鉅大LARGE | 點擊量:784次 | 2021年08月08日
鉛酸蓄電池污染頻發(fā) ups電源面對升級壓力
近日,超威電池致山東百余村民血鉛超標、蓄電池巨頭深圳雄韜陷鉛毒門以及眾多兒童血鉛中毒事件,將"鉛酸蓄電池"的污染推上了風口浪尖。
專家透露:"鉛酸蓄電池加工過程中,不可戒備地出現(xiàn)多種含鉛煙、鉛塵。一般每加工1000個電池會出現(xiàn)63.2千克鉛塵。這些煙塵會對周圍空氣、土壤、河流等造成影響。所帶來的筆直后果是,血液中鉛元素的含量過高就會發(fā)生鉛中毒,它會引起機體的神經(jīng)系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、消化系統(tǒng)的一系列異常表現(xiàn),嚴重的甚至會危及生命,對孩子的影響尤其嚴重。"
盡可能采用綠色環(huán)保新能源、減少鉛酸蓄電池的使用,是不可逆轉(zhuǎn)的時代趨勢。被譽為機房設(shè)備保護神的UpS電源,因大量使用鉛酸蓄電池所所引起的高能耗與高排放,已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心運營中無法回避的問題,UpS電源面對升級壓力。
傳統(tǒng)UpS電源藏隱患
傳統(tǒng)的UpS系統(tǒng)所用的化學蓄電池的儲能技術(shù),作為一個儲能單元發(fā)展得很成熟,并且為UpS整個行業(yè)做出了巨大的貢獻。但是隨著技術(shù)上的革新,蓄電池暴露出了一些問題,緊要有:
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
1.可靠性差
蓄電池常見故障有極板硫酸鹽化現(xiàn)象、極板彎曲和斷裂現(xiàn)象、活性物質(zhì)過量脫落現(xiàn)象等等;
2.保養(yǎng)工作復(fù)雜
環(huán)境溫度對電池的影響較大。環(huán)境溫度過高,會使電池過充電出現(xiàn)氣體,環(huán)境溫度過低,則會使電池充電不足,這都會影響電池的使用壽命;電深度對電池使用壽命的影響也非常大。電池放電深度越深,其循環(huán)使用次數(shù)就越少;電池在存放、運輸、安裝過程中,會因自放電而失去部分容量;要定期保養(yǎng)。電池在使用一按時間后應(yīng)進行定期檢查,如觀察其外觀是不是異常、測量各電池的電壓是不是均勻等。倘若長期不停電,電池會一直處于充電狀態(tài),這樣會使電池的活性變差。
3.污染問題嚴重
環(huán)保組織鐵匠基金會(blacksmith)認為,世界上最嚴重的10個污染問題,其一就是錯誤拆除鉛酸蓄電池造成的。
4.占地面積大
機房建設(shè)中往往要為鉛酸蓄電池單獨留出空間,伴隨云計算興起,機房功率密度加大,鉛酸蓄電池的重量以及體積已成為制約數(shù)據(jù)中心張大的因素之一據(jù)業(yè)界的統(tǒng)計,UpS70%的故障是由蓄電池所引起,蓄電池經(jīng)成為了傳統(tǒng)的UpS系統(tǒng)中最不可靠的組成部分之一。
飛輪UpS電源嶄露頭角
采用新的可替代辦法來處理UpS電源安全與能耗,可靠與污染之間的矛盾,正在為業(yè)界所關(guān)注。目前,從市場上來看,放棄蓄電池儲能而采用飛輪儲能進行能量存儲的技術(shù)正在被大眾認可與接受。
所謂飛輪儲能技術(shù),是利用高速旋轉(zhuǎn)的飛輪將能量以動能的形式儲存起來。要能量時,飛輪減速運行,將存儲的能量釋放出來。其實,飛輪儲能并不有什么新概念,早在上世紀70年代,人們就像把這種技術(shù)用于電動汽車。但此后三四十年間,由于高速旋轉(zhuǎn)飛輪驅(qū)動、飛輪軸承摩擦等問題都難以處理,飛輪儲能技術(shù)的發(fā)展非常緩慢。
上世紀90年代,隨著電路拓撲思想、磁軸承技術(shù)的進一步發(fā)展,碳纖維等材料的廣泛使用以及全球范圍對電池污染的重視,飛輪儲能這種環(huán)保、高效的儲能方式迅速從試驗室走向使用。據(jù)清華大學工程物理系戴興建教授解析,以不間斷供電備用電源(UpS)為沖破點,飛輪儲能設(shè)備從2000年開始實現(xiàn)商業(yè)示范使用。特別是超導(dǎo)技術(shù)和高強度材料為飛輪儲能供應(yīng)了支撐。
飛輪儲能系統(tǒng)緊要包括三個部分:儲存能量用的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、支撐轉(zhuǎn)子的軸承系統(tǒng)以及轉(zhuǎn)換能量和功率的發(fā)電機系統(tǒng)。與其他形式的儲能技術(shù)相比,飛輪儲能具有使用壽命長、儲能密度高、不受充放電次數(shù)限制、安裝維護方便、對環(huán)境危害小等優(yōu)勢。
成立于1992年的美國艾泰沃(activepower)公司是其中的佼佼者。據(jù)代理其產(chǎn)品的北京格瑞愛普科技有限公司吳斌總經(jīng)理解析說,今朝能夠?qū)崿F(xiàn)飛輪儲能商用的,包括美國艾泰沃和法國索克曼(Socomec)等公司。艾泰沃用精鋼材質(zhì),其轉(zhuǎn)速大概是每分鐘7700轉(zhuǎn);索克曼用碳纖維材質(zhì),轉(zhuǎn)速接近每分鐘3萬轉(zhuǎn)。飛輪電池一次充電可以供應(yīng)同重量化學電池兩倍的功率,同負載的使用時間為化學電池的3~10倍。同時,因為它的轉(zhuǎn)速是可測可控的,故可以隨時查看電能的多少。這些與生俱來的特點使美國艾泰沃(activepower)飛輪儲能UpS電源同時具備清潔環(huán)保與高效可靠雙重優(yōu)點。
據(jù)分解,一家三甲醫(yī)院采用蓄電池可能要花六七十萬元人民幣,用飛輪UpS大概100多萬元,但使用和維護成本低得多,20年內(nèi)不要任何更換。
由于技術(shù)和材料價格的限制,飛輪UpS電源的價格相對較高,然而,作為一種新興的儲能方式,飛輪UpS所擁有傳統(tǒng)化學電池無法比擬的優(yōu)勢已被人們廣泛認同,它非常符合將來儲能技術(shù)的發(fā)展方向。目前,全球最大的搜索引擎和最大的軟件公司的云計算中心以及VISA、3M等國際知名公司均已采用Activepower電源保護系統(tǒng)??梢灶A(yù)見,伴隨著技術(shù)和材料學的進步,飛輪UpS將在將來的各行各業(yè)中發(fā)揮緊要的用途。
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