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数据中心UPS供电系统备用电源技术-双登蓄电池

不间断电源(UPS)担负这许多的重要作用，其中主要的是在电源中断的时候，为用户提供紧急备用电源，避免电力中断给敏感设备带来损伤及数据丢失，为IT人员争取更多的时间使其有序的启动备份系统或发电机。
　　
　　目前，大多数UPS产品都是以铅酸蓄电池作为存储电能的装置，它具有电动势能高、充放电可逆性好、使用温度范围广、原材料丰富廉价等特点，获得了广泛的应用。铅酸蓄电池具有这些优点，在数据中心里，大规模的铅酸蓄电池应用也暴露出了其缺点，其重量造成的机房承重问题、维修要求高、相对寿命短、并且还富含毒性。UPS制造商一直在寻找一种能够替代铅酸蓄电池的绿色电源技术，并不希望提高成本。
　　
　　随着UPS制造商的努力，新的备用电源解决方案已经崭露头角，如飞轮技术、超级电容器、燃料电池和锂离子电池四种技术，其可行性都已经向着主流方向发展。本文就其新技术的优势、弱点和未来的前景进行讨论。
　　
　　一、铅酸蓄电池的优缺点
　　
　　从150年前只铅酸蓄电池问世至今，它依然是三首眩的备用能源存储解决方案，能够有效地满足数据中心独特的供电需求，其经济特性还没有其他主流技术可以匹敌。
　　
　　铅酸蓄电池在数据中心的使用情况不像叉车、电动车等，能获得正常稳定的使用，而是大部分时间处于闲置状态。铅酸蓄电池先用直流电源对其充电，将电能转化为化学能储存起来，当市电中短时，UPS依靠储存在蓄电池中的能量维持其逆变器的正常工作。在此期间，铅酸蓄电池可以提供充足的备份时间。当市电恢复后，蓄电池又进行充电，进入等后期。铅酸蓄电池价格相对较低，是目前具成本效益的电能储存解决方案。
　　
　　铅酸蓄电池也有一些较为突出的缺点：
　　
　　1、能量密度低。铅酸蓄电池质量比较重，体积较大，一台典型的中型UPS的电池组大约为5到8吨，需要考虑放置位置及承重问题。
　　
　　2、高昂的维修费用。目前的UPS产品所使用的蓄电池通常叫做“免维护铅酸蓄电池”，事实上，它们面年至少需要两次检查，以确保它们无腐蚀、工作状态良好以及单只蓄电池之间连接紧密。
　　
　　3、更换成本高：密封铅酸蓄电池的使用寿命一般为4到5年，而UPS的寿命一般是它们的2到3倍，在UPS的一个完整生命周期里，数据中心需要把更换电池组的费用也做在初期的预算里。
　　
　　4、高处理成本。UPS的电池组里均含大量的剧毒电池，处理淘汰掉的蓄电池需要昂贵的费用。通常，废旧电池可用来循环再造，回收的蓄电池需要按照国家的要求做相应处理，其中包制造商回收时的运费。前期购置蓄电池组是应把后期的处置费用考虑进去。
　　
　　5、可靠性的不可预见隐患。为了保障蓄电池的可靠性，唯一的途径是对蓄电池进行监测。每次测试蓄电池都会减少其容量并缩短其使用寿命。现代的UPS内置电池测试方案可以减少这种磨损，并没有消除。
　　
　　6、电池监测系统。蓄电池容量检测时，无论是离线方式还是在线方式，都必须设置备用电源作为防范措施，以保证安全，检测时因为电池组数量多，放电时间长，放电后又要及时进行充电，所需的人力和电能消耗很大，对蓄电池本身也有一定的损耗。在操作过程中，在脱开和链接蓄电池及假负载时，由于电位差的村财似的操作带有危险性。并且检测过程相当复杂，费用昂贵。

UPS的中文意思为“不间断电源”，它可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，使您不致因停电而影响工作或丢失数据。它在计算机系统和网络应用中，主要起到两个作用：一是应急使用，防止突然断电而影响正常工作，给计算机造成损害；二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为计算机系统提供高质量的电源。它也可以使用在医疗、研究、桥梁等等一些不能断电的设备上。