Los avances en tecnología a lo largo de los años ahora significan que la última generación de UPS ahora tiene una eficiencia de alrededor del 97%. Sin embargo, hemos utilizado las mismas baterías de plomo-ácido o VRLA que el acumulador de energía de respaldo del UPS durante aproximadamente 30 años! Todavía hacen su trabajo y lo hacen bien: entonces, ¿por qué cambiar?
El desafío con las baterías VRLA es que aún requieren una temperatura de alrededor de 20°C para optimizar su vida útil. Una estimación estándar de la industria es que por cada 10 grados por encima de los 20°C, la vida útil de una batería VRLA se reduce a la mitad. Por lo tanto, un área que puede fomentar la adopción generalizada de una alternativa como las baterías de litio en los centros de datos, es la necesidad de gestión de la energía.
Las baterías de Litio ofrecen una alternativa a VRLA, ya que funcionan a temperaturas mucho más altas, de hasta 55ºC. La mayoría de los sistemas de TI también funcionan a 25°C y la tecnología UPS en sí misma puede funcionar bien hasta 40°C. Ciertamente, en muchos países europeos esto podría significar que la temperatura natural del aire (que en promedio está entre 20-22°C) podría eliminar la necesidad de
aire acondicionado por completo. Esto daría como resultado un ahorro significativo en los costos de funcionamiento del centro de datos y una menor huella de carbono.
El ahorro de espacio también es una ventaja potencial. Muchos centros de datos tienen suficiente espacio para albergar baterías de plomo ácido sin problemas. Sin embargo, cuando el espacio es escaso, las baterías de Litio normalmente requieren de un tercio del espacio físico que las baterias VRLA y pesan menos de una cuarta parte. Estas características de ahorro de espacio pueden ofrecer ventajas, por ejemplo, a los centros de datos Edge o cualquier aplicación donde el costo por metro cuadrado es importante.
Hasta ahora, un inconveniente de cambiar la tecnología de Litio ha sido el mayor costo inicial. Sin embargo, la industria automotriz ha bajado los precios en los últimos años y durante la última década se han reducido significativamente. En general, encontramos que el costo CAPEX inicial de comprar Litio resulta ser el doble de caro que con las baterías de plomo ácido. Sin embargo, el Litio dura el doble. Las baterías de plomo ácido con una vida útil de diez años se reemplazan normalmente cada siete u ocho años. Con Litio la vida útil es de 13 a 15 años. Entonces, cuando estos cálculos generales de ahorro de energía también se consideran, el Litio puede reducir el costo total de propiedad (TCO), superando la aprensión sobre la inversión inicial.
En el pasado, ha habido problemas de seguridad relacionados con las baterías de Litio. Sin embargo, la tecnología ha avanzado. La gestión y prueba de baterías de Litio está cubierta por la norma IEC62619 que se introdujo internacionalmente hace más de dos años y se relaciona específicamente con los sistemas de control en baterías industriales. Las baterías de Litio son más sensibles a la forma en que se cargan y descargan, ya que algunos materiales de iones de litio liberan O2 a altas temperaturas durante condiciones de sobrecarga o simplemente fuga térmica y, por lo tanto, IEC62619 exige que todas tengan un sistema de gestión de batería interno (BMS ). Esto evita que el electrolito líquido orgánico se caliente demasiado debido a una carga excesiva o insuficiente. El BMS proporciona una advertencia si se excede el rango de voltaje de la envolvente segura y luego el UPS compatible puede responder. Si esto se ignora, una alarma de nivel dos se vincula a un disyuntor para evitar una mayor carga o descarga de la celda. Este doble nivel de protección debe implementarse y probarse para cumplir con la normativa IEC62619.
Todas las baterías, incluidas las de plomo-ácido, son un peligro potencial, pero si se gestionan correctamente, la tecnología de iones de litio ahora se ha desarrollado para que sea segura de usar en centros de datos y otras instalaciones que requieren protección de energía crítica.
Hay diferentes tipos de materiales de baterías de iones de litio disponibles, siendo NCM, LCO, LMO y LFP los más utilizados. Aquí es donde se necesita un material con alta estabilidad en cualquier condición. El LFP es más seguro y confiable, ya que la descomposición de LFP no genera O2, lo que reduce drásticamente el riesgo de explosión. Sin duda, el futuro verá una mayor adopción de Li-ion en la industria de UPS. Sin embargo, los sistemas deben estar preparados para iones de litio, y los fabricantes de equipos de UPS deben asegurarse de que su tecnología sea compatible y puedan “hablar” con el sistema de monitoreo de baterías de iones de litio.
Curiosamente, la adopción de iones de litio en los sistemas UPS hasta ahora ha sido mayor en los países en desarrollo de África y Medio Oriente, donde la red eléctrica principal es menos confiable que en el Reino Unido y los problemas frecuentes de energía son más comunes. En estos casos, se requiere varias veces al día, de el UPS y los sistemas de batería. Esta mayor absorción se debe principalmente a la mayor vida útil del Li-ion: por lo general, 3000 ciclos de encendido y apagado en comparación con alrededor de 300 para la tecnología VRLA.
Esto puede apuntar a otra aplicación potencial del Litio en el futuro. Con una presión cada vez mayor sobre los suministros de energía de nuestras ciudades, la gestión de la energía por el lado de la demanda podría hacer que se pague a los centros de datos por el exceso de energía. Al igual que los paneles solares de consumo, la energía almacenada podría retroalimentarse a la red durante el tiempo de inactividad y el UPS podría pasar de convertirse en un centro de respaldo de datos a una cuenta bancaria, generando ingresos aprovechando la demanda y el uso de energía. La capacidad de Litio para encenderse y apagarse podría ofrecer aplicaciones interesantes en esta área para el futuro.
La solución Litio de CENTIEL ya está siendo instalada por nuestros clientes más progresistas, que buscan capitalizar las ventajas que tiene el Litio sobre las baterías de plomo-ácido, a saber: son más pequeñas, más livianas y tienen una alta densidad de potencia, una vida útil más larga y funcionan a temperaturas más altas. Durante los próximos cinco años, anticipamos que ocurrirá un cambio significativo en la industria del Litio. La buena noticia es que la tecnología de CENTIEL ya está preparada para la tecnología del Litio, las instalaciones de baterías de plomo-ácido existentes tienen la opción de actualizarse a iones de litio en el futuro sin necesidad de reemplazar el UPS.
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