Hemos visto crecer el uso de baterías de iones de litio a un ritmo acelerado en los últimos años. De hecho, el informe Bloomberg New Energy Finance pronostica que el 40 % del respaldo de baterías de centros de datos será de litio para el año 2025. Entre los centros de datos de hiperescala, este pronóstico es aún mayor: 55 %. Sabemos que una batería de plomo-ácido regulada por válvula (valve regulated lead acid, VRLA) es una solución menos costosa el primer día; así que, ¿qué está impulsando este rápido crecimiento de las de iones de litio?
Los costos de capex de las de iones de litio continúan disminuyendo.
Las químicas y las tecnologías de las baterías de iones de litio han presentado mejoras significativas que las han vuelto atractivas para las aplicaciones de UPS. En gran medida, la industria del voltaje eléctrico (electrical voltage, EV) es la causante de estos avances. A medida de que el uso crece y la tecnología continúa madurando, los costos por kWh disminuyen. Todavía tienen un capex más alto que las baterías VRLA, pero solo por un factor de 1,5x a 2x actualmente.
Incluso así, preguntamos: ¿cuál es la razón principal para el uso de las de iones de litio? Ahorro de TCO El Centro de Investigación del Centro de Datos creó una calculadora para demostrar este hallazgo.
Una calculadora de TCO que compara las baterías de iones de litio con las de VRLA
Desarrollamos una calculadora de herramienta para ayudar a comprender el impacto de elegir el almacenamiento de energía de las de iones de litio frente al VRLA para un UPS estático trifásico. Este TCO en la herramienta incluye los siguientes costos:
Capex: La prima del costo inicial de las baterías. Las de iones litio generalmente presentan un costo más alto. Tenga en cuenta que se incluye un sistema de administración de la batería (battery management system, BMS) en la solución estándar de las de iones de litio, mientras que con el VRLA, deberá agregar otro 20 % al costo de VRLA para un BMS. Por lo tanto, al comparar ambas soluciones con el BMS ya se reduce la brecha de costos de capex.
Energía: Las pérdidas fijas típicas en estado estable de la batería por la carga con flujo limitado son de 0,1 % para las de iones de litio y 0,2 % para VRLA, lo que se traduce en ahorros de energía del 50 %. Tenga en cuenta que no incluimos el costo de las pérdidas transitorias ocurridas durante un corte de energía que requieren la descarga y la carga posterior de la batería.
Reemplazos de baterías: Las baterías VRLA tienen una vida útil de 3 a 6 años, mientras que las baterías de iones de litio pueden tener una vida útil de 10 a 15 años. En un análisis de TCO de 10 años, esto generalmente significa 2 reemplazos para las baterías VRLA frente a cero para las de iones de litio.
Mantenimiento: El mantenimiento preventivo de las baterías VRLA difiere de las baterías de iones de litio de UPS. Todos los mantenimientos de las baterías deben incluir inspecciones visuales regulares y una revisión anual del torque. Sin embargo, el mantenimiento de las baterías VRLA requiere revisiones internas periódicas de la resistencia de cada vaso de la batería, mientras que las baterías de iones de litio no las necesitan. Esto se debe a que las baterías de iones de litio vienen con un sistema de administración de la batería (BMS) que brinda un monitoreo continuo del estado y de la carga. Además, el mantenimiento de las baterías VRLA generalmente se realiza con más frecuencia: dos veces al año si las baterías VRLA incluyen un sistema de monitoreo de baterías o cuatro veces al año si no lo hacen. Por su parte, el mantenimiento de las baterías de iones de litio se realiza, por lo general, una vez al año. En base a esto, nuestra calculadora asume un costo de mantenimiento de 1,5 % del capex para las de iones de litio y 8 % para VRLA.
Espacio: Las baterías de iones de litio ocupan una superficie más pequeña que las VRLA debido a su alta densidad de energía. Esto se traduce en ahorros de costos basados en el valor del espacio en el centro de datos (es decir, espacio de generación de ingresos en el caso de un proveedor de colocación).
Los 2 mejores controladores al calcular el TCO para baterías de iones de litio
La herramienta demuestra que la vida útil restante del UPS y el período de reemplazo de las baterías son los dos controladores más importantes.
Vida útil del UPS: Si está contemplando el uso de las de iones de litio para un UPS al que le quedan cuatro años, el VRLA puede ser la mejor opción financiera, pero cuando lo considera para un nuevo UPS, el TCO casi siempre favorecerá a las de iones de litio.
Período de reemplazo de baterías: La frecuencia con la que reemplaza las baterías es un obvio controlador clave. La prima de costo inicial de las de iones de litio se puede compensar rápidamente con múltiples reemplazos de baterías VRLA durante toda la vida útil. El punto de cruce donde las de iones de litio presenta un TCO más bajo generalmente ocurre después del primer reemplazo de VRLA.
Pruebe la calculadora y otros recursos útiles.
Con nuestras suposiciones predeterminadas en la herramienta, demostramos un ahorro de 31 % de TCO. La herramienta le permite ajustar varias variables clave para ver el impacto que tienen. No es la solución adecuada para todos los escenarios y la herramienta lo ayudará a determinar si las baterías de iones de litio tienen sentido para su sistema UPS. ¡Pruebe la calculadora para sus propios cálculos!
Para obtener más información sobre las diferencias generales entre los dos tipos de baterías, consulte nuestro informe técnico 229: Tecnología de baterías para los centros de datos: VRLA vs. Iones de litio. Y si no está familiarizado con nuestra biblioteca de herramientas de compensación, tenemos 22 calculadoras disponibles actualmente (y estamos aumentando el número) para ayudarlo a cuantificar y justificar las decisiones de diseño que enfrenta para los proyectos de su centro de datos.
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