'un système de stockage d'énergie par batterie à usage général fournit les mêmes fonctions qu'un onduleur de centre de données. Les charges informatiques critiques peuvent nécessiter une continuité d'alimentation très rapide, des caractéristiques de transfert spécifiques et une protection soigneusement coordonnée.
Toute intégration proposée doit être évaluée par rapport à la disponibilité requise de l'installation et aux normes électriques applicables.
Certaines installations sont confrontées à des limites dans leur connexion au réseau disponible ou doivent planifier soigneusement en fonction de la capacité sous contrat.
Le stockage sur batterie peut aider à gérer certaines périodes de forte demande, en fonction de la puissance nominale, de la capacité énergétique et de la stratégie de fonctionnement.
Cela n'augmente pas automatiquement la capacité autorisée de connexion au réseau du site ni n'élimine le besoin d'une infrastructure électrique appropriée. Les développeurs de projets doivent évaluer l'accord de connexion, la capacité du transformateur, l'appareillage de commutation, les systèmes de protection et les exigences des services publics.
Le stockage par batterie peut faire partie d'une stratégie de gestion de l'énergie plus large impliquant le réseau électrique public, la production sur site, les systèmes de refroidissement et les charges des installations.
L'objectif opérationnel doit être clairement défini. Un système optimisé pour l’écrêtement des pointes peut être configuré différemment d’un système conçu pour l’utilisation d’énergies renouvelables ou d’une fonction de sauvegarde spécifique.
Si plusieurs fonctions sont attendues de la même batterie, l'équipe de projet doit évaluer si les réserves d'énergie et de puissance requises peuvent prendre en charge ces fonctions sans conflit.
Ces technologies peuvent fonctionner ensemble, mais elles ne sont pas interchangeables.
Technologie |
Fonction principale |
Considération clé |
|---|---|---|
Système de stockage d'énergie par batterie (BESS) |
Stocke et fournit de l’électricité pour des applications définies de gestion de l’énergie ou de sauvegarde |
Puissance nominale, capacité énergétique, commandes et intégration |
Alimentation sans coupure (UPS) |
Prend en charge les charges critiques en cas de perturbations électriques et assure la continuité selon sa conception |
Comportement de transfert, durée d'exécution, redondance et compatibilité des charges critiques |
Générateur de sauvegarde |
Fournit de l’électricité lors de pannes prolongées lorsque le carburant et les conditions d’exploitation le permettent |
Comportement au démarrage, disponibilité du carburant, maintenance et durée de fonctionnement |
Système de gestion de l'énergie (EMS) |
Coordonne les flux d’énergie et les stratégies d’exploitation |
Logique de contrôle, compatibilité du système, surveillance et objectifs opérationnels |
Un centre de données peut avoir besoin de plusieurs de ces technologies pour répondre à ses exigences opérationnelles.
Par exemple, un onduleur peut protéger un équipement informatique critique lors d'une coupure de courant, tandis qu'un générateur de secours fournit une alimentation de plus longue durée. Un BESS distinct peut être utilisé pour la gestion de l’énergie ou jouer un rôle d’ingénierie dans le cadre d’un dispositif de sauvegarde plus large.
L'architecture correcte dépend de la conception de l'installation, des exigences de redondance, des normes applicables et du niveau de risque acceptable.
Le dimensionnement doit commencer par des données mesurées sur le site et une application clairement définie.
Déterminez si le système est destiné à l’écrêtage des pointes, à l’intégration des énergies renouvelables, à la prise en charge de sauvegarde ou à une combinaison de fonctions.
Cette décision influence la puissance nominale requise, la capacité énergétique, la stratégie de contrôle et les exigences d'intégration.
Collectez des données électriques par intervalles et identifiez la demande moyenne, la demande de pointe, la durée des pointes et les variations tout au long de la journée et de l'année.
Lorsque le système est destiné à prendre en charge des charges sélectionnées, déterminez quelles charges doivent être desservies et si elles fonctionnent de manière continue ou intermittente.
Pour les applications de sauvegarde, identifiez les charges spécifiques, le temps d'exécution requis et les exigences de transition.
Pour une illustration simplifiée, supposons qu’une charge sélectionnée nécessite 500 kW de puissance pendant deux heures.
Le besoin énergétique délivré est :
500 kW × 2 heures = 1 000 kWh.
Cela représente l'énergie fournie à la charge dans l'hypothèse indiquée. Ce n’est pas nécessairement la capacité nominale de la batterie qu’il faut acheter.
La conception finale doit tenir compte des pertes de conversion, de la capacité utilisable de la batterie, des exigences de réserve, de la dégradation, de la température et d'autres limitations du système.
La capacité énergétique, mesurée en kilowattheures, décrit la quantité d’énergie disponible. La puissance nominale, mesurée en kilowatts, décrit la quantité de puissance que le système peut fournir à un moment donné.
Un système destiné à gérer un bref pic de demande peut nécessiter un rapport puissance/énergie différent d'un système conçu pour déplacer l'énergie sur plusieurs heures.
Le système sélectionné doit satisfaire à la fois les besoins énergétiques et la demande de puissance instantanée associée à l'application.
Pour les installations critiques, la conception doit prendre en compte la redondance des équipements, l’isolation des défauts, la coordination de la protection, la surveillance et les procédures de maintenance.
Si le stockage par batterie doit supporter des charges critiques lors d'une panne de réseau, les ingénieurs doivent confirmer que l'architecture électrique complète prend en charge le mode de fonctionnement requis.
Ne présumez pas qu’un système de batterie connecté au réseau peut fonctionner automatiquement indépendamment du réseau.
Comparez la valeur attendue du système par rapport à son coût total sur la période de service prévue.
Les facteurs pertinents incluent le coût de l'équipement, l'installation, les mises à niveau électriques, la maintenance, les pertes d'énergie, la dégradation des batteries, les exigences de remplacement, les tarifs de l'électricité et toute économie liée à la demande.
Le dossier financier doit être basé sur les données d'exploitation réelles de l'installation et sur les prix locaux de l'électricité plutôt que sur des estimations génériques d'économies.
Demandez des informations claires sur la puissance nominale, la capacité énergétique utilisable, les limites de fonctionnement, l’efficacité du système, les conditions environnementales et les modes de fonctionnement prévus.
Le fournisseur doit expliquer quelles fonctions sont prises en charge par le modèle spécifique et lesquelles nécessitent un équipement ou une ingénierie supplémentaire.
Examinez le point de connexion proposé, l'interface du réseau, l'équipement de conversion de puissance, l'appareillage de commutation, les dispositions de protection et les interfaces du système de contrôle.
Pour les installations avec des charges critiques, le plan d'intégration doit être coordonné avec l'équipe de conception électrique et les systèmes UPS et générateurs existants.
Les installations de stockage d'énergie par batterie nécessitent des mesures de sécurité, une protection électrique, une gestion thermique, des dégagements d'installation et des procédures d'urgence appropriés.
Les exigences applicables dépendent de l'équipement, de l'emplacement d'installation, de la technologie de la batterie et des codes locaux.
Les acheteurs doivent demander la documentation technique pertinente et confirmer que la configuration proposée est appropriée pour le projet.
Évaluez les fonctions de surveillance disponibles, les rapports d'alarme, les interfaces de communication, l'accès au service, les intervalles de maintenance, les conditions de garantie et les dispositions relatives aux pièces de rechange.
Pour les centres de données, le plan de maintenance doit également prendre en compte la manière dont l'inspection ou l'entretien des équipements peut être effectué sans compromettre le fonctionnement des installations.
Les spécifications générales de produit d'un fournisseur ne remplacent pas une évaluation technique spécifique au site.
Avant la sélection finale, confirmez que le système proposé correspond aux exigences électriques du projet, à la stratégie d'exploitation, à l'espace disponible, aux dispositions de refroidissement, aux conditions environnementales et aux obligations de conformité.
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Sa gamme HanCang comprend les systèmes de stockage d'énergie hybrides de 261 kWh et 522 kWh décrits sur la page officielle du produit. Ces systèmes intègrent l'énergie solaire, de stockage et diesel pour des applications telles que les stations de télécommunications, les sites distants, les projets de construction et l'alimentation électrique de secours.
Pour les projets de centres de données, l'adéquation de tout modèle spécifique doit être établie par un examen technique. Les acheteurs ne doivent pas supposer qu'un produit conçu pour des applications d'alimentation à distance ou temporaires répond automatiquement aux exigences d'un centre de données critique.
L'équipe de projet doit confirmer les puissances et énergies requises, le mode de fonctionnement, la redondance, les caractéristiques de réponse, l'intégration électrique et les certifications applicables avant d'envisager un produit pour l'installation.
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Pour une première discussion technique, préparez le profil de charge du site, l'application prévue, la puissance nominale requise, la capacité énergétique, les détails de la connexion au réseau et les exigences du marché de destination.
Il s'agit d'un système basé sur une batterie qui stocke l'électricité et la fournit pour des applications définies telles que la gestion de la demande de pointe, l'utilisation des énergies renouvelables ou un dispositif de secours technique. Son rôle dépend de la conception du système et de son intégration à l'infrastructure électrique de l'installation.
Pas automatiquement. Un UPS est conçu pour prendre en charge des charges critiques selon des exigences spécifiques de continuité et de transfert. Un BESS à usage général peut remplir des fonctions complémentaires, mais tout remplacement ou intégration doit être évalué par rapport aux exigences de conception électrique et de disponibilité du centre de données.
Cela peut contribuer à réduire certains pics de demande ou à accroître l’utilisation d’énergies renouvelables sur site. Le bénéfice financier réel dépend des tarifs de l’électricité, du profil de charge, de l’efficacité du système, de la stratégie d’exploitation et du coût total du système.
Il n’existe pas de capacité universelle. L'énergie requise dépend de la fonction prévue, de la charge supportée, de la durée, de la capacité utilisable de la batterie, des pertes du système, des exigences de réserve et d'autres facteurs de conception. Une évaluation spécifique au site est nécessaire.
Oui, lorsque le système et les commandes sont conçus pour cette configuration. L'intégration doit définir comment la batterie, le générateur, la connexion au réseau et les charges prises en charge fonctionnent dans des conditions normales et pendant les pannes.
Les facteurs importants incluent la puissance nominale, la capacité énergétique utilisable, le mode de fonctionnement, la redondance, l'intégration électrique, la sécurité, la surveillance, la maintenance, la conformité et l'économie du cycle de vie. Le système doit être adapté à l’application prévue plutôt que sélectionné uniquement en fonction de la capacité de la batterie.
INJET répertorie les produits de stockage d'énergie hybrides pour les applications industrielles, commerciales, sur sites distants et connexes. Pour un projet de centre de données, les acheteurs doivent contacter INJET pour confirmer si une configuration adaptée est disponible et si elle répond aux exigences techniques et de conformité du projet.
Un système de stockage d'énergie par batterie peut contribuer à la gestion de l'énergie du centre de données en prenant en charge une demande de pointe sélectionnée, l'intégration d'énergies renouvelables et des applications d'alimentation conçues de manière appropriée.
Une mise en œuvre réussie nécessite un objectif opérationnel clair, des données de charge précises, une puissance de batterie et des valeurs énergétiques appropriées, ainsi qu'une intégration minutieuse avec l'infrastructure électrique existante de l'installation.
Le stockage par batterie, l'équipement UPS et les générateurs de secours remplissent différents rôles. Leur configuration doit être déterminée par les exigences de disponibilité du centre de données, la conception électrique et les normes applicables.
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