互聯(lián)網(wǎng)+已經(jīng)成為各行業(yè)規(guī)劃目標，互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分——數(shù)據(jù)中心也在如火如荼建設中。降低能耗以及減少碳排放的責任下，目前眾多知名數(shù)據(jù)中心開始追求100%可再生能源供電目標，儲能系統(tǒng)走進數(shù)據(jù)中心將成為一種大趨勢。

電費占總成本六成！

儲能削峰 填谷是優(yōu)選

在能源轉型大背景下，控制傳統(tǒng)能源和發(fā)展清潔能源成為“開源節(jié)流”主要手段。作為互聯(lián)網(wǎng)的大腦數(shù)據(jù)中心必須保證用電的安全性和連續(xù)性，以保證互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)正常工作，而且數(shù)據(jù)中心還具有用電設備架設集中持續(xù)運轉等特點，需要空調(diào)輔助控制溫度保障平穩(wěn)運行，這就導致數(shù)據(jù)中心成為能耗超高的領域，用電量達全球的3%，據(jù)統(tǒng)計中國數(shù)據(jù)中心的電費占了數(shù)據(jù)中心運維總成本的60%-70%。而在互聯(lián)網(wǎng)+、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新興領域蓬勃發(fā)展及帶動下，數(shù)據(jù)中心數(shù)量還將呈指數(shù)級增長。綠色節(jié)能降低能耗已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心行業(yè)發(fā)展方向。

2010年開始我國頒布了一些政策，鼓勵對數(shù)據(jù)中心進行綠色節(jié)能改造、提高數(shù)據(jù)中心能耗及能效水平。北京、上海陸續(xù)出臺關于數(shù)據(jù)中心能耗的限制政策，新建能耗水平限制PUE值從1.5到1.4，再到最近的1.3。2018年9月河南省政府也曾發(fā)布《關于印發(fā)河南省促進大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》，以減半用電價格的優(yōu)惠政策支持在河南省建設綠色數(shù)據(jù)中心。

PUE(PowerUsageEffectiveness，電源使用效率)：國際通用的數(shù)據(jù)中心電力使用效率的衡量指標，指數(shù)據(jù)中心消耗的所有能源與IT負載消耗的能源之比。PUE值越接近于1，表示其綠色化程度越高。

數(shù)據(jù)中心能耗分布

圖片來源：數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術委員會

有數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)中心能耗分布在IT 設備、空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)等，其中在IT設備能耗和空調(diào)系統(tǒng)能耗占比超80%，即數(shù)據(jù)中心大部分成本都消耗在IT設備及空調(diào)系統(tǒng)運行，綠色節(jié)能主要從這兩方面展開。

從用電能耗角度來看，儲能系統(tǒng)剛剛好有用武之地。若在數(shù)據(jù)中心適當配置儲能系統(tǒng)，一方面作為備用電源提供電力保障，同時還可以充分發(fā)揮削峰填谷作用協(xié)助節(jié)省電費、降低能耗，實為一舉多得。日前，維諦技術分析預測認為，2019年儲能系統(tǒng)進入數(shù)據(jù)中心將成為全球發(fā)展趨勢，新興的鋰電池儲能系統(tǒng)可以與UPS系統(tǒng)結合，共同通過電力儲能還可以幫助數(shù)據(jù)中心進行節(jié)能管理，而且儲能設備還可以與電網(wǎng)進行友好互動、通過電力需求響應完成削峰填谷電力負荷管理，為數(shù)據(jù)中心創(chuàng)造收益。

追求100%可再生能源？

新能源消納 儲能是利器

近幾年數(shù)據(jù)中心采用清潔能源的比例正逐步上升，蘋果、微軟、谷歌等眾多互聯(lián)網(wǎng)名企紛紛宣布將轉變數(shù)據(jù)中心供電方式，打造100%可再生能源數(shù)據(jù)中心。蘋果于率先完成100%可再生能源數(shù)據(jù)中心目標，谷歌也于2017年完成綠色數(shù)據(jù)中心建設，此外Facebook、微軟、亞馬遜等也在增加各自數(shù)據(jù)中心清潔能源份額，目前可再生能源約占一半。國內(nèi)阿里巴巴也已經(jīng)開始探索鋰電池儲能方式為數(shù)據(jù)中心提供節(jié)能服務。

因數(shù)據(jù)中心用負荷超高，僅僅依靠采用太陽能或風能等可再生能源自發(fā)自用是不現(xiàn)實的。據(jù)推算數(shù)據(jù)中心若要完全使用太陽能發(fā)電提供電力，所需的光伏板面積相當于近百倍的數(shù)據(jù)中心面積。而且光伏風電等可再生能源還具有不連續(xù)性的特點，部分時段還會有棄光棄風等現(xiàn)象。不過隨著鋰電池等儲能技術成本下降，光伏+儲能系統(tǒng)供電可能會成為數(shù)據(jù)中心的新型解決方案。

可再生能源數(shù)據(jù)中心典型應用范例

1. 微軟“海底撈”數(shù)據(jù)中心

2018 年 6 月，微軟「北方群島」(Northern Isles)大型數(shù)據(jù)中心沉入蘇格蘭奧克尼群島還下，微軟海底數(shù)據(jù)中心利用海水的流動，以潮汐渦輪機完成潮汐能轉換發(fā)電，同時海底環(huán)境直接可以完成熱能交換充當空調(diào)系統(tǒng)，同時海岸上還采用風機和太陽能電池板為當?shù)鼐用裉峁╇娏Α?jù)微軟介紹該數(shù)據(jù)中心的可再生能源發(fā)電已經(jīng)達到自給自足，但是也有人質(zhì)疑這種建設方式是否會影響海洋環(huán)境。

2. 蘋果的100%可再生能源數(shù)據(jù)中心

蘋果公司在多地均有建設可再生能源數(shù)據(jù)中心，2017年蘋果與貴州大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司合作在貴州貴安新區(qū)建設100%可再生能源數(shù)據(jù)中心，這也是中國首個100%可再生能源數(shù)據(jù)中心。據(jù)了解，國外蘋果公司數(shù)據(jù)中心100%采用可再生能源的目標主要通過通過光伏發(fā)電、水力發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電以及燃料電池等系統(tǒng)產(chǎn)生電能并輸送到電網(wǎng)，而后再通過電力批發(fā)市場協(xié)議購買電力。

3. 谷歌新數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)百分之百可再生能源

2019年1月16日，谷歌表示將在美國田納西州Yum Yum和阿拉巴馬州好萊塢建設新的數(shù)據(jù)中心，而日前表示將從當?shù)財?shù)家新建的太陽能發(fā)電廠購買電能，以實現(xiàn)該數(shù)據(jù)中心從建成第一天起就可實現(xiàn)100%可再生能源供電。根據(jù)谷歌2018年10月發(fā)表的報告顯示，它在芬蘭、荷蘭、中國臺灣地區(qū)、美國北卡羅來納州、愛荷華州的數(shù)據(jù)中心都將達成零碳排放的目標。2019年1月23日，外媒報道谷歌為中國臺灣的數(shù)據(jù)中心簽訂了一個長期太陽能協(xié)議，以打造100%可再生能源的數(shù)據(jù)中心。這也意味著亞洲成為了繼北美洲、南美洲、歐洲之后，谷歌部署太陽能和風能項目又一落點。

4. 日本京瓷結合蓄電池系統(tǒng)與AI技術建設可再生能源供電數(shù)據(jù)中心

據(jù)報道，日本京瓷將于2019年4月在北海道石狩市建設日本首個完全通過可再生能源供電的數(shù)據(jù)中心。該數(shù)據(jù)中心將采用光伏、風力和生物質(zhì)能以及儲冷、蓄電池等提供電力，并采用人工智能系統(tǒng)預測用電量、完成高效發(fā)電。此外京瓷還將對外銷售其人工智能與蓄電池結合的系統(tǒng)。

5. 阿里巴巴分布式儲能技術打造100%可再生能源耗數(shù)據(jù)中心

與國外類似的，阿里巴巴數(shù)據(jù)中心也在尋找降低能耗的途徑，首先從選址就參考了周邊可再生能源資源，如千島湖數(shù)據(jù)中心利用水冷降溫，而張家口數(shù)據(jù)中心利用張北地區(qū)豐富的風能和太陽能。且張家口的阿里云數(shù)據(jù)中心據(jù)報道采用了自研分布式儲能技術和國際領先的能源互聯(lián)網(wǎng)技術，可實現(xiàn)最大程度的新能源供電、按需供電，最終可完成100%可再生能源供電。此外，萬克新能源和南都電源都有參與阿里巴巴數(shù)據(jù)中心儲能系統(tǒng)供應。

主要儲能技術在數(shù)據(jù)中心的應用前景

1. 鉛炭電池

目前在大多數(shù)數(shù)據(jù)中心設施中，鉛酸電池、鉛炭電池仍然是UPS電源常用的儲能設備。從循環(huán)壽命、設備成本角度來說，鉛炭電池顯然是比較保守的第一選擇。

2. 鋰離子電池

隨著鋰離子電池技術不斷突破、生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，鋰離子電池的成本不斷下降，目前新建的如百度數(shù)據(jù)中心等已經(jīng)采用鋰離子電池作為備用電源，而阿里巴巴等已經(jīng)開始購置儲能設備，在作為備用電源之外，還可發(fā)揮削峰填谷、電力需求響應等進行電費管理、增加收益。

3. 全釩液流電池

全釩液流電池是新型儲能電源，具有能量效率高、充放電性能好、循環(huán)壽命長、清潔環(huán)保等優(yōu)點。據(jù)北極星儲能網(wǎng)了解，中國移動襄陽云計算中心與襄陽大力電工已在共同探討全釩液流電池在數(shù)據(jù)中心應用，以推動數(shù)據(jù)中心的節(jié)能減排。

4. 燃料電池

燃料電池是目前公認能量轉換更高的供能方式，與目前應用廣泛的鋰離子電池相比更具優(yōu)勢，但是目前燃料電池成本過高，仍然難以得到廣泛推廣應用。不過目前在美國銀行、可口可樂、沃爾瑪、eBay以及谷歌、蘋果等公司，都有在數(shù)據(jù)中心采用布魯姆能源的燃料電池供電。目前很多企業(yè)都參與到燃料電池技術研發(fā)浪潮中，若成本能得到進一步改善，燃料電池在備用電源供應方面也有廣泛應用前景。

5. 飛輪儲能

除了以上電化學儲能方式，機械儲能也具有較好的應用前景，飛輪儲能就以無污染、壽命長等優(yōu)點受到部分人的關注。日前國機重裝成功研制國內(nèi)首臺“100kW飛輪儲能裝置”，據(jù)負責人介紹該裝置可應用于數(shù)據(jù)中心，在電力發(fā)生異常時飛輪儲能裝置將動能轉化為電能，為UPS供電保障數(shù)據(jù)中心正常運轉。

本文來源：北極星儲能網(wǎng)