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Oct 15, 2023

Energieoptimierung in Rechenzentren

Natriumionenbatterien entwickeln sich zu einer zuverlässigen und nachhaltigen Datenlösung

Natriumionenbatterien entwickeln sich zu einer zuverlässigen und nachhaltigen Lösung für Rechenzentren.

Die Weiterentwicklung der Lithium-Ionen-Batterietechnologie war eine lang erwartete Verbesserung gegenüber Blei-Säure-Batterien, die traditionell die unterbrechungsfreien Stromversorgungssysteme (USV) in Rechenzentren versorgten. Blei-Säure-Batterien sind schwer, sie benötigen eine Tonne, um ihre Arbeit zu erledigen, sie haben eine kurze Lebensdauer und können ohne Vorwarnung ausfallen. Lithium-Ionen-Batterien stellten eine Verbesserung dar, bergen jedoch zwei große Risiken: Sie sind leicht entzündlich und basieren auf Konfliktmaterialien, die im Widerspruch zu Nachhaltigkeitsprogrammen stehen.

Bei Rechenzentren, die auf Blei-Säure- oder Lithium-Ionen-Batterien angewiesen sind, kann die Sicherstellung einer konstanten Betriebszeit mit den Dekarbonisierungszielen konkurrieren. Unsere moderne Zeit erfordert eine Batterietechnologie, die keine Wahl zwischen diesen beiden Prioritäten erzwingt.

Natriumionenbatterien mögen eine neuere Technologie sein, aber die Technologie hat sich bewährt und ist bereit, das Energiemanagement von Rechenzentren zu verändern.

Natriumionenbatterien entwickeln sich schnell zu einer Lösung, die Rechenzentren die zuverlässige, hochentwickelte Notstromversorgung und die gewünschte Unterstützung bei der Dekarbonisierung bietet.

Wie der Name schon sagt, basieren diese Batterien auf Natriumionen als Batterieelektrolyt anstelle von Lithium, Blei oder anderen Mineralien. Unter keinen Umständen ist Natriummetall vorhanden, was sie grundsätzlich sicher macht. Natürlich vorkommendes Salz wird chemisch modifiziert, um seine Leistung in einer Batterie zu optimieren. Es wurden zahlreiche Elektrodenchemikalien entwickelt, aber die bisher vielleicht sicherste und leistungsstärkste verwendet Berliner Blau mit extrem porösen Partikeln, die Ionen auf die gleiche Weise aufsaugen wie die Poren eines Schwamms Wasser. Das bedeutet, dass Energie immer wieder schnell gespeichert und wieder abgegeben werden kann, ohne dass es zu Störungen kommt. Aufgrund ihres Schnelllade-/Schnellentladedesigns eignen sich diese Batterien ideal für USV-Systeme, die bei einem Stromausfall jederzeit bereit sein müssen, die gesamte Stromlast eines Rechenzentrums zu übernehmen.

Rechenzentren haben eine Kernrichtlinie, die je nach Anfrage variieren kann. „Konstante Betriebszeit um jeden Preis“, wenn Sie die IT-Mitarbeiter fragen. „Effizienter Betrieb“, wenn Sie das Personal der Einrichtung fragen. Die Natrium-Ionen-Batterietechnologie kann die hohen Erwartungen beider Parteien an eine sichere, effiziente und zuverlässige USV erfüllen.

Natrium-Ionen-Batterien bieten eine wesentlich bessere Leistung als viele konkurrierende Batterietechnologien. Diese Leistung beinhaltet:

Die Leistungsfähigkeit der Natrium-Ionen-Technologie unterstützt auch die Spitzenglättung. Natrium-Ionen-Batterien sind derzeit nicht als Alternative zu einem Generator konzipiert – das heißt, um die gesamte Last eines Rechenzentrums über einen längeren Zeitraum zu unterstützen. Ihre sofortige Entladung und schnelle Wiederaufladung würde jedoch die Lastübertragung zwischen dem Hauptstromnetz und der eigenen Energiequelle in Spitzenlastzeiten unterstützen. Da sich Natrium-Ionen-Batterien so schnell aufladen, können sie auch aufeinanderfolgende Stromereignisse besser bewältigen als Lithium-Ionen- oder Blei-Säure-Batterien und das bei geringeren Ausfallzeiten.

Natriumionenbatterien können in einem weiten Temperaturbereich sicher und zuverlässig betrieben werden und erfordern keine zusätzliche Temperaturkontrolle.

Die Natriumionen-Batterietechnologie ist sicher, ungefährlich und nicht brennbar. Lithium-Ionen-Batterien waren in letzter Zeit Teil mehrerer bemerkenswerter Brände in Rechenzentren. Im Gegensatz dazu können Natrium-Ionen-Batterien in einem weiten Temperaturbereich sicher und zuverlässig arbeiten und erfordern keine zusätzliche Temperaturkontrolle. Und im UL 9450A-Test konnte kein thermisches Durchgehen bei ihnen festgestellt werden, selbst wenn sie von einer Kugel durchbohrt wurden. Sollte in Ihrem Rechenzentrum ein Feuer ausbrechen, wird eine Natrium-Ionen-Batterie das Feuer nicht verschlimmern.

Da Initiativen zur Umwelt- und Sozialpolitik (ESG) immer wichtiger werden, haben sich Natrium-Ionen-Batterien zu einer nachhaltigeren und ethischeren Alternative zu konkurrierenden Technologien entwickelt.

Lithium ist nur in bestimmten Teilen der Welt verfügbar. Es handelt sich um eine endliche Ressource, die allzu oft unter unsicheren Arbeitsbedingungen abgebaut wird. Im Gegensatz dazu ist Natrium auf der ganzen Welt reichlich vorhanden, und die in einigen Natrium-Ionen-Batterien abgebauten Mineralien sind Nebenprodukte anderer industrieller Prozesse.

Natriumionen können den mit dem Batterietransport verbundenen CO2-Fußabdruck verringern. Da sie nicht brennbar sind, können Natrium-Ionen-Batterien vollständig geladen versendet werden. Aufgrund ihrer langen Lebensdauer müssen weniger Natrium-Ionen-Batterien geliefert werden. Beides reduziert Transportkosten und Emissionen.

Diese Batterietechnologie kann Rechenzentren auch dabei helfen, unmittelbarere Dekarbonisierungsziele zu erreichen. Natriumionenbatterien ermöglichen ein Generatorlastmanagement, einen verzögerten Start und eine Optimierung des Strom-/Kraftstoffverbrauchs durch häufige Batteriezyklen, schnelles Aufladen und mehr. Sie können auch dazu beitragen, die Lebensdauer des Generators zu verlängern, indem sie die „nur für den Fall“-Zeit reduzieren, die Generatoren laufen lassen, um die Last während eines nachfolgenden Stromereignisses aufzufangen, während die USV-Batterien aufgeladen werden.

Rechenzentren können sich nicht mehr zwischen Betriebszeit und effizientem Energiemanagement entscheiden. Lithium-Ionen-Batterien mildern einige der Probleme von Blei-Säure-Batterien, bergen jedoch erhebliche Brand- und Sicherheitsrisiken. Die Natrium-Ionen-Batterietechnologie ist da und bereits in einigen USV-Systemen im Einsatz und bietet zuverlässige, sichere und ESG-orientierte Notstromversorgung für Rechenzentren. Die Vorzüge einiger neuer Technologien werden klugerweise „mit Vorsicht“ betrachtet – aber in diesem Fall ist Salz eine bahnbrechende Lösung. Natriumionenbatterien mögen eine neuere Technologie sein, aber die Technologie hat sich bewährt und ist bereit, das Energiemanagement von Rechenzentren zu verändern.

Pouchet ist Vizepräsident für Vertrieb und Marketing bei Natron Energy. Pouchet arbeitet eng mit großen OEMs, großen Eigentümern und Betreibern von Telekommunikations- und Rechenzentren, BESS/ESS-Integratoren, industriellen Stromverbrauchern, die auf Dekarbonisierung setzen, und führenden geschäftskritischen Ingenieurbüros zusammen, um bei der Definition, Gestaltung und Schaffung von Möglichkeiten für fortschrittliche Batterie- und Energietechnologien zu helfen die das Tagesgeschäft und die betriebliche Effizienz verbessern.

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