오늘날 급변하는 기술 환경 속에서 데이터센터 소유주와 운영자는 높은 컴퓨팅 성능을 달성하는 동시에 탄소 중립을 유지해야 하는 이중 과제에 직면해 있습니다. 이러한 균형점을 찾기 위해 데이터센터 인프라 연구자들은 무정전 전원 공급 장치(UPS) 시스템과 리튬 배터리의 역동적인 파트너십에 주목하게 되었습니다. 리튬 배터리의 긴 사이클 수명을 활용하여 데이터센터는 피크 쉐이빙(peak shaving)과 밸리 필링(valley filling) 전략을 효과적으로 구현할 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 최적화된 전기 요금을 통해 운영 비용을 절감할 뿐만 아니라 에너지 저장을 통해 전력 부하의 균형을 맞추는 데에도 도움이 됩니다.
UPS 및 리튬 배터리 저장의 가치
피크 시간대와 비피크 시간대 전기 요금 차이가 큰 도시에서는 UPS와 리튬 배터리 저장 장치를 함께 사용하면 데이터 센터의 운영 비용을 상당히 절감할 수 있습니다. 이 시스템에 풍력이나 태양광과 같은 재생 에너지원을 추가하면 친환경 에너지 절감 효과가 더욱 커집니다. 경제적 이점 외에도 이 솔루션은 다음과 같은 여러 가지 추가적인 이점을 제공합니다.
- **전력망의 최대 부하 감소**: 이는 전기망의 안전한 운영에 기여합니다.
- **기존 장비의 활용 극대화**: 장비 효율성을 개선함으로써 시스템은 더 높은 부하율에서 작동할 수 있습니다.
- **시기적절한 배터리 성능 모니터링**: 이는 방전 중에 이상을 방지하는 데 도움이 됩니다.
상세한 계산에 따르면, UPS와 리튬 배터리 저장 솔루션을 구축하면 단 3~6년 만에 투자 비용을 회수할 수 있습니다. 균형 잡힌 전력 소비를 장려하고 피크 시간과 비피크 시간 간의 가격 격차를 점진적으로 확대하는 국가 정책을 고려할 때, 장기적인 전력 비용 절감 효과를 크게 실현하여 경제적 가치를 높일 수 있습니다.
UPS 및 리튬 배터리 저장 장치 제품 선택 기준
에너지 저장 모델을 효과적으로 구현하려면 UPS 시스템이 다음과 같은 설계 요구 사항을 준수해야 합니다.
1. 에너지 저장 기능은 배터리의 정상적인 방전을 방해해서는 안 됩니다.
2. 시스템은 충전 시작 및 종료 시간, 충전 전류, 방전 시작 및 종료 시간의 구성을 지원해야 합니다.
3. 정류기나 바이패스에서 공급되는 전류가 부족할 경우 방전 전류 한도를 설정할 수 있어야 합니다.
리튬 배터리 시스템의 요구 사항은 다음과 같습니다.
1. 에너지 저장형 리튬 배터리의 사용
2. 방전은 방전 정지 시간 또는 배터리 저전압 보호 지점에 도달하면 멈춰야 합니다.
3. 백업 시간은 1시간 이상이어야 합니다.
사례 연구: GREEN POWER의 장쑤성 데이터 센터 프로젝트
대표적인 사례로, 장쑤성에 위치한 GREEN POWER의 데이터 센터 프로젝트를 들 수 있습니다. 이 데이터 센터는 300kW의 부하 용량을 갖추고 있으며, 전력 공급 시스템에 인산철리튬 배터리를 사용하고 있습니다. 고객은 피크 저감 및 밸리 필링 기능을 구현하는 동시에 15분의 백업을 요구했습니다.
지역 피크 및 밸리 전기 가격
- **피크**: 1.2081 RMB/kWh (8:00-11:00, 17:00-22:00)
- **일반**: 0.7226 RMB/kWh (11:00-17:00, 22:00-24:00)
- **밸리**: 0.3265 RMB/kWh (0:00-8:00)
구성 고려 사항
구성의 주요 요소는 다음과 같습니다.
- **피크-밸리 가격 차이**: 1.2081 - 0.3265 = 0.8861 RMB/kWh
- **피크-정상 가격 차이**: 1.2081 - 0.7226 = 0.4855 RMB/kWh
- **정상가 가격 차이**: 0.7226 - 0.3265 = 0.3961 RMB/kWh
- **피크 및 밸리 지속 시간**: 각각 8시간(최대 방전 시간은 8시간입니다. 이 기간 내에 배터리를 완전히 충전해야 합니다).
- **배터리 팩 수**: 안전을 위해 최대 6팩으로 제한됩니다(총 용량은 1200AH를 초과할 수 없음).
- **충전 전류**: 완전히 충전하기에 충분해야 합니다.
- **방전 깊이**: 비상 전원 및 배터리 상태(150kW는 15분 백업에 약 200AH가 필요함).
따라서 리튬 배터리의 저장 용량은 960AH를 초과해서는 안 되며, 총 용량은 저장 용량에 200AH를 더한 것보다 적어서는 안 됩니다.
GREEN POWER의 솔루션
GREEN POWER의 솔루션에는 4N 전원 공급 시스템으로 구성된 4개의 ESSO 215K 상업용 에너지 저장 시스템 시리즈 UPS 시스템이 포함됩니다.ESSO 215K 상업용 에너지 저장 시스템은 최대 120A의 충전 전류를 제공하여 8시간 만에 960AH를 충전할 수 있습니다. 이 시스템은 512V 200Ah 에너지 저장용 리튬철인산염 배터리 5개와 함께 사용하여 피크 쉐이빙(peak shaving) 및 밸리 필링(valley filling)을 수행하며, 총 6개의 팩으로 구성됩니다. 78% 방전 심도와 5,000회 사이클 수명을 기준으로 예상되는 이점은 다음과 같습니다.
- 저장 모드에서 UPS 한 대의 일일 수입은 약 400위안이며, 이로 인해 월 수입은 약 12,000위안이 됩니다.
- 납산 배터리 교체 비용을 제외하고 리튬 배터리의 평균 수명은 13.7년이며, 투자 비용을 제외한 순수익은 약 100만 위안에 이를 수 있습니다.
- 납산 배터리를 교체할 경우 13.7년 내에 교체 횟수를 2회 줄이면 총 수익이 약 126만 위안으로 늘어날 수 있습니다.
결론: 데이터 센터의 에너지 저장의 미래
긴 수명, 높은 에너지 밀도, 그리고 친환경적인 장점 덕분에 리튬 배터리는 UPS 에너지 저장 장치의 주요 선택지가 되었습니다. GREEN POWER의 UPS 및 리튬 배터리 저장 솔루션은 탁월한 장점을 바탕으로 데이터 센터 에너지 절약 전략의 새로운 트렌드로 자리매김할 것으로 예상됩니다. 이러한 혁신적인 기술을 도입함으로써 데이터 센터는 높은 컴퓨팅 성능과 탄소 중립성을 동시에 달성하여 더욱 지속 가능한 미래를 향한 길을 열 수 있습니다.
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게시 시간: 2024년 10월 26일
