飞轮替代铅酸电池 UPS电源进入全新境界

    提起UPS电源，人们自然会想到庞大的蓄电池组。如今，来自美国的Active Power公司的飞轮UPS产品完全颠覆了这一传统观念，用精巧的飞轮替代了铅酸电池，将UPS电源带入全新境界。

    人们对此的疑问是：没有了电池的UPS还是UPS吗？它的能效、可靠性等等还能得到保障吗？对此，美国Active Power公司大中国区总裁王桓的回答是，世界上第一台计算机“埃尼阿克”(ENIAC)，占地面积达170平方米，重达30吨，能在1秒钟内进行了5000次加法运算和500次乘法运算，而现在的计算机呢？

    伴随技术的进步以及用户需求的改变，产品的更新换代不可避免。如今，飞轮UPS已在国内大型数据中心中广泛应用，全球最大的搜索引擎和最大的软件企业的云计算中心以及VISA、3M等国际知名公司在新建的数据中心中均开始采用飞轮UPS产品。传统UPS正面临来自飞轮UPS的挑战。

    固有优势令人侧目

    其实，飞轮储能并不是什么新概念。最早的UPS即采用机械储能方式，是带有一个大飞轮的电动机——发电机组，在发电机上带有一个数吨重的飞轮，市电停电后该发电机可以维持正常供电数秒钟。然而，由于飞轮体积庞大，噪音、稳定性均达不到要求，不具备规模应用的条件。

    直到20世纪60~70年代，才由美国宇航局研究中心开始把飞轮作为蓄能电池应用在卫星上。到了90年代后，由于高强度碳素纤维复合材料的出现，大大增加了单位质量中的动能储量；磁悬浮技术和高温超导技术的研究进展迅速，利用磁悬浮和真空技术，使飞轮转子的摩擦损耗和风损耗都降到了最低限度；以及电子电力技术的新进展，给飞轮储能技术带来了巨大的发展空间。

    飞轮UPS由于自身的机械储能方式，较之传统电源的化学储能方式，不仅供电效率大幅度提高，可靠性也遥遥领先。据业界的统计，传统UPS70%的故障是由蓄电池引起的，蓄电池经已成为传统的UPS系统中最不可靠的组成部分之一。而飞轮UPS在高速旋转的过程中储能和放电过程均可准确监控和计算，可靠性几近完美，过去困扰业界的零毫秒切换，亦可轻松实现。

    节能派上大用场

    据调查，超过70%的全球1000企业都将在今后5年内对数据中心的设备进行更新与扩展，应用和计算密度的快速增长，使得资本压力不断上升，数据中心的电力消耗在过去10年增长了5倍，一台1U服务器的使用成本高达采购成本的2倍，并且还在继续增加、能源价格飙升也导致更加困难的局面。。能源消耗所带来的成本已经成为IT业行业所消耗运营成本的30％到50％这其中，UPS、空调等周边设备的耗电量大大高于主机电量。这种持续增加的运营成本，如果不能加以改造，将成为数据中心用户心中永远的“痛”。

    与传统UPS电源相比，飞轮UPS的优势在节能方面的非常明显。首先，其供电效率高达98%，较之传统电源高出5%—6%。资料显示，例如一个10MW的数据中心供电效率每提高1%，一年节省电费就超过70万元；其次，飞轮UPS环境适应性极强，可以在摄氏0度—40度之间正常运转。过去用来为电池降温的空调不需要了，IT相关设备的电力消耗大幅度降低。据美国权威机构测算，使用Active Power公司一个飞轮UPS节省下来的电力足够101个家庭使用一年。在能耗矛盾已成突出矛盾的今天，飞轮UPS的节能特性使之倍受关注，也是其开始在欧美大规模应用的主要原因。

    不容忽视的绿色环保

    当前，数据中心二氧化碳排放量已占到全球二氧化碳排放量的2%，每年信息设备要向大气层排放大约3500万吨的废气，相当于整个航空工业的二氧化碳排放量。欧洲已推出新的碳排放标准。美国证券交易委员会也已发布了一个关于上市公司必须向投资者披露与气候变化有关的风险的新的指南。今年4月，美日欧达成绿色数据中心协议，美国能源部、美国环境保护署、欧盟行为准则和日本经济产业部对此十分支持。

    我国在十一五规划中积极提倡和推广使用可再生能源，发展以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济，成为实现我国社会经济可持续发展的必然选择。

    飞轮UPS完全抛弃传统蓄电池，完全无污染，无排放、百分之百可回收，轻松实现数据中心绿色电源系统建设。使用Active Power一个供电系统即可每年减少 818 吨 CO2 排放。2000年至今，Active Power已经消除了超过190万节铅酸蓄电池（约含2.7万吨铅）的使用，减少了超过80万吨CO2的排放，符合世界经济低碳化的世界潮流。

    当然，飞轮UPS也受到了一些质疑，比如储能时间过短，在国内机房现有条件下，能否与油机安全切换等等。即便如此，来自飞轮UPS的挑战依然不容小觑。■