Vimos a adoção de baterias de íons de lítio crescer rapidamente nos últimos dois anos. Na verdade, o relatório Bloomberg New Energy Finance prevê que 40% da reserva de bateria do Data Center será de lítio até 2025. Entre os Data Centers de hiperescala, essa previsão é ainda maior, com 55%. Sabemos que o ácido de chumbo regulado por válvula (VRLA) é uma solução de bateria mais barata no primeiro dia, então o que está impulsionando esse rápido crescimento do íon de lítio?
Custos de Capex com Íons de Lítio continuam a decair
Houve melhorias significativas com a química e tecnologias de baterias de íons de lítio que as tornaram atraentes para aplicações de nobreaks. A indústria de tensão elétrica é, em grande parte, o setor que deve agradecer por esses avanços. À medida que a adoção cresce e a tecnologia continua amadurecendo, os custos por kWh estão diminuindo. Eles ainda têm um capex maior do que as baterias VRLA, mas apenas por um fator de 1,5x a 2x hoje.
Ainda assim, perguntamos qual é o principal motivo para a adoção de íons de lítio? Economia de TCO. O Data Center Science Center criou uma calculadora para demonstrar essa descoberta.
Uma calculadora de custo total de propriedade comparando baterias de íons de lítio e VRLA
Desenvolvemos uma calculadora, para ajudar a entender o impacto da escolha do armazenamento de energia de íons de lítio versus VRLA para um nobreak estático trifásico. Esse custo total de propriedade na ferramenta inclui os seguintes custos:
Capex: O custo inicial das baterias. O lítio geralmente tem um custo maior. Observe que um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) está incluído na solução padrão de íons de lítio, enquanto que com o VRLA, você precisa adicionar outros 20% ao custo de VRLA para um BMS. Portanto, comparar as duas soluções com o BMS já reduz a diferença de custo de capex.
Energia: As perdas típicas fixas da bateria decorrentes do carregamento gradual em regime de gotejamento são de 0,1% para o íons de lítio e 0,2% para o VRLA, o que se traduz em 50% de economia de energia. Observe que não incluímos o custo de perdas transitórias incorridas durante uma queda de energia que exige descarga da bateria e carga subsequente.
Substituições de bateria: As baterias VRLA têm uma vida útil na faixa de 3-6 anos, enquanto as baterias de íon de lítio podem ter uma vida útil entre 10 e 15 anos. Em uma análise de TCO de 10 anos, isso geralmente significa 2 substituições de bateria para baterias VRLA vs. zero para li-ion.
Manutenção: A manutenção preventiva das baterias VRLA é diferente das baterias íons de lítio. Toda a manutenção da bateria deve incluir inspeções visuais regulares e uma verificação anual do torque. No entanto, a manutenção da bateria VRLA requer verificações de resistência internas periódicas de cada monobloco de bateria, enquanto que as baterias de íona de lítio não. Isso ocorre porque as baterias de íons de lítio vêm com um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) que fornece monitoramento contínuo do estado de saúde e do estado da carga. Além disso, a manutenção da bateria VRLA normalmente é realizada com mais frequência – duas vezes por ano, se as baterias VRLA incluírem um sistema de monitoramento de bateria ou quatro vezes por ano, se não; enquanto que as baterias de íons de lítio são geralmente verificadas anualmente. Com base nisso, nossa calculadora assume um custo de manutenção de 1,5% do investimento para o íons de lítio e 8% para o VRLA.
Espaço: As baterias de íons de lítio têm uma pegada menor do que a VRLA devido à sua alta densidade de energia. Isso se traduz em redução de custos com base no valor do espaço no data center (ou seja, espaço de geração de receita no caso de um provedor de colocation).
2 principais drivers ao calcular o TCO para baterias de íons de lítio
A ferramenta demonstra que a vida útil restante da UPS e o período de substituição das baterias são os dois maiores impulsionadores.
Vida útil do nobreak: Se você está pensando em um nobreak que tem quatro anos restantes, a VRLA pode se provar a melhor opção financeira, mas ao considerá-la para um novo nobreak, o TCO quase sempre favorecerá o uso de lithium-ion.
Período de substituição da bateria: A freqüência com que você substitui as baterias é um fator-chave, óbvio. O custo inicial do íon de lítio pode ser rapidamente compensado com várias substituições de bateria VRLA durante a vida útil. O ponto de cruzamento onde os íons de lítio tem um TCO mais baixo geralmente ocorre após a primeira substituição de VRLA.
Experimente a calculadora e outros recursos úteis
Com nossas suposições padrão na ferramenta, demonstramos uma economia de 31% no TCO. A ferramenta permite ajustar várias variáveis-chave para ver o impacto que elas têm. Não é a mesma solução para todos os cenários e a ferramenta ajudará você a descobrir se as baterias de íons de lítio fazem sentido para o seu sistema de nobreak. Experimente a calculadora por si mesmo!
Para mais informações sobre as diferenças gerais entre os dois tipos de baterias, consulte nosso white paper 229: Tecnologia de baterias para data centers: VRLA vs. Li-ion. E se você não estiver familiarizado com nossa biblioteca de ferramentas de apoio, temos 22 calculadoras disponíveis hoje (e em crescimento) para ajudá-lo a quantificar e justificar as decisões de design que você enfrenta em seus projetos de Data Center.
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