급변하는 기술 환경 속에서 데이터센터 소유주와 운영자는 높은 컴퓨팅 성능을 달성하는 동시에 탄소 중립을 유지해야 하는 이중적인 과제에 직면해 있습니다. 이러한 균형을 맞추기 위해 데이터센터 인프라 연구자들은 무정전 전원 공급 장치(UPS)와 리튬 배터리의 역동적인 조합에 주목해 왔습니다. 리튬 배터리의 긴 수명 주기를 활용함으로써 데이터센터는 피크 부하 저감 및 저부하 부하 분산 전략을 효과적으로 구현할 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 최적화된 전기 요금 책정을 통해 운영 비용을 절감할 뿐만 아니라 에너지 저장 장치를 통해 전력 부하 균형을 유지하는 데에도 도움이 됩니다.
UPS와 리튬 배터리 저장 장치의 가치
피크 시간대와 비피크 시간대의 전기 요금 차이가 큰 도시에서는 UPS와 리튬 배터리 저장 장치를 결합하여 데이터 센터의 운영 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 여기에 풍력 및 태양광과 같은 재생 에너지원을 추가하면 친환경 에너지 절감 효과가 더욱 두드러집니다. 경제적 이점 외에도 이 솔루션은 다음과 같은 여러 가지 추가적인 이점을 제공합니다.
- **전력망 최대 부하 감소**: 이는 전력망의 안전한 운영에 기여합니다.
- **기존 장비의 활용도 극대화**: 장비 효율을 개선함으로써 시스템은 더 높은 부하율로 작동할 수 있습니다.
- **배터리 성능에 대한 시기적절한 모니터링**: 방전 중 발생하는 이상 현상을 방지하는 데 도움이 됩니다.
상세 계산에 따르면, 무정전 전원 공급 장치(UPS)와 리튬 배터리 저장 장치를 설치하면 투자 비용을 3~6년 만에 회수할 수 있습니다. 균형 잡힌 전력 소비를 장려하고 피크 시간대와 비피크 시간대의 가격 차이를 점차 확대하는 국가 정책을 고려할 때, 장기적으로 상당한 전기 요금 절감 효과를 누릴 수 있어 경제적 가치가 더욱 높아집니다.
무정전 전원 공급 장치(UPS) 및 리튬 배터리 저장 장치 제품 선정 기준
에너지 저장 모델을 효과적으로 구현하려면 UPS 시스템은 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 시간 설정을 지원해야 합니다.
3. 방전 전류 제한을 설정할 수 있어야 하며, 전류가 부족할 경우 정류기 또는 바이패스를 통해 공급해야 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 반드시 중지되어야 합니다.
3. 백업 시간은 최소 1시간 이상이어야 합니다.
사례 연구: 그린파워의 장쑤성 데이터센터 프로젝트
대표적인 사례로 GREEN POWER가 장쑤성에 건설한 데이터센터 프로젝트를 들 수 있습니다. 이 데이터센터는 300kW의 부하 용량을 갖추고 있으며, 전력 공급 시스템에 리튬인산철 배터리를 사용합니다. 고객은 15분간의 백업 전력을 요구하는 동시에 피크 부하 저감 및 저점 부하 보정 기능도 구현해야 했습니다.
지역별 피크 시간대 및 비피크 시간대 전기 요금
- **피크 시간대**: 1.2081위안/kWh (8:00-11:00, 17:00-22:00)
- **일반**: 0.7226위안/kWh (11:00-17:00, 22:00-24:00)
- **밸리**: 0.3265위안/kWh (0:00-8:00)
구성 고려 사항
설정을 위한 주요 요소는 다음과 같습니다.
- **성수기-저수지 가격 차이**: 1.2081 - 0.3265 = 0.8861 위안/kWh
- **피크 시간대 가격과 일반 시간대 가격 차이**: 1.2081 - 0.7226 = 0.4855 위안/kWh
- **일반 가격과 밸리 가격 차이**: 0.7226 - 0.3265 = 0.3961 위안/kWh
- **최대 및 최소 전력 소모 시간**: 각 8시간 (최대 방전 시간 8시간, 배터리는 이 시간 내에 완전히 충전되어야 합니다).
- **배터리 팩 개수**: 안전상의 이유로 최대 6개 팩으로 제한됩니다(총 용량은 1200AH를 초과할 수 없음).
- **충전 전류**: 완전 충전에 충분한 전류가 공급되어야 합니다.
- **방전 심도**: 비상 전력 공급 및 배터리 수명 유지를 위해 (150kW 출력 시 15분 백업에 약 200AH의 배터리 용량 필요).
따라서 리튬 배터리의 저장 용량은 960AH를 초과해서는 안 되며, 총 용량은 저장 용량에 200AH를 더한 값 이상이어야 합니다.
그린 파워의 솔루션
GREEN POWER의 솔루션은 4N 전원 공급 시스템으로 구성된 4개의 ESSO 215K 상업용 에너지 저장 시스템 시리즈 UPS 시스템을 포함합니다.ESSO 215K 상업용 에너지 저장 시스템은 최대 120A의 충전 전류를 제공하여 8시간 만에 960AH를 충전할 수 있습니다. 이 시스템은 피크 부하 감소 및 저부하 보충을 위해 5개의 512V 200AH 리튬인산철 배터리 팩과 결합되어 총 6개의 팩으로 구성됩니다. 방전 심도 78% 및 사이클 수명 5,000회를 기준으로 예상되는 이점은 다음과 같습니다.
- UPS 한 대를 보관 모드로 가동할 경우 일일 수익은 약 400위안이며, 이를 통해 월 수익은 약 12,000위안 정도입니다.
납축전지 교체를 제외하고 리튬 배터리의 평균 수명이 13.7년이라고 가정할 때, 투자 비용을 제외한 순수익은 약 100만 위안에 달할 수 있습니다.
- 납축전지를 교체할 경우, 13.7년 내에 교체 횟수를 두 번 줄이면 총 수익이 약 126만 위안 증가할 수 있습니다.
결론: 데이터센터 에너지 저장의 미래
리튬 배터리는 긴 수명, 높은 에너지 밀도, 그리고 친환경적인 이점 덕분에 UPS 에너지 저장 장치의 주류로 자리 잡았습니다. GREEN POWER의 UPS 및 리튬 배터리 저장 솔루션은 이러한 명확한 장점을 바탕으로 데이터 센터의 에너지 절약 전략에 새로운 트렌드를 제시할 것으로 기대됩니다. 이러한 혁신적인 기술을 도입함으로써 데이터 센터는 높은 컴퓨팅 성능과 탄소 중립을 효과적으로 달성하여 더욱 지속 가능한 미래를 위한 발판을 마련할 수 있습니다.
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게시 시간: 2024년 10월 26일
