機電康明斯發電機教你為數據中心選擇適當的備用電源

摘要： 康明斯發電機教你為數據中心選擇適當的備用電源，備用電源是保障a級數據中心正常運行的必要條件，獨立于正常電源的發電機組和供電網絡中獨立于正常電源的專用饋電線路都可以作為備用電源。由于柴油發電機組在可操作性上優于其他備用電源，故大部分數據中心采用柴油發電機組作為備用電源。
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早在1990年開始，依賴于it設備處理大量業務的公司已經意識到一點，那就是 “故障” 給他們帶來的巨大的和潛在的代價。他們越來越重視這個問題，慢慢從使用者和制造商中涌現了一大批專家群體，這些專家建立了7x24小時的概念。
主要問題是解決如何保證電源連續供電給關鍵設備的能力，那么備用電源的選擇尤為重要。這一類電源可以在正常市電故障的情況下提供有效的、高品質的電力。備用電源的形式很多，如：引擎驅動的發電機，渦輪驅動的發電機，機械儲能系統，燃料電池等等。本篇主要介紹以上各種形式的備用電源的特點和性能，以便于大家更容易選到合適自己的備用電源。
引擎驅動的發電機（engine-driven generators）
這種發電機的規格可以從幾千瓦到幾千千瓦，應用范圍十分廣泛。燃料可以是柴油，天然氣，汽油，液化石油氣；目前較常用的也是較經濟的是柴油。引擎速度一般在1200rpm到1800rpm。相對比較高的轉速如果沒有額外的維護，那么要維持連續不斷的運行是不可能的。主用和備用功率分別表示了不同工況下所能提供的最大功率。通常發電機是獨立成套的，但也要看容量和操作條件。比如，某些大容量機組是需要專用的冷卻系統的，某些時候，大型機組還需要有獨立的自動供油設備。
這種發電機具有快速啟動的功能，啟動時間通常是15s 或更低。為了不損害機組壽命，即使在停機狀態也要考慮加熱器的使用，確保使潤滑油和冷卻介質保持在一定的溫度，因此維護費用較高。
渦輪驅動的發電機（turbine-driven generators）
這里討論的渦輪發電機不包括蒸氣渦輪。燃油在這種發動機的燃燒室內燃燒氣體膨脹后沖動葉片旋轉，渦輪發動機帶動發電機，這種發電機可提供功率范圍在50千瓦到幾千千瓦，其優點是重量輕，造價低，缺點是需要預熱時間，因此啟動時間比較長。但是如果需要長時間運行，如：幾天，幾周，或更長，那么這種發電機比引擎驅動的要適合一些。因為它簡便而且是專門為連續運行而設計的，而且對運行期間的維護和管理要求很低。
機械儲能系統（mechanical stored energy system）
機械儲能系統的基本原理就是電動機驅動發電機。電動機可以是交流的，也可以是直流的。
機械儲能系統作為備用電源的好處在于，它損耗小、壽命長、對環境沒有影響，幾乎不需要維護。且由于它可以代替電池作為儲能，因此更節省空間，節省投資。缺點是能量密度比較低，保證系統安全性方面的費用很高，在小型場合還無法體現其優勢，目前主要應用于為蓄電池系統作補充。
燃料電池（fuel cell）
燃料電池(fuel cell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置.。其單體電池是由正負兩個電極（負極即燃料電極和正極即氧化劑電極）以及電解質組成。電池工作時，燃料和氧化劑由外部供給，進行反應。原則上只要反應物不斷輸入，反應產物不斷排除，燃料電池就能連續地發電。
氫-氧燃料電池反應原理這個反應是電解水的逆過程。
電極應為：負極：h2 +2oh-→2h2o+2e-
正極：1/2o2+h2o+2e-→2oh-
電池反應：h2+1/2o2==h2o
這種電源的好處在于它節能、轉換效率高、不需要石油燃料，但價格昂貴，目前遇到的挑戰是燃料種類單一，氫是燃料電池的唯一燃料氫氣的產生、儲存、保管、運輸和灌裝或重整，都比較復雜，對安全性要求很高。
總結：經過以上幾種備用電源的討論，它們各自的優缺點已經比較明顯，所以當我們決定選擇哪種電源作為備用電源時建議遵循以下原則。
1，首先不能違背當地的規范，標準等。
2，要綜合評估負荷的性質，規模，以及對電源品質的要求程度等等。
3，從經濟成本角度評估選取最適合的備用電源形式。


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