Como funcionam as baterias UPS em data centers?

Baterias UPS mantenha os data centers funcionando durante quedas de energia, fornecendo energia armazenada a uma fonte de alimentação ininterrupta (UPS), que fornece eletricidade contínua a equipamentos críticos de TI. Este backup imediato evita interrupções de energia enquanto os geradores iniciam ou os operadores preparam um desligamento controlado.

No entanto, manter um data center online exige mais do que instalar um grande banco de baterias. O UPS deve converter a energia, responder às mudanças de carga, gerenciar a descarga da bateria e coordenar-se com a infraestrutura de energia de reserva da instalação.

Compreender como esses componentes funcionam juntos ajuda os operadores de data centers a avaliar as tecnologias de bateria, determinar o tempo de execução de backup e selecionar uma solução de bateria que atenda aos requisitos de energia de suas instalações.

Como as baterias UPS mantêm os data centers funcionando durante uma interrupção

As baterias do UPS armazenam energia elétrica e a liberam quando a energia recebida fica indisponível. Em um UPS on-line de dupla conversão, as baterias suportam o sistema de energia CC enquanto o inversor fornece continuamente energia CA para servidores, equipamentos de armazenamento e infraestrutura de rede.

Este arranjo permite que o UPS mantenha a saída durante uma falha de rede elétrica sem esperar pela partida de um gerador de reserva.

O processo fica mais claro quando dividido em três etapas operacionais.

Operação normal: conversão de energia e carregamento da bateria

Durante a operação normal, a eletricidade entra no data center através da conexão da rede elétrica e da infraestrutura de distribuição elétrica.

Numa UPS online de dupla conversão, a energia segue um caminho definido:

Energia CA da concessionária → Retificador → Barramento CC → Inversor → Equipamento crítico de TI

O retificador converte a corrente alternada de entrada (CA) em corrente contínua (CC). O barramento CC alimenta então o inversor, que converte essa energia novamente em energia CA regulada para o equipamento protegido.

Enquanto isso, o sistema de carregamento da bateria mantém o estado de carga necessário.

A bateria não precisa descarregar continuamente enquanto a energia da rede elétrica estiver disponível. Em vez disso, a UPS mantém a sua reserva de energia pronta para uma interrupção.

Este design fornece duas funções importantes. O UPS mantém uma fonte de alimentação controlada para equipamentos sensíveis, enquanto as baterias permanecem disponíveis para suportar a carga se a energia de entrada desaparecer.

Alguns sistemas UPS também incluem um caminho de bypass estático automático para condições operacionais específicas ou falhas de equipamento. A operação de bypass difere da operação normal de dupla conversão porque a carga pode receber energia através de um caminho separado.

Falha de energia: descarga da bateria e saída do inversor

Quando a energia da rede elétrica falha, o retificador não pode mais fornecer sua entrada normal da rede. O sistema de bateria suporta imediatamente o barramento DC do UPS.

O inversor continua convertendo eletricidade CC em saída CA, permitindo que servidores conectados e equipamentos de rede permaneçam alimentados.

O caminho do poder se torna:

Banco de baterias → Barramento CC → Inversor UPS → Equipamento crítico de TI

Num sistema de dupla conversão online funcionando corretamente, o inversor já alimenta a carga antes da interrupção. Consequentemente, a transição para a energia da bateria não exige que o inversor parta de uma condição parada.

Isto explica por que os sistemas UPS on-line são amplamente utilizados para aplicações de missão crítica. Sua arquitetura operacional suporta saída contínua quando a fonte de entrada falha.

No entanto, nem todo UPS segue o mesmo projeto operacional. Os sistemas UPS em espera e interativos em linha usam diferentes caminhos de energia e podem ter um tempo de transferência especificado ao mudar para operação com bateria.

O nível de proteção de energia necessário para um data center depende, portanto, do sistema de bateria e da topologia do UPS.

Aquisição do Gerador e Recarga da Bateria

As baterias do UPS e os geradores de backup desempenham funções diferentes durante uma queda de energia.

A bateria responde imediatamente. O gerador fornece uma fonte alternativa de eletricidade após a partida e estabilização.

Uma sequência típica é assim:

1. A energia da rede elétrica falha e as baterias do no-break suportam a carga protegida.
2. O sistema de controle do gerador da instalação detecta a perda de energia da rede elétrica e inicia a partida.
3. O gerador atinge a tensão e frequência operacionais necessárias.
4. O equipamento de transferência conecta as cargas apropriadas da instalação à energia do gerador.
5. O no-break retorna à operação normal suportada e começa a recarregar as baterias de acordo com o perfil de carregamento aprovado.

A sequência real depende do projeto elétrico da instalação, dos controles do gerador e da configuração do UPS.

Muitos data centers usam sistemas de baterias de curta duração porque seu objetivo principal é preencher o intervalo entre a falha da rede elétrica e a operação do gerador.

Por exemplo, uma instalação UPS projetada em torno de um requisito de backup de 10 minutos precisa de energia utilizável e potência de descarga suficientes para transportar a carga protegida durante o período de transição especificado, incluindo qualquer margem de engenharia necessária.

O gerador poderá então apoiar a instalação por um período prolongado, sujeito à disponibilidade de combustível, capacidade do equipamento e condições de operação do local.

Juntos, o UPS e o gerador formam um sistema coordenado de proteção de energia.

Quais tipos de baterias UPS são usadas em data centers?

Os data centers geralmente usam baterias de chumbo-ácido reguladas por válvula (VRLA) e baterias de íons de lítio para energia de backup do UPS. Níquel-zinco e outras tecnologias de baterias também atendem instalações selecionadas.

Cada tecnologia armazena energia através de um processo eletroquímico diferente, influenciando o comportamento da descarga, os requisitos de manutenção, a vida útil e a instalação física.

A bateria correta do data center deve atender aos requisitos de energia e tempo de execução da instalação e, ao mesmo tempo, corresponder ao equipamento UPS.

Baterias de chumbo-ácido VRLA

As baterias VRLA são uma tecnologia bem estabelecida em instalações UPS de data centers.

Eles usam eletrodos à base de chumbo e um eletrólito imobilizado, normalmente em tapete de vidro absorvido (AGM) ou designs de gel. A recombinação interna de gás reduz a manutenção rotineira do eletrólito em comparação com as tradicionais baterias de chumbo-ácido inundadas.

Os bancos de baterias VRLA são amplamente compreendidos pelas equipes de instalações e apoiados por práticas estabelecidas de instalação e manutenção de UPS.

Para data centers com infraestrutura existente de chumbo-ácido, essas características podem simplificar a operação contínua.

Outro desenvolvimento na tecnologia VRLA é o chumbo puro de placa fina (TPPL).

As baterias TPPL usam placas finas de chumbo feitas de chumbo de alta pureza, aumentando a área de superfície do eletrodo disponível e suportando o fornecimento de energia em alta taxa.

O design também pode reduzir a resistência interna e suportar características de recarga favoráveis, dependendo da construção da bateria e das condições de operação.

Estas propriedades são particularmente relevantes para aplicações UPS de curta duração, onde as baterias devem fornecer energia substancial durante um breve período.

O ambiente operacional ainda é importante. A temperatura ambiente, as condições de carga, a frequência de descarga e a idade da bateria influenciam o desempenho a longo prazo.

À medida que os data centers adotam equipamentos de computação de maior densidade, os programas de manutenção de baterias devem levar em conta as mudanças nas condições térmicas e na carga elétrica, em vez de depender apenas de intervalos históricos de substituição.

Baterias de íon-lítio e LiFePO4

As baterias de íons de lítio armazenam e liberam energia movendo os íons de lítio entre seus eletrodos positivos e negativos durante a carga e a descarga.

Em comparação com muitos projetos convencionais de chumbo-ácido, a tecnologia de íons de lítio oferece maior densidade de energia e pode suportar uma vida útil mais longa sob condições operacionais adequadas.

Para data centers, essas características podem se traduzir em mais espaço utilizável para equipamentos, menos substituições planejadas de baterias e amplos recursos de monitoramento de baterias.

O fosfato de ferro-lítio (LiFePO4 ou LFP) é um produto químico de íon-lítio usado em armazenamento estacionário de energia e aplicações de backup.

As baterias LiFePO4 combinam uma química catódica relativamente estável com armazenamento de energia recarregável e eletrônica de gerenciamento de bateria.

Um sistema de bateria LiFePO4 adequadamente projetado pode monitorar a tensão, a corrente e a temperatura da célula enquanto controla a carga e a descarga dentro de seus limites especificados.

Esse monitoramento integrado ajuda as equipes das instalações a compreender as condições de operação da bateria, em vez de depender apenas da tensão geral de uma série de baterias.

As baterias UPS à base de lítio também podem suportar perfis de carga controlados e eventos de descarga repetidos de acordo com suas classificações individuais.

Para instalações que avaliam custos operacionais de longo prazo, a comparação relevante inclui a vida útil esperada, programação de substituição, monitoramento, requisitos de instalação e o custo total de propriedade.

Níquel-Zinco e outros produtos químicos para baterias de UPS

As baterias de níquel-zinco são outra tecnologia usada em instalações selecionadas de UPS em data centers.

Seu projeto eletroquímico suporta descargas de alta potência, tornando-os relevantes para aplicações onde uma energia substancial deve ser fornecida em um período relativamente curto.

Gabinetes comerciais de baterias UPS de níquel-zinco estão disponíveis para sistemas de data center compatíveis.

As baterias de níquel-cádmio também aparecem em aplicações especializadas de energia estacionária, particularmente onde requisitos ambientais ou operacionais específicos influenciam a seleção da bateria.

Embora estas tecnologias desempenhem funções diferentes, o requisito de engenharia central permanece o mesmo: o banco de baterias deve fornecer a energia CC necessária durante o período necessário enquanto funciona dentro dos limites eléctricos do sistema UPS.

Soluções de bateria MANLY para backup de UPS de data center

Fabricantes de baterias MANLY Massa LiFePO4y sistemas para aplicações de energia de reserva, telecomunicações e armazenamento de energia industrial.

Como fabricante e fornecedor de baterias, oferecemos suporte a requisitos personalizados envolvendo voltagem, capacidade, configuração física e recursos de gerenciamento de bateria.

Para operadores de data centers, o projeto apropriado da bateria depende da arquitetura elétrica e do equipamento que requer proteção. Sistemas UPS de alta tensão, infraestrutura de rede e instalações de computação de ponta podem exigir diferentes configurações de bateria.

Os seguintes produtos MANLY Battery ilustram essas áreas de aplicação.

MLP30000U 307,2V 100Ah: Sistema de energia para data center

Especificações principais: Tensão nominal 307,2V | Capacidade nominal de 100Ah | Sistema de bateria de aproximadamente 30 kWh | Tensão de carga máxima de 350,4 V

Sistema de energia para data center MANLY Battery MLP30000U foi projetado de acordo com os requisitos de CC de alta tensão associados às aplicações de energia de backup de data centers. Sua configuração de 307,2 V fornece uma arquitetura elétrica diferente das baterias de telecomunicações de baixa tensão, tornando-a relevante para projetos que avaliam bancos de baterias de alta tensão. O sistema combina quatro unidades de bateria de 7,68 kWh com componentes de montagem e conexão, fornecendo aproximadamente 30,72 kWh de energia nominal armazenada. Essa configuração oferece aos engenheiros um ponto de partida definido para avaliar a capacidade da bateria, a tensão operacional e a integração física. Sua aplicação é especialmente relevante onde os projetistas de instalações precisam de um sistema de bateria de data center construído especificamente para esse fim, em vez de uma coleção de baterias menores de uso geral. A capacidade de descarga final e a compatibilidade do UPS devem ser estabelecidas de acordo com os requisitos técnicos do equipamento pretendido.

MLP48100 51,2V 100Ah: Bateria para montagem em rack para infraestrutura de rede

Especificações principais: Tensão nominal de 51,2V | Capacidade 100Ah | 5,12 kWh de energia nominal | Tensão de carga máxima de 58,4V

Bateria MANLY MLP48100 Bateria de telecomunicações concentra-se nos requisitos de energia de backup de comunicações e infraestrutura de rede. Seu design LiFePO4 para montagem em rack fornece 5,12 kWh de energia nominal em uma configuração de bateria de classe de 48 V, suportando aplicações como equipamentos de acesso à rede, sistemas de comunicação e instalações de backup relacionadas. O sistema de gerenciamento de bateria integrado fornece funções de proteção, enquanto o design do módulo integrado suporta instalação prática baseada em rack e acesso para manutenção. Para data centers que operam equipamentos de comunicação distribuída ou sistemas de backup de baixa tensão compatíveis, esta bateria oferece uma combinação definida de capacidade de energia, integração de rack e tecnologia LiFePO4. A bateria MANLY também oferece suporte à personalização de tensão, capacidade e dimensões físicas para projetos com requisitos de instalação específicos.

Bateria de telecomunicações 51,2 V 50Ah: backup de data center de borda

Especificações principais: Tensão nominal de 51,2V | Capacidade 50Ah | 2,56 kWh de energia nominal | Corrente máxima de descarga contínua 50A | Comunicação RS485/CAN

Bateria MANLY 48V 50Ah Bateria de íons de lítio para telecomunicações é construído em torno de backup de comunicações compacto baseado em rack. Sua capacidade nominal de 2,56 kWh e seu invólucro metálico o tornam relevante para gabinetes de rede, instalações remotas de telecomunicações e infraestrutura de borda com requisitos de energia definidos. As interfaces de comunicação RS485 e CAN fornecem uma base para a integração de informações operacionais da bateria em equipamentos de monitoramento e controle compatíveis. A classificação de descarga contínua de 50 A especificada é uma referência de engenharia especialmente útil porque ajuda a determinar se o módulo pode suportar a demanda de energia necessária, em vez de depender apenas da capacidade. Para locais de rede distribuída, a combinação de instalação compacta, funções de proteção de bateria e capacidade de comunicação oferece uma base prática para projetar um sistema de backup específico para o local.

Essas configurações demonstram como diferentes designs de baterias atendem a diferentes requisitos de infraestrutura.

Um operador de data center que seleciona uma bateria apropriada deve começar com as especificações de entrada do UPS, a potência de descarga necessária, o tempo de execução desejado e a arquitetura de monitoramento. Nossa equipe de engenharia pode então revisar os requisitos elétricos e discutir a configuração da bateria necessária para o projeto.

Por quanto tempo as baterias UPS podem alimentar um data center?

As baterias do UPS podem suportar um data center por vários minutos ou mais, dependendo da carga protegida e do design do sistema de bateria.

Muitas instalações apoiadas por geradores utilizam o tempo de execução da bateria medido em minutos porque as baterias suportam principalmente a transição para a geração em espera.

Outras instalações requerem períodos de backup mais longos para continuidade da rede, procedimentos operacionais ou desligamento controlado.

Não existe um tempo de execução universal que se aplique a todas as baterias do data center.

Carga crítica, capacidade da bateria e tempo de execução

O tempo de funcionamento da bateria depende da quantidade de energia que o equipamento protegido consome e da quantidade de energia utilizável que o sistema de bateria pode fornecer.

Três medidas são especialmente importantes:

• Quilowatts (kW): A potência real exigida pela carga protegida.
• Quilowatt-hora (kWh): A quantidade de energia elétrica armazenada ou entregue.
• Quilovolt-amperes (kVA): A classificação de potência aparente usada para equipamentos UPS.

A energia da bateria e a capacidade de energia do UPS estão relacionadas, mas medem coisas diferentes.

Para uma estimativa preliminar:

Energia CA necessária (kWh) = Carga protegida (kW) × Tempo de execução (horas)

Considere uma instalação ilustrativa protegendo uma carga constante de 30kW durante 10 minutos.

A energia CA necessária é:

30 kW × (10 ÷ 60) = 5 kWh

Isso significa que o equipamento conectado precisa de 5 kWh de energia CA fornecida durante esse intervalo.

Se o inversor UPS operar com uma eficiência presumida do 95% durante a descarga da bateria, o requisito teórico de energia da bateria será:

5 kWh ÷ 0,95 ≈ 5,26 kWh

Este é um cálculo ilustrativo, não um tempo de execução testado para qualquer produto MANLY Battery.

Um projeto prático também deve levar em conta o estado utilizável da carga, os limites de tensão, o envelhecimento da bateria, a temperatura, a margem de reserva e a taxa de descarga selecionada.

Estas condições adicionais determinam a capacidade real necessária da bateria.

Por que a classificação de energia da bateria é tão importante quanto kWh

Uma bateria pode armazenar energia suficiente, mas ainda assim ser incapaz de fornecer a energia necessária com a taxa de descarga necessária.

Esta distinção é especialmente importante em aplicações UPS de data centers.

Um no-break geralmente mantém uma potência de saída quase constante enquanto opera com baterias. À medida que a tensão da bateria diminui durante a descarga, o sistema pode precisar consumir mais corrente para manter a mesma potência.

Correntes mais altas aumentam as demandas nas células, fiação, contatores, fusíveis e sistema de gerenciamento de bateria.

Por esta razão, os engenheiros devem examinar tanto a capacidade energética quanto a capacidade energética.

As especificações da bateria, como corrente máxima de descarga contínua, corrente de pico permitida e tensão operacional mínima, ajudam a estabelecer a saída disponível.

A taxa C oferece outra maneira de descrever a carga da bateria.

Por exemplo, uma bateria de 100Ah que fornece 100A opera a uma taxa de descarga nominal de 1C. Fornecer 200A da mesma capacidade corresponde a 2C.

Esses valores descrevem a intensidade da descarga. Eles não garantem que uma bateria específica suporte a corrente indicada ou que a bateria possa mantê-la durante um período de descarga completa.

Os projetos de UPS de curta duração também se beneficiam dos dados de descarga de energia constante fornecidos pelo fabricante, que relacionam a potência de saída disponível a um tempo de operação e tensão final definidos.

Um fornecedor de baterias deve fornecer informações técnicas suficientes para que o integrador do UPS avalie esses requisitos.

Para uma explicação mais profunda, consulte nosso guia de taxa C da bateria UPS do data center.

Inicialização do gerador, tempo de transferência e margem de desligamento

A duração necessária do backup deve refletir o que acontece depois que a energia da rede elétrica desaparece.

Uma instalação apoiada por gerador precisa de autonomia de bateria suficiente para cobrir a partida do gerador, estabilização, transferência de carga e uma margem operacional apropriada.

O projeto também deve considerar a possibilidade de uma inicialização atrasada ou de uma transferência malsucedida.

Instalações sem um gerador adequado podem precisar de tempo de execução adicional para suportar serviços críticos de rede ou concluir um desligamento controlado.

Por exemplo, um local de computação de ponta pode depender de bateria reserva para manter as comunicações enquanto o equipamento segue uma sequência de desligamento automatizado.

Uma instalação maior pode usar baterias UPS principalmente para fazer a ponte entre a energia da rede elétrica e do gerador.

Essas aplicações impõem diferentes demandas à capacidade da bateria e à potência de descarga.

Aumentar a capacidade de energia pode prolongar o tempo de funcionamento, mas adicionar módulos de bateria não aumenta automaticamente a potência nominal de saída do equipamento UPS.

A solução completa da bateria deve, portanto, ser projetada em torno da duração esperada e da carga máxima protegida.

Como as baterias do data center são monitoradas e mantidas?

A operação confiável da bateria do UPS requer monitoramento contínuo, manutenção programada e verificação de que o sistema instalado pode fornecer o desempenho de backup necessário.

Um banco de baterias pode permanecer totalmente carregado por longos períodos, mas sua prontidão ainda depende da condição da célula, das conexões elétricas, da temperatura ambiente e da operação do sistema de controle.

O monitoramento fornece visibilidade dessas condições antes que ocorra uma interrupção de energia.

Sistemas de gerenciamento de bateria e monitoramento em tempo real

Um sistema de gerenciamento de bateria, ou BMS, mede e controla condições operacionais importantes dentro de uma bateria.

Nos sistemas LiFePO4, essas funções geralmente incluem:

• Monitoramento da tensão da bateria e tensões de células individuais.
• Medição de corrente de carga e descarga.
• Monitorando as temperaturas da bateria e das células.
• Gerenciando limites operacionais e respostas de proteção.
• Apoiando o equilíbrio celular.
• Relatando o status da bateria e informações de falha.

O BMS ajuda a proteger a bateria quando as condições elétricas ou térmicas ultrapassam os limites configurados.

Para operações de data center, as informações de monitoramento tornam-se especialmente valiosas quando conectadas à infraestrutura de monitoramento mais ampla da instalação.

Interfaces de comunicação compatíveis podem permitir que informações operacionais da bateria cheguem a controladores externos ou sistemas de supervisão.

Isso possibilita que os operadores monitorem o estado da bateria, revisem alarmes e coordenem a manutenção com outros equipamentos elétricos.

Um BMS não é o mesmo que um controlador UPS. Os dois sistemas desempenham funções complementares e devem comunicar-se adequadamente quando a arquitetura selecionada exigir controle coordenado.

Teste, manutenção e substituição de baterias

Um programa de manutenção deve confirmar que as baterias do UPS ainda podem cumprir a função exigida e não apenas que apresentam uma tensão de carga normal.

Atividades úteis incluem revisão de alarmes de bateria, inspeção de conexões, monitoramento de temperatura, registro de medições elétricas e realização de testes aprovados de capacidade ou tempo de execução.

Os requisitos de manutenção variam de acordo com a química da bateria.

Instalações VRLA estacionárias podem usar IEEE 1188-2025 como referência para práticas de manutenção, testes e substituição.

As instalações de íons de lítio dependem de instruções específicas do fabricante da bateria, informações do BMS e procedimentos de teste de sistema aprovados.

O envelhecimento da bateria é particularmente importante na interpretação dos resultados do monitoramento.

A capacidade pode diminuir com o tempo e as condições operacionais podem afetar a rapidez com que esse declínio ocorre.

As temperaturas elevadas, o comportamento de carregamento, os eventos de descarga e o perfil operacional influenciam o desempenho da bateria a longo prazo.

Os data centers modernos também enfrentam demandas em constante mudança, à medida que a computação de IA e a infraestrutura de alta densidade aumentam a carga elétrica e afetam as estratégias de resfriamento.

Consequentemente, os operadores devem analisar se os cronogramas históricos de manutenção ainda se ajustam ao ambiente atual do sistema de baterias.

Um registro de manutenção útil conecta a condição medida da bateria com o tempo de execução real necessário para a instalação.

Para procedimentos mais detalhados, consulte nosso Lista de verificação de manutenção de bateria UPS de data center.

Redundância e resposta a falhas de bateria

Os data centers geralmente incorporam redundância para que equipamentos críticos permaneçam protegidos quando um componente de energia exigir manutenção ou apresentar uma falha.

Os conceitos comuns de projeto elétrico incluem configurações N, N+1 e 2N.

Um projeto N fornece a capacidade necessária para suportar a carga pretendida.

N+1 adiciona capacidade redundante além do requisito mínimo, enquanto 2N geralmente envolve dois caminhos de capacidade independentes, cada um projetado para transportar a carga necessária.

A proteção real fornecida depende da arquitetura elétrica completa, incluindo módulos UPS, caminhos de distribuição, sistemas de baterias, equipamentos de comutação e fontes de alimentação de TI conectadas.

O monitoramento da bateria contribui para essa arquitetura, detectando condições operacionais anormais e relatando falhas.

Contudo, a redundância deve ser avaliada no nível do sistema. Adicionar capacidade de bateria por si só não cria necessariamente um caminho de alimentação redundante e independente.

Para os operadores, o objetivo é manter energia disponível suficiente, mesmo quando eventos de manutenção ou de equipamento afetam componentes individuais.

O que você deve verificar antes de integrar uma bateria de data center a um UPS?

Uma bateria de data center deve corresponder eletricamente ao sistema UPS, operar dentro das condições ambientais exigidas e satisfazer os requisitos de segurança aplicáveis ​​à sua instalação.

A tensão nominal e a capacidade energética são pontos de partida úteis, mas não estabelecem compatibilidade completa.

O fabricante do UPS, o fabricante da bateria e o integrador do sistema devem confirmar a configuração final antes do comissionamento.

Tensão UPS, carregamento e compatibilidade com BMS

A integração da bateria começa com os requisitos de entrada DC do UPS.

A tensão nominal da bateria deve estar alinhada com a arquitetura do UPS, mas a faixa completa de tensão operacional da bateria é igualmente importante.

A tensão de carga, a tensão de corte de descarga e os limites de corrente também devem ser compatíveis.

Para sistemas LiFePO4, o equipamento de carregamento deve seguir um perfil de carregamento aprovado. O sistema de gerenciamento de bateria deve suportar as condições de descarga exigidas e quaisquer funções de comunicação ou controle necessárias.

Por exemplo, a bateria MANLY MLP48100 tem tensão nominal de 51,2 V, enquanto a MLP30000U usa tensão nominal de sistema de 307,2 V.

Estas especificações correspondem a diferentes configurações elétricas e devem ser avaliadas em relação à arquitetura CC pretendida do UPS.

Outras considerações incluem o dimensionamento dos cabos, os dispositivos de proteção, o isolamento da bateria, o layout da instalação e a interface de comunicação necessária.

Uma solução de bateria personalizada pode ser projetada de acordo com requisitos específicos do projeto, mas a compatibilidade deve ser estabelecida por meio de revisão técnica documentada e testes de sistema apropriados.

Padrões de segurança de bateria e proteção contra incêndio dos EUA

As instalações de baterias de data centers nos Estados Unidos podem se enquadrar em vários padrões de segurança de equipamentos e códigos elétricos ou de incêndio adotados.

Os requisitos aplicáveis ​​dependem da química da bateria, da capacidade de instalação, da configuração do equipamento e da jurisdição local.

Referências importantes incluem:

• UL 1778: Requisitos de segurança para equipamentos de fonte de alimentação ininterrupta.
• UL 1973: Requisitos de segurança para baterias usadas em aplicações de energia estacionárias e certas aplicações de energia auxiliar.
• UL 9540A: Um método de teste para avaliar a propagação de fogo térmico em sistemas de armazenamento de energia de bateria.
• NFPA 855: Requisitos que abordam os perigos associados aos sistemas estacionários de armazenamento de energia, quando aplicável à instalação.

Essas referências têm finalidades diferentes. Um teste UL 9540A concluído não é equivalente a uma certificação geral de produto.

Da mesma forma, a declaração de um fabricante de que as suas baterias utilizam uma substância química específica não estabelece que cada configuração de bateria foi certificada de acordo com um determinado padrão.

Para um projeto de data center nos EUA, os engenheiros devem verificar a documentação necessária para o equipamento e instalação exatos, incluindo quaisquer requisitos impostos pela autoridade local com jurisdição.

Esta revisão apoia a integração elétrica segura e ajuda os operadores a planejar procedimentos adequados de proteção contra incêndio e emergência.

Requisitos de espaço, resfriamento e instalação do rack

A seleção da bateria também afeta o design físico do data center.

O espaço necessário no rack, a disposição do gabinete, as folgas de acesso e as condições de resfriamento dependem do sistema de bateria e de sua configuração elétrica.

Os módulos montados em rack podem suportar a integração ordenada de equipamentos em comunicações e infraestrutura de rede.

Sistemas de baterias maiores podem exigir gabinetes dedicados, equipamentos de proteção elétrica e acesso planejado para manutenção.

A gestão da temperatura merece atenção especial.

O desempenho e a vida útil da bateria dependem do ambiente operacional, enquanto a carga e a descarga devem permanecer dentro dos limites de temperatura especificados.

A densidade do equipamento também pode influenciar o fluxo de ar e a disposição da infra-estrutura eléctrica de apoio.

Para projetos que envolvam computação de alta densidade ou instalações em expansão, estes fatores devem ser considerados juntamente com a capacidade nominal da bateria.

A bateria MANLY suporta personalização de OEM e ODM para tensão, capacidade, dimensões e requisitos de configuração de bateria relacionados.

Trabalhar diretamente com um fabricante de baterias permite que as equipes de projeto definam seus requisitos elétricos e de instalação antes de selecionar a montagem final da bateria.

Perguntas frequentes

Uma bateria UPS pode alimentar um data center inteiro?

Um sistema de bateria UPS normalmente suporta as cargas conectadas à sua arquitetura de distribuição de energia protegida, em vez de fornecer automaticamente todos os dispositivos elétricos da instalação. Essas cargas podem incluir servidores, equipamentos de rede, infraestrutura de armazenamento e controles críticos selecionados.

A cobertura real depende do projeto do UPS e do sistema de distribuição elétrica. Os operadores de data centers devem identificar quais cargas exigem energia ininterrupta e calcular a capacidade da bateria de acordo com esses requisitos. Outras cargas de instalações podem ser suportadas através de sistemas UPS separados ou geração de espera.

O que acontece se o gerador de backup não iniciar?

Se um gerador de reserva não iniciar, o no-break poderá continuar operando com energia da bateria até que a energia disponível da bateria ou outro limite operacional do sistema seja atingido. O tempo de execução restante depende da carga protegida e do estado do banco de baterias.

As instalações podem usar geradores redundantes, fontes de energia alternativas e procedimentos de desligamento automatizados para gerenciar esta situação. A reserva de bateria necessária deve refletir a estratégia de recuperação do local, incluindo tempo suficiente para alarmes apropriados e ações controladas.

Quanto tempo leva para recarregar as baterias do UPS do data center?

O tempo de recarga da bateria do UPS depende da química da bateria, profundidade de descarga, capacidade do carregador, limites de corrente de carga e condições de temperatura. Uma descarga curta geralmente requer menos energia para ser reabastecida do que uma descarga mais profunda, mas o perfil de carga também determina a rapidez com que a bateria pode retornar ao seu estado de carga alvo.

Os sistemas LiFePO4 usam parâmetros de carregamento controlados gerenciados pelo carregador e pelos componentes eletrônicos de proteção da bateria. Para perturbações repetidas de energia, os operadores devem avaliar a capacidade de recarga juntamente com o desempenho de descarga para confirmar a prontidão para o próximo evento.

Qual é a diferença entre uma bateria UPS e uma bateria reserva normal?

Uma bateria UPS é selecionada para suportar os requisitos elétricos e operacionais de um sistema específico de fonte de alimentação ininterrupta. Dependendo da instalação, isso pode envolver altas correntes de descarga, faixas de tensão CC definidas, resposta rápida e integração com equipamentos de monitoramento.

Uma bateria reserva de uso geral também pode armazenar energia elétrica, mas sua capacidade nominal não estabelece a adequação do UPS. As classificações de descarga da bateria, os requisitos de carga, os limites operacionais e a compatibilidade do sistema devem corresponder à aplicação pretendida.

As baterias LiFePO4 podem ser usadas com sistemas UPS de data center existentes?

As baterias LiFePO4 podem ser integradas a sistemas UPS compatíveis quando os requisitos elétricos, o comportamento de carga, as funções de proteção e as interfaces de controle são adequadamente combinados. A compatibilidade depende da configuração específica do UPS e da bateria, e não apenas de ambos os dispositivos que utilizam uma tensão nominal semelhante.

A MANLY Battery oferece produtos de bateria LiFePO4 configuráveis ​​para aplicações de backup industriais e de comunicações. Para uma instalação UPS existente, nossa equipe pode revisar a tensão, capacidade, corrente de descarga e especificações de comunicação necessárias para ajudar a identificar uma configuração de bateria apropriada para avaliação de engenharia.

Conclusão

As baterias UPS têm um propósito específico em data centers: elas fornecem energia de reserva imediata quando a rede elétrica falha e mantêm o equipamento protegido em operação enquanto outra fonte de energia assume o controle.

A sua eficácia depende de mais do que apenas energia armazenada. A arquitetura do UPS, a potência de descarga, a tensão operacional, o monitoramento da bateria, a coordenação do gerador e o programa de manutenção influenciam o desempenho do sistema durante uma interrupção.

Para instalações modernas, especialmente aquelas que suportam computação de alta densidade e infraestrutura de rede distribuída, a seleção de baterias deve conectar os requisitos elétricos reais com uma configuração de armazenamento de energia apropriada.

A MANLY Battery fornece sistemas de bateria LiFePO4 para aplicações de backup de comunicações e data centers, com personalização disponível para tensão, capacidade e requisitos de instalação específicos do projeto.

Explore nosso sistema de energia do centro de dados 307,2V e baterias alternativas das telecomunicações 51.2V, ou entre em contato com a bateria MANLY para discutir uma configuração de bateria para sua infraestrutura UPS.

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