Quais baterias são usadas em sistemas UPS de data center?

Os sistemas UPS de data center usam principalmente baterias de chumbo-ácido reguladas por válvula (VRLA) e de íons de lítio, incluindo fosfato de ferro-lítio (LiFePO4 ou LFP). Algumas instalações também usam baterias inundadas de chumbo-ácido ou níquel-cádmio para aplicações especializadas.

A bateria de um UPS de data center fornece energia armazenada quando a energia da rede elétrica é interrompida, permitindo que equipamentos críticos permaneçam operacionais enquanto os geradores são iniciados, outra fonte de energia assume o controle ou os sistemas completam um desligamento controlado.

A seleção da bateria afeta mais do que o tempo de backup. Também determina quanto espaço a instalação ocupa, com que frequência as baterias precisam ser substituídas e com que eficácia o UPS pode responder às demandas de alta potência.

Este artigo explica as tecnologias de bateria usadas em data centers modernos, compara suas características operacionais e explora como a MANLY Battery oferece suporte a projetos críticos de energia de reserva.

Tipos de bateria UPS para data center: VRLA, íon-lítio e muito mais

VRLA de chumbo-ácido e íon de lítio são as duas principais tecnologias de bateria usadas em sistemas UPS de data centers modernos. Ambos armazenam energia elétrica para uso imediato durante uma interrupção, mas sua química, densidade de energia, requisitos de manutenção e vida útil são diferentes.

Um sistema de bateria UPS de data center normalmente contém diversas células ou módulos conectados, dispostos para atender à tensão CC, à saída de energia e ao tempo de execução exigidos pelo fabricante do UPS.

As quatro categorias principais de baterias são:

Tipo de Bateria	Características principais	Aplicações típicas
VRLA chumbo-ácido	Tecnologia UPS estabelecida, menor custo inicial	Data centers empresariais, salas de servidores, instalações UPS existentes
íon de lítio	Alta densidade de energia, longa vida útil, monitoramento integrado	Data centers modernos, sistemas UPS modulares, TI distribuída
Chumbo-ácido inundado	Células utilizáveis, tecnologia de bateria estacionária estabelecida há muito tempo	Grandes instalações industriais e instalações especializadas
Níquel-cádmio	Ampla capacidade de temperatura operacional, química industrial durável	UPS industriais e ambientes operacionais desafiadores

Baterias de chumbo-ácido VRLA (AGM e gel)

Baterias de chumbo-ácido reguladas por válvula têm sido usadas em equipamentos UPS há décadas. Eles são projetos selados e regulamentados que reduzem a manutenção rotineira do eletrólito em comparação com baterias de chumbo-ácido inundadas.

Duas construções VRLA comuns são AGM e gel.

AGM (manta de vidro absorvente) as baterias usam separadores de fibra de vidro para segurar o eletrólito contra as placas da bateria. Sua baixa resistência interna suporta as altas correntes de descarga frequentemente necessárias durante breves eventos de backup do UPS.

O AGM é particularmente relevante quando um UPS deve fornecer energia substancial durante vários minutos, em vez de fornecer uma carga elétrica baixa durante muitas horas.

Baterias de gel imobilizar o eletrólito usando um gel à base de sílica. Eles são usados ​​em certas aplicações estacionárias e de ciclo profundo, embora o AGM seja geralmente mais comum em instalações de UPS de alta taxa.

As baterias VRLA continuam amplamente utilizadas porque se integram a equipamentos UPS estabelecidos e oferecem uma estrutura familiar de compra e manutenção.

Baterias de íon-lítio (LFP e NMC)

Baterias de íons de lítio use o movimento de íons de lítio entre os eletrodos para armazenar e liberar energia elétrica. Em comparação com a tecnologia tradicional de chumbo-ácido, os sistemas de íons de lítio geralmente fornecem maior densidade de energia, menor peso e maior vida útil.

Dois importantes produtos químicos de íons de lítio usados ​​em aplicações UPS são LFP e NMC.

Fosfato de ferro-lítio (LiFePO4 ou LFP) usa um cátodo de fosfato de ferro. Sua estabilidade térmica, durabilidade do ciclo e adequação para aplicações estacionárias tornam-no um produto químico atraente para energia de reserva crítica.

As baterias LFP também suportam sistemas inteligentes de gerenciamento de bateria que monitoram tensão, temperatura, corrente e condições de operação da bateria.

Níquel manganês cobalto (NMC) as baterias usam uma química catódica diferente com alta densidade de energia. Os fabricantes de UPS usam NMC em aplicações selecionadas onde as características da célula e a engenharia geral do sistema atendem aos requisitos de energia, espaço e segurança.

Ambos os produtos químicos podem suportar aplicações de data center quando incorporados em sistemas UPS devidamente projetados e qualificados.

Eaton's Documentação de segurança do UPS de íons de lítio discute as características térmicas do LFP, enquanto a Vertiv identifica tanto o LFP quanto o NMC entre os produtos químicos usados em equipamentos UPS.

Baterias inundadas de chumbo-ácido e níquel-cádmio

Baterias de chumbo-ácido inundadas contêm eletrólito líquido e permitem inspeção e manutenção periódicas. Eles são encontrados em certas grandes instalações de baterias estacionárias, onde os operadores estabeleceram programas de manutenção e infraestrutura de baterias dedicada.

Ao contrário das baterias VRLA, os projetos inundados requerem atenção adicional aos níveis de eletrólitos, ventilação e manutenção relacionada.

As baterias de níquel-cádmio (NiCd) usam eletrodos positivos à base de níquel e eletrodos negativos à base de cádmio. Eles podem operar em condições de temperatura desafiadoras e têm um longo histórico em energia de reserva industrial.

As baterias NiCd estão particularmente associadas a ambientes industriais especializados onde a tolerância à temperatura e as práticas de manutenção estabelecidas são importantes.

Para a maioria dos novos projetos de data centers comerciais, a comparação prática começa com VRLA e íons de lítio. As outras tecnologias tornam-se relevantes quando condições operacionais específicas ou infraestruturas existentes as exigem.

Comparação de baterias UPS de data center: VRLA vs. íon-lítio

As principais diferenças entre as baterias VRLA e UPS de íons de lítio são a vida útil, o custo do ciclo de vida, a pegada física, o comportamento de carregamento e os requisitos de manutenção.

Ambas as tecnologias podem fornecer energia de emergência confiável quando dimensionadas e integradas corretamente. No entanto, as suas características financeiras e operacionais influenciam a forma como os operadores planeiam investimentos em infra-estruturas a longo prazo.

Vida útil e custo total de propriedade

A vida útil da bateria é importante porque a substituição de um banco de baterias UPS envolve mais do que comprar baterias novas. Mão de obra de manutenção, testes, descarte, acesso à instalação e programação operacional contribuem para as despesas gerais.

A análise UPS publicada pela Schneider Electric identifica uma vida útil típica do VRLA na faixa de aproximadamente 3–6 anos, em comparação com aproximadamente 10–15 anos para sistemas de íons de lítio nas condições consideradas em seus modelos.

Estas são faixas de planejamento e não durações garantidas para todos os produtos. A vida útil real depende da temperatura operacional, das condições de carregamento, do design da bateria e da manutenção.

As baterias de íons de lítio geralmente exigem menos ciclos de substituição durante um longo período de operação do UPS. Isso pode reduzir despesas cumulativas de mão de obra e substituição.

O custo total de propriedade (TCO) deve incluir:

• Custos iniciais de bateria e instalação
• Substituições de bateria esperadas
• Manutenção preventiva e monitoramento
• Consumo de energia e refrigeração
• Descarte e reciclagem de baterias
• Trabalho operacional associado à substituição

Por exemplo, uma instalação que pretenda operar uma UPS durante dez anos deve comparar o custo total de dez anos de cada tecnologia de bateria, em vez de simplesmente comparar as cotações iniciais.

A Schneider Electric fornece uma Calculadora de íon de lítio versus VRLA UPS TCO para examinar como os intervalos de substituição da bateria, a eficiência e outras suposições influenciam os custos de vida útil.

Espaço, peso e temperatura operacional

As baterias de íon-lítio geralmente fornecem mais energia armazenada por unidade de massa e volume do que as baterias de chumbo-ácido.

Para data centers, essa diferença pode influenciar o projeto da sala de equipamentos, a alocação de racks, o manuseio da instalação e o carregamento do piso.

A instalação de uma bateria UPS compacta em um data center pode deixar mais espaço para equipamentos de distribuição elétrica, acesso para manutenção ou outras infraestruturas críticas.

A temperatura também afeta o envelhecimento da bateria.

As baterias de chumbo-ácido são particularmente sensíveis à exposição prolongada a temperaturas elevadas. Temperaturas operacionais mais altas aceleram a degradação química e podem reduzir sua vida útil.

Os sistemas de íons de lítio podem suportar condições mais amplas de temperatura operacional, dependendo da química da célula e do projeto de gerenciamento térmico.

Isso cria oportunidades para otimizar os layouts das salas de baterias e os controles ambientais. Os requisitos reais de resfriamento ainda dependem da instalação completa do UPS, incluindo perdas elétricas, ventilação e especificações do fabricante.

Desempenho de descarga, manutenção e confiabilidade

As baterias do UPS muitas vezes devem fornecer alta potência imediatamente, mesmo quando a duração esperada do backup é curta.

A energia armazenada de uma bateria por si só não estabelece se ela pode atender a esse requisito. As células, a resistência interna, a corrente de descarga permitida, o sistema de gerenciamento da bateria e o comportamento da tensão CC influenciam o desempenho.

As baterias de íons de lítio projetadas para serviços UPS podem manter características de descarga úteis em perfis de energia exigentes. O seu BMS integrado também suporta supervisão contínua das condições da bateria.

Em comparação, os sistemas VRLA geralmente dependem de inspeções programadas, medições elétricas e equipamentos externos de monitoramento de bateria.

Para um gestor de instalações, a distinção prática é a forma como cada tecnologia de bateria apoia o planeamento de manutenção e a visibilidade operacional.

A comparação mais útil não é simplesmente chumbo-ácido versus lítio. É o desempenho de dois sistemas de bateria completos e adequadamente projetados sob a carga real e os requisitos de tempo de execução da instalação.

Produtos de bateria MANLY para UPS de data center e energia de reserva

A MANLY Battery fabrica produtos de bateria de lítio para infraestrutura de energia de data centers, telecomunicações e aplicações de backup estacionárias.

Nossa linha de produtos inclui sistemas de baterias de alta tensão e baterias LiFePO4 classe 48V montadas em rack. Essas configurações suportam diferentes abordagens de armazenamento de energia, desde projetos de data centers centralizados até equipamentos de rede distribuídos.

Para um projeto de bateria UPS de data center, a configuração apropriada depende da tensão CC necessária, da demanda de energia, do layout da instalação e da interface do equipamento.

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

Especificações principais: Tensão nominal 307,2V | 100Ah | Aproximadamente 30 kWh de capacidade nominal | Tensão máxima de carga de 350,4 V | Corrente de carga máxima de 50A

O Bateria MANLY MLP30000U foi projetado em torno de uma configuração de armazenamento de energia de alta tensão para aplicações de energia em data centers.

Sua característica mais distintiva é a combinação de uma arquitetura CC nominal de 307,2 V e aproximadamente 30 kWh de energia armazenada. Isto proporciona uma reserva de energia substancial dentro de um sistema destinado à integração em infraestruturas elétricas maiores.

Os arranjos de baterias de alta tensão são relevantes para projetos de data centers onde o equipamento de conversão de energia requer uma tensão de barramento CC definida, em vez de um banco de baterias convencional da classe 48V.

O MLP30000U inclui módulos de bateria e componentes de montagem e conexão associados. Uma unidade de controle inversor de 10 kW também é identificada como acessório opcional, permitindo que os engenheiros de projeto discutam a arquitetura elétrica em torno da aplicação pretendida.

Para uma instalação de data center, a classificação de 30 kWh estabelece a energia nominal armazenada aproximada do sistema. A potência que ele pode fornecer a um no-break específico e a duração do backup resultante dependem da configuração aprovada do sistema, dos limites de descarga e das características operacionais do no-break.

O MLP30000U é especialmente relevante para clientes que planejam um projeto de bateria de alta tensão que exige planejamento de capacidade e integração em nível de sistema.

MLP48100: Bateria LiFePO4 de montagem em rack de 51,2 V 100Ah

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

O Bateria MANLY MLP48100 combina a química da bateria LiFePO4 com um design orientado para rack para telecomunicações e aplicações de backup estacionárias.

Com 51,2 V e 100 Ah, cada bateria fornece 5,12 kWh de energia nominal. Isso proporciona aos engenheiros uma unidade de capacidade claramente definida ao planejar energia de reserva para equipamentos de rede, sistemas de comunicação e instalações de salas de servidores compatíveis.

Um recurso significativo é o sistema integrado de gerenciamento de bateria. O BMS suporta proteção de bateria e supervisão operacional, o que é importante quando uma bateria passa longos períodos em serviço de espera antes de ser acionada durante uma interrupção.

O formato montado em rack também é útil para projetos onde o equipamento elétrico precisa ser organizado dentro de um gabinete designado de telecomunicações ou equipamento.

A bateria MANLY suporta a personalização da tensão, capacidade, configuração de corrente, dimensões e componentes relacionados ao gabinete do MLP48100. Isto é valioso para integradores de sistemas que trabalham com layouts de equipamentos e requisitos de conexão específicos.

O MLP48100 oferece uma plataforma LiFePO4 prática para projetos de energia de backup de classe 48V, especialmente onde capacidade modular, integração de rack e interfaces elétricas personalizadas são importantes.

Bateria de telecomunicações 48V 50Ah para racks de borda e rede

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

O Bateria MANLY 48V 50Ah Bateria de telecomunicações concentra-se em energia de backup montada em rack para gabinetes de comunicação, infraestrutura de rede e locais de equipamentos distribuídos.

Cada módulo armazena 2,56 kWh de energia nominal. Sua capacidade de 50Ah e corrente máxima de descarga contínua de 50A fornecem parâmetros elétricos definidos para planejamento de cargas de equipamentos e configurações de banco de baterias.

Para instalações de rede e computação de ponta, esse arranjo é particularmente útil quando gabinetes de equipamentos individuais exigem energia de reserva localizada.

A bateria inclui um BMS integrado com funções de proteção que cobrem condições como sobrecarga, descarga excessiva, sobrecorrente, curto-circuito e temperatura excessiva.

As interfaces RS485 e CAN também suportam comunicação com equipamentos de monitoramento ou controle compatíveis, sujeito ao protocolo de comunicação utilizado por todo o sistema.

A configuração publicada suporta expansão paralela com até 15 módulos de bateria correspondentes. Isso permite que os projetistas do sistema planejem a capacidade nominal de armazenamento em incrementos de 2,56 kWh dentro da configuração suportada.

Com um gabinete de metal compacto e construção orientada para rack, a bateria de 48 V 50 Ah é adequada para comunicação distribuída e projetos de infraestrutura de borda que se beneficiam da energia modular de backup de lítio.

Como dimensionar uma bateria UPS de data center para o tempo de execução necessário

A bateria de um UPS de data center deve ser dimensionada de acordo com a carga crítica real, a duração necessária do backup, a energia utilizável da bateria e a capacidade máxima de descarga.

Começar apenas com a capacidade da bateria pode produzir um resultado incompleto, especialmente para aplicações UPS que requerem energia substancial durante um curto período.

Calcule a carga crítica e o tempo de backup

O primeiro passo é identificar quanta energia o UPS deve fornecer durante uma interrupção.

As cargas críticas podem incluir servidores, equipamentos de rede, sistemas de armazenamento, equipamentos de controle essenciais e outros dispositivos conectados ao sistema de distribuição de energia protegido.

Use a carga real em quilowatts em vez de presumir que cada dispositivo conectado opera continuamente no máximo indicado na placa de identificação.

A seguir, determine o tempo de backup necessário.

Uma instalação com geradores de reserva automáticos pode projetar seu UPS para manter a energia durante a inicialização e transferência do gerador, com uma margem de engenharia apropriada.

Uma sala de servidores menor sem gerador pode exigir energia suficiente para suportar um desligamento ordenado ou uma interrupção mais longa.

A relação básica é:

Energia de carga necessária (kWh) = Carga crítica (kW) × Tempo de backup (horas)

Por exemplo, uma carga crítica de 20 kW operando durante dez minutos requer:

20 kW × (10 ÷ 60) = 3,33 kWh

Esse valor representa a energia teórica entregue à carga, e não a capacidade final necessária do banco de baterias.

Energia da bateria, capacidade utilizável e taxa de descarga

A energia da bateria é comumente expressa em quilowatts-hora (kWh), enquanto a capacidade da bateria é frequentemente expressa em ampères-hora (Ah).

Para uma bateria com tensão nominal especificada:

Energia nominal (Wh) = Tensão nominal (V) × Capacidade (Ah)

Uma bateria de 51,2 V, 100 Ah contém, portanto:

51,2V × 100Ah = 5.120Wh = 5,12 kWh

Este cálculo é útil para compreender a energia nominal da bateria MANLY MLP48100.

No entanto, uma classificação de 5,12 kWh não significa que a bateria possa fornecer qualquer nível de potência desejado por um período de tempo proporcional.

A bateria também deve atender à corrente e potência de descarga necessárias.

Para o exemplo anterior de 20 kW, de dez minutos, suponha uma eficiência ilustrativa do UPS de 90% e uma fração de energia utilizável da bateria de 80%.

A estimativa preliminar de energia torna-se:

3,33 kWh ÷ (0,90 × 0,80) = aproximadamente 4,63 kWh

Essas suposições são apenas exemplos, não especificações para uma bateria ou UPS MANLY específica.

Um cálculo real da bateria do UPS em um data center também deve levar em conta:

• Corrente máxima de descarga contínua e de curta duração
• Desempenho da célula na taxa de descarga necessária
• Limites de tensão CC e configurações de terminação de descarga
• Envelhecimento da bateria e margens de design
• Eficiência real do UPS na carga esperada
• Curvas de descarga validadas pelo fabricante da bateria

Esta distinção é importante para aplicações UPS de curta duração e alta potência. Um banco de baterias pode ter energia armazenada teórica suficiente e ainda exigir módulos adicionais ou um arranjo elétrico diferente para satisfazer a demanda instantânea de energia.

Plano para redundância, crescimento e transferência de gerador

O planejamento da bateria do UPS também deve refletir os requisitos de disponibilidade do data center.

Para instalações que utilizam redundância N+1 ou 2N, a arquitetura da bateria deve estar alinhada com o design do UPS e com a independência necessária de caminhos de energia críticos.

Adicionar baterias a um banco compartilhado não cria redundância elétrica automaticamente.

Quando os geradores fornecem energia de reserva estendida, o tempo de funcionamento do UPS deve acomodar a inicialização pretendida do gerador, a sincronização e a sequência de transferência de carga, incluindo quaisquer contingências necessárias.

O crescimento futuro também é importante. Um banco de baterias dimensionado para a carga atual do servidor pode precisar de capacidade adicional se a instalação aumentar a densidade do rack ou adicionar equipamentos ao sistema elétrico protegido.

Para projetos de baterias MANLY, a coordenação antecipada entre o fabricante da bateria, o fornecedor do UPS e o integrador do sistema elétrico ajuda a estabelecer a tensão necessária, a capacidade da bateria, as classificações de corrente e o layout físico antes da aquisição final.

Você pode usar uma bateria de lítio com um UPS de data center existente?

Um UPS de data center existente pode usar uma bateria de lítio somente quando a configuração de bateria proposta for suportada ou aprovada especificamente para esse sistema UPS.

A correspondência da tensão nominal não é suficiente. A interface elétrica e de controle completa deve ser avaliada.

Tensão correspondente, requisitos de carga e corrente de descarga

Os sistemas de bateria UPS operam dentro de faixas de tensão CC e perfis de carga definidos.

As baterias de chumbo-ácido e de íon-lítio têm características de carregamento diferentes. Um UPS originalmente configurado para VRLA pode usar configurações de carregamento que não correspondem à bateria LiFePO4 proposta.

Considere uma bateria de lítio classe 48V com tensão nominal de 51,2V.

A bateria MANLY MLP48100 tem uma tensão de carga máxima publicada de 58,4V. O no-break ou carregador conectado deve suportar as condições de operação e carregamento exigidas pela bateria.

O mesmo princípio se aplica às instalações de alta tensão. A configuração nominal de 307,2 V do MLP30000U deve ser avaliada em relação à faixa de entrada CC especificada do no-break e à arquitetura da bateria.

A corrente de descarga é igualmente importante.

Um UPS existente pode exigir mais energia durante a operação da bateria do que um módulo específico pode fornecer continuamente. Os engenheiros devem, portanto, verificar as classificações de corrente, a fiação, os dispositivos de proteção e a configuração aprovada da bateria.

Para projetos de substituição, o Orientação da UL Solutions sobre modernizações de baterias de UPS explica por que os tipos e configurações de baterias de reposição devem seguir as marcações, listagens e instruções aplicáveis do equipamento UPS.

Verifique a comunicação BMS e a aprovação do fabricante UPS

Um sistema de gerenciamento de bateria de íons de lítio supervisiona as condições de operação da bateria e pode fornecer proteção contra condições fora dos limites operacionais pretendidos.

Numa instalação UPS integrada, a comunicação da bateria pode ser usada para trocar dados operacionais, reportar alarmes ou coordenar o comportamento de carga e descarga.

As interfaces de comunicação física comuns incluem CAN e RS485.

Porém, ter a mesma interface de comunicação não garante que dois dispositivos entendam as mesmas mensagens.

A compatibilidade depende do protocolo de comunicação, dos comandos suportados, dos requisitos de controle e da configuração do sistema.

Para uma instalação de UPS existente, verifique se o arranjo completo da bateria foi aprovado pelo fabricante do UPS ou se passou por uma avaliação apropriada de engenharia e segurança.

A bateria MANLY suporta personalização OEM e ODM envolvendo tensão da bateria, capacidade, configurações de corrente BMS, conectores, fiação e gabinetes.

Isso permite que os clientes discutam uma configuração de bateria com base em requisitos técnicos documentados, em vez de depender apenas de uma correspondência genérica de tensão nominal.

Entenda a diferença entre rack de bateria, UPS e BESS

Um rack de bateria, um UPS e um sistema de armazenamento de energia de bateria (BESS) executam funções relacionadas, mas diferentes.

Um rack de bateria contém módulos de bateria e componentes elétricos e de proteção associados. Armazena energia para uso em equipamentos compatíveis.

Um no-break fornece continuidade de energia para cargas críticas quando a alimentação elétrica primária é interrompida. Utiliza equipamentos de conversão e controle de energia juntamente com uma fonte de energia apropriada.

UM MELHOR combina armazenamento de energia com conversão de energia e controles para aplicações que podem incluir energia de reserva, gerenciamento de energia ou outras funções operacionais.

Para fins de aquisição, esta distinção é importante porque a compra de um rack de bateria não fornece automaticamente um UPS completo.

As baterias montadas em rack MANLY podem servir como componentes de armazenamento de energia em sistemas de backup adequadamente projetados. A instalação completa deve fornecer a conversão de energia, proteção, controles e compatibilidade necessários com o equipamento conectado.

A UL Solutions também explica essas diferenças funcionais em seus Visão geral técnica do UPS versus ESS.

Segurança, monitoramento e substituição de baterias de UPS para data centers

A operação confiável da bateria do UPS depende do gerenciamento eficaz da bateria, do monitoramento regular das condições, da manutenção planejada e dos controles de segurança apropriados do sistema.

Mesmo quando uma bateria raramente descarrega, sua condição pode mudar com o tempo devido à temperatura, carga, envelhecimento e outros fatores operacionais.

Gerenciamento de bateria e monitoramento remoto

Os sistemas de baterias de íons de lítio geralmente incorporam um BMS para supervisionar a tensão, temperatura, corrente e outras condições operacionais da célula.

O sistema pode fornecer respostas de proteção quando os parâmetros monitorados ultrapassam seus limites operacionais permitidos.

Para instalações distribuídas, as interfaces de comunicação também podem suportar monitoramento remoto através de equipamentos compatíveis.

Isso é importante nos data centers porque os operadores precisam entender a prontidão da bateria antes que ocorra uma interrupção de energia.

Informações úteis de monitoramento podem incluir:

• Estado de carga da bateria (SOC)
• Estado de saúde da bateria (SOH)
• Tensão da célula ou módulo
• Temperatura da bateria
• Corrente de carga e descarga
• Status de alarme e proteção

Por exemplo, a bateria de telecomunicações 48V 50Ah da MANLY Battery inclui comunicação RS485/CAN e um BMS integrado.

Esses recursos fornecem uma base para o monitoramento coordenado da bateria em instalações de energia de reserva compatíveis.

O monitoramento também apoia as decisões de manutenção, ajudando os operadores a identificar alterações nas condições operacionais antes que essas alterações afetem a disponibilidade da energia de reserva.

Inspeções, testes e planejamento de substituição

A manutenção da bateria deve seguir a química, as instruções do fabricante e os requisitos da instalação completa do UPS.

Para sistemas VRLA, as inspeções e testes geralmente incluem verificações relacionadas à tensão da bateria, temperatura, condição de conexão, resistência interna e desempenho da capacidade.

Os sistemas de íons de lítio também exigem planejamento de manutenção, embora o monitoramento eletrônico integrado altere a forma como algumas informações sobre a condição da bateria são coletadas.

Um programa de bateria UPS de data center bem gerenciado deve incluir:

• Revisão de rotina do status da bateria e alarmes
• Inspeção de conexões e equipamentos associados
• Revisão da temperatura e condições operacionais
• Testes programados de bateria ou sistema
• Documentação do histórico de manutenção e substituição
• Planejando a substituição da bateria no fim da vida útil

IEEE 1188-2025 fornece práticas recomendadas para manutenção, teste e substituição de baterias VRLA estacionárias.

Para baterias de íons de lítio, os operadores devem seguir os procedimentos de manutenção aplicáveis ​​do fabricante da bateria e do UPS e os requisitos do sistema instalado.

O objetivo não é simplesmente maximizar a vida útil do calendário. É para manter a confiança de que o UPS pode fornecer o desempenho de backup necessário quando solicitado.

Padrões de segurança e requisitos de instalação dos EUA

Nos Estados Unidos, os projetos de baterias UPS devem ser avaliados em relação aos padrões e requisitos de instalação aplicáveis ​​ao equipamento e local específicos.

Vários padrões são particularmente relevantes:

Padrão	Relevância Principal
UL 1778	Requisitos de segurança para sistemas de energia ininterrupta
UL 1973	Requisitos de segurança para baterias em aplicações estacionárias e algumas outras
UL 9540	Requisitos de segurança para sistemas e equipamentos de armazenamento de energia
UL 9540A	Método de teste para avaliar a propagação de incêndio térmico em sistemas de armazenamento de energia de bateria
IEEE 1188-2025	Práticas de manutenção, teste e substituição para baterias VRLA estacionárias
NFPA 855	Requisitos de segurança de instalação para sistemas estacionários de armazenamento de energia aplicáveis

Nem todas as normas se aplicam a todas as instalações de UPS da mesma forma.

Os requisitos aplicáveis ​​dependem da química da bateria, da configuração do sistema, da finalidade da instalação, da lista de equipamentos e dos códigos adotados pela autoridade local com jurisdição.

Por exemplo, a UL 1778 trata de equipamentos UPS, enquanto a UL 1973 trata da segurança da bateria. Os requisitos envolvendo UL 9540 e NFPA 855 devem ser avaliados de acordo com o armazenamento de energia específico ou aplicação do UPS.

O Orientações de segurança de UPS da UL Solutions fornece informações adicionais sobre a interação entre os padrões de equipamentos e os códigos de instalação dos EUA.

Para um projeto de bateria MANLY, os clientes devem solicitar a documentação técnica específica do produto aplicável e informações de certificação durante o processo de compra. Isso ajuda os projetistas elétricos e as partes interessadas do projeto a avaliar a configuração proposta da bateria em relação aos requisitos de instalação pretendidos.

Perguntas frequentes

Por quanto tempo uma bateria UPS de data center pode manter os servidores funcionando?

Uma bateria UPS de data center pode suportar servidores por alguns minutos ou muito mais, dependendo do sistema de bateria instalado e da carga elétrica. Muitas instalações usam energia UPS para preencher o intervalo antes que os geradores de reserva assumam o controle. Outros requerem tempo de execução adicional para procedimentos de desligamento controlado.

Para estimar a capacidade necessária, comece com a carga real em quilowatts, o tempo de reserva pretendido e os dados de desempenho da bateria do fabricante do UPS. Os limites de descarga da bateria e a eficiência do sistema também devem ser incluídos.

Um UPS de data center pode operar sem um gerador de backup?

Sim. Um UPS de data center pode fornecer energia de reserva temporária sem um gerador, desde que seu sistema de bateria seja dimensionado para a carga e a duração de operação pretendidas.

Numa sala de servidores sem suporte de gerador, o UPS pode ser projetado para manter serviços essenciais durante breves interrupções ou permitir que o equipamento desligue com segurança.

Uma instalação que exija operação ininterrupta por mais tempo precisa de capacidade de bateria aprovada suficiente ou de outra fonte adequada de energia de reserva estendida. O projeto deve refletir os requisitos reais de continuidade do local.

Por que duas baterias UPS com a mesma classificação kWh podem fornecer tempos de execução diferentes?

Duas baterias com classificações de energia nominais idênticas podem fornecer tempos de execução diferentes devido às suas características de descarga, corrente permitida, comportamento de tensão e limites operacionais.

Uma carga UPS de alta potência pode exigir uma corrente substancial durante um curto período. A bateria deve manter a saída elétrica necessária durante esse intervalo.

Por esta razão, os compradores devem avaliar as curvas de descarga e as classificações de potência do fabricante, em vez de comparar apenas kWh. Uma bateria UPS de data center devidamente especificada deve atender aos requisitos de energia e potência.

As baterias UPS de íons de lítio precisam de monitoramento se raramente descarregam?

Sim. As baterias de íons de lítio requerem monitoramento adequado, mesmo quando passam a maior parte do tempo em operação de espera.

A temperatura, a tensão da célula, as condições de carregamento e o envelhecimento da bateria podem influenciar a prontidão sem ciclos de descarga frequentes.

Um BMS integrado supervisiona importantes parâmetros operacionais da bateria. Em instalações compatíveis, as interfaces de comunicação também permitem o compartilhamento de informações operacionais e alarmes com equipamentos de monitoramento.

Para operadores de data centers, o monitoramento regular fornece visibilidade da condição da bateria e apoia o planejamento de manutenção antes de uma interrupção real de energia.

Que informações devo fornecer ao fabricante da bateria UPS para data center antes de fazer o pedido?

Comece com o fabricante e modelo do UPS, faixa de tensão CC necessária, carga crítica, tempo de execução de backup e ambiente de instalação.

Forneça também a química preferida da bateria, dimensões permitidas, requisitos de corrente de descarga e quaisquer especificações de comunicação ou monitoramento.

Como um fabricante de baterias de lítio, A bateria MANLY suporta tensão, capacidade, configurações BMS, conectores e gabinetes personalizados para projetos adequados. O compartilhamento antecipado dos requisitos técnicos permite que nossa equipe discuta uma solução de bateria alinhada com a aplicação pretendida e os requisitos de integração do sistema.

Conclusão

Os sistemas UPS de data center dependem principalmente de baterias VRLA de chumbo-ácido e íons de lítio para manter a energia elétrica crítica durante interrupções.

VRLA continua a ser uma tecnologia estabelecida na infra-estrutura existente, enquanto os sistemas de iões de lítio oferecem oportunidades importantes para uma vida útil mais longa, instalações compactas, monitorização integrada e gestão de custos do ciclo de vida.

A bateria correta do UPS para data center depende da carga crítica da instalação, da duração do backup, da arquitetura elétrica e da estratégia de manutenção. A energia armazenada, a capacidade de descarga e a compatibilidade do equipamento devem ser consideradas em conjunto.

A MANLY Battery atende a esses requisitos com sistemas de energia de data center de alta tensão e baterias LiFePO4 montadas em rack para telecomunicações e aplicações de backup distribuído.

Para uma nova instalação ou projeto de integração de sistema de bateria, entre em contato com a MANLY Battery para discutir seus requisitos de tensão, capacidade, tempo de execução e personalização. Nossa equipe pode ajudá-lo a explorar uma configuração de bateria adequada às necessidades técnicas do seu projeto.

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