Dans le paysage technologique actuel en constante évolution, les propriétaires et exploitants de centres de données sont confrontés au double défi d'atteindre une puissance de calcul élevée tout en maintenant la neutralité carbone. Cet équilibre délicat a conduit les chercheurs en infrastructure de centres de données à se concentrer sur le partenariat dynamique des systèmes d'alimentation sans interruption (ASI) et des batteries au lithium. En tirant parti de la longue durée de vie des batteries au lithium, les centres de données peuvent mettre en œuvre efficacement des stratégies d'écrêtement des pics de consommation et de lissage des creux de consommation. Cette approche permet non seulement de réaliser des économies sur les coûts d'exploitation grâce à une tarification optimisée de l'électricité, mais aussi d'équilibrer les charges électriques grâce au stockage d'énergie.
L'importance des systèmes d'alimentation sans coupure (UPS) et du stockage par batterie au lithium
Dans les villes où l'écart de prix de l'électricité entre les heures de pointe et les heures creuses est important, l'association d'un système d'alimentation sans coupure (UPS) et d'un stockage par batterie lithium-ion peut générer des économies d'exploitation considérables pour les centres de données. Lorsque ce système est complété par des sources d'énergie renouvelables comme l'éolien et le solaire, les avantages en matière d'économies d'énergie verte sont encore plus marqués. Outre ces avantages économiques, cette solution offre plusieurs autres atouts :
- **Réduction de la charge de pointe sur le réseau** : Ceci contribue au fonctionnement sûr du réseau électrique.
- **Utilisation maximale des équipements existants** : En améliorant l’efficacité des équipements, les systèmes peuvent fonctionner à des facteurs de charge plus élevés.
- **Surveillance en temps réel des performances de la batterie** : Ceci permet d’éviter les anomalies pendant la décharge.
D'après des calculs précis, la mise en place d'un système d'alimentation sans coupure (UPS) et d'un stockage par batterie au lithium permet d'amortir l'investissement en seulement 3 à 6 ans. Compte tenu des politiques nationales encourageant une consommation d'électricité équilibrée et l'élargissement progressif de l'écart tarifaire entre les heures de pointe et les heures creuses, des économies d'électricité substantielles à long terme peuvent être réalisées, renforçant ainsi la rentabilité de cette solution.
Critères de sélection des produits pour les systèmes d'alimentation sans coupure (UPS) et les batteries au lithium
Pour mettre en œuvre efficacement les modèles de stockage d'énergie, les systèmes UPS doivent respecter les exigences de conception suivantes :
1. La fonction de stockage d'énergie ne doit pas interférer avec la décharge normale de la batterie.
2. Le système doit permettre la configuration des heures de début et de fin de charge, du courant de charge et des heures de début et de fin de décharge.
3. Il doit permettre de fixer une limite de courant de décharge, tout courant insuffisant étant fourni par le redresseur ou le bypass.
Pour les systèmes de batteries au lithium, les exigences comprennent :
1. Utilisation de batteries au lithium de type stockage d'énergie.
2. La décharge doit s'arrêter dès que le temps d'arrêt de la décharge est atteint ou dès que le point de protection contre la basse tension de la batterie est atteint.
3. La durée de la sauvegarde ne doit pas être inférieure à 1 heure.
Étude de cas : Projet de centre de données de GREEN POWER dans le Jiangsu
Le projet de centre de données de GREEN POWER dans le Jiangsu en est un exemple éloquent. D'une capacité de 300 kW, ce centre utilise des batteries lithium-fer-phosphate pour son alimentation. Le client exigeait une autonomie de 15 minutes, ainsi que des fonctionnalités d'écrêtement des pointes de consommation et de remplissage des creux de consommation.
Tarification locale de l'électricité en période de pointe et de creux
- **Période de pointe** : 1,2081 RMB/kWh (8h00-11h00, 17h00-22h00)
- **Tarif normal** : 0,7226 RMB/kWh (11h00-17h00, 22h00-24h00)
- **Vallée** : 0,3265 RMB/kWh (0:00-8:00)
Considérations relatives à la configuration
Les principaux facteurs de configuration sont les suivants :
- **Différence de prix entre les périodes de pointe et de creux** : 1,2081 - 0,3265 = 0,8861 RMB/kWh
- **Différence de prix entre les heures de pointe et les heures normales** : 1,2081 - 0,7226 = 0,4855 RMB/kWh
- **Différence de prix par rapport au tarif normal** : 0,7226 - 0,3265 = 0,3961 RMB/kWh
- **Durée des pics et des creux** : 8 heures chacun (durée de décharge maximale de 8 heures ; les batteries doivent être complètement chargées pendant cette période).
- **Nombre de batteries** : Limité à 6 batteries maximum pour des raisons de sécurité (capacité totale ne dépassant pas 1200 AH).
- **Courant de charge** : Doit être suffisant pour une charge complète.
- **Profondeur de décharge** : Pour l'alimentation de secours et la santé de la batterie (150 kW nécessitent environ 200 AH pour une autonomie de 15 minutes).
En conséquence, la capacité de stockage de la batterie au lithium ne doit pas dépasser 960 AH, et la capacité totale ne doit pas être inférieure à la capacité de stockage plus 200 AH.
La solution de GREEN POWER
La solution de GREEN POWER comprend quatre systèmes UPS ESSO 215K Commercial Energy Storage Systemseries configurés dans un système d'alimentation électrique 4N.Le système de stockage d'énergie commercial ESSO 215K peut fournir un courant de charge maximal de 120 A, permettant de recharger 960 Ah en 8 heures. Ce système est associé à cinq batteries lithium-fer-phosphate de 512 V et 200 Ah pour l'écrêtement des pics de consommation et le remplissage des creux, pour une configuration totale de six batteries. Sur la base d'une profondeur de décharge de 78 % et d'une durée de vie de 5 000 cycles, les avantages prévus sont les suivants :
- Les revenus journaliers d'un onduleur en mode stockage s'élèvent à environ 400 RMB, ce qui représente un revenu mensuel d'environ 12 000 RMB.
- Hormis le remplacement des batteries au plomb, avec une durée de vie moyenne des batteries au lithium de 13,7 ans, le revenu net après déduction des coûts d'investissement pourrait atteindre environ 1 million de RMB.
- Si l'on remplace les batteries au plomb-acide, réduire de deux le nombre de remplacements en 13,7 ans pourrait augmenter le chiffre d'affaires total à environ 1,26 million de RMB.
Conclusion : L'avenir du stockage d'énergie dans les centres de données
Grâce à leur longue durée de vie, leur haute densité énergétique et leurs avantages écologiques, les batteries au lithium sont devenues la solution de stockage d'énergie privilégiée pour les systèmes d'alimentation sans coupure (UPS). La solution d'alimentation sans coupure et de stockage par batterie au lithium de GREEN POWER, avec ses atouts indéniables, est en passe de devenir une nouvelle tendance en matière de stratégies d'économie d'énergie pour les centres de données. En adoptant ces technologies innovantes, les centres de données peuvent concilier puissance de calcul élevée et neutralité carbone, ouvrant ainsi la voie à un avenir plus durable.
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Date de publication : 26 octobre 2024
