飞轮系统在数据中心的应用和发展

当前的三相UPS电池系统比之前的产品集成了更智能的传感器、处理器和更高效的组件，从而为数据中心管理人员提供了更加可靠和紧凑的电源解决方案。这是一个好消息，但是，就与UPS电源配套部署的电池组而言，由于其本身的化学性质，很难进一步减小尺寸，并且价格高昂。数据中心的环境控制、泄漏控制、抗震机架要求、导管、电缆运行以及持续维护、安全、环境影响和其他问题显著增加了基于电池的UPS电源系统的生命周期成本。那么，组织需要为此做些什么？ 

不可否认，电力设备的体积和能耗会给数据中心设施（尤其是占地面积有限的设施）带来挑战。将飞轮系统作为UPS电源的储能组件是一种非常节能可靠且具有成本效益的方法。飞轮系统利用高速飞轮的动能存储能量，并提供恒定的直流电源。三相UPS电源采用的飞轮系统，起到与电池组一样的储能作用。电池组通过UPS电源的直流总线进行充电流，并在放电期间向UPS逆变器提供直流电源。飞轮系统并不像电池组那样对温度比较敏感，因此不需要对飞轮系统进行额外的冷却，从而消除了昂贵的电池组维护和更换过程，并降低了能源成本。如今的飞轮技术使其能够在无数次循环中以高速率进行储能和放电，并且在20年使用寿命周期中的性能都不会退化，而传统的铅酸蓄电池组的性能在不到一半使用寿命的时间内就开始退化。

铅酸蓄电池一直是UPS电源的标准储能组件，由于价格因素，其经济始终是一个问题。并且由于其化学性质，很难准确预测电池的可靠性。在设计包含铅酸电池的系统时，重要的考虑因素包括：

•危险品许可证

•防止酸液泄漏

•地板荷载问题

•充电时间慢

•铅处理合规性和运输

•温度控制

在飞轮系统20年的使用寿命中，由于维护要求最低、无废物处置问题、无冷却成本，并且总拥有成本低于铅酸电池型，因此将会得到数据中心运营商的青睐。与使用5分钟的铅酸蓄电池组相比，飞轮系统可以每年节省10万至20万美元。实际上，飞轮系统的投资回报计算在四年内就可以收回全部投资。此外，采用无触点磁悬浮技术的飞轮系统可为用户节省10,000美元，因为无需更换轴承。

UPS电源的电池组确实提供了更长的备用时间，通常为10分钟，而典型飞轮配置提供的备用时间为20秒。但是，如果在停电期间几秒钟后，备用柴油发电机如果仍未启动，那么10分钟后也不太可能启动。

采用飞轮系统的好处

飞轮系统正越来越多地用于确保关键任务应用（从医院到政府机构）的最高电能质量和可靠性。飞轮系统的灵活性允许根据预算、可用空间和环境方面的考虑，量身定制各种配置，以达到最终用户所需的精确功率保护水平。