圖片來源:台達電
近年來，資料中心產業積極尋求提升效率與空間利用率，這也驅動了不斷電系統 (UPS) 電源技術的革新。傳統上，資料中心 UPS 系統主要仰賴閥控型鉛酸 (VRLA) 蓄電池，但其體積龐大、重量沉重、壽命短且維護成本高昂等缺點，已成為限制資料中心發展的重要瓶頸。因此， 鋰電池 正逐步取代 VRLA 電池，成為資料中心 UPS 電源的新興趨勢，這是一項具有時效性的重大產業變革。
鋰電池優缺點:
高效率 ：鋰電池具有更高的能量密度和功率密度。
長壽命 ：使用壽命可達 10 年以上，遠超過 VRLA 電池。
節省空間 ：體積小巧，可減少 UPS 佔用空間 50-80%。
降低 TCO ：長期擁有成本低於 VRLA 電池。
初期投資成本高 ：這是阻礙鋰電池普及的主要因素之一。
閒置電量損失 ：每月損失約 1-2% 電量。
根據 Bloomberg New Energy Finance 的研究預測，到 2025 年， 鋰電池 解決方案將佔據全球資料中心 UPS 市場的 40% 份額。這個預測反映了 鋰電池 技術日趨成熟，以及其在成本效益和性能方面的優勢。
鋰電池的優勢顯而易見：相較於 VRLA 電池，其能量密度和功率密度更高，重量則不到 VRLA 電池的三分之一，可降低系統總質量 60-80%。更重要的是，鋰電池的體積更小，可減少 UPS 佔用空間 50-80%，對於寸土寸金的資料中心來說，這是一個極具吸引力的優點。此外，鋰電池的使用壽命可達 10 年以上，遠高於 VRLA 電池的 3-6 年，大幅降低了維護和更換電池的頻率與成本。 更長的充電循環次數（5000次對比VRLA的700次）也意味著更低的長期擁有成本。
然而，鋰電池也存在一些挑戰。初期投資成本較高是許多資料中心業者遲疑的主要因素。儘管整體擁有成本 (TCO) 在 10 年的週期內，鋰電池方案預估比 VRLA 電池低 39% (樂觀估計至少節省 10%)，但高昂的前期投入仍是一個門檻。此外，鋰電池在閒置狀態下每月會損失約 1-2% 的電量，這也是需要考量的一點。
儘管如此，技術的進步正在逐步解決這些問題。隨著鋰電池技術的成熟和規模經濟效益的顯現，其價格正在持續下降。許多 UPS 製造商已積極投入鋰電池技術的研發與應用，市面上也已有越來越多搭載鋰電池的 UPS 系統問世。第一個使用 鋰電池供電 的 UPS 系統早在 2016 年就已上市，這標誌著此一轉變已蓄勢待發，以及最近因為輝達GB200而討論度不斷上升的BBU。
甚麼是BBU ?
BBU是備援電池模組（Battery Backup Unit）BBU （ 備援電池模組 ， Battery Backup Unit ）是一種可更換的功能性組件（FRU），部分設備型號已將其列為標準配備，而其他型號則提供選配。當外部電源突然中斷時，系統會自動切換至BBU供電，將存儲在動態隨機存取記憶體（DRAM）中的快取資料快速寫入到備援的固態硬碟（SSD）中。隨著電力恢復，系統重新啟動後會自動從SSD中讀取資料，重建必要的檔案和資訊，以防止斷電引起的數據遺失，確保資料的安全和完整。
隨著技術進步，雲端資料中心的備援電源方案逐漸由傳統的 不斷電系統 （ UPS ）轉向BBU。相較於傳統UPS所使用的鉛酸電池，BBU採用鋰電池，具有更高的電力轉換效率，且佔用空間較少，更適合現代資料中心對空間和電力效率的高需求。
BBU 跟UPS差異 ?
UPS：傳統的UPS系統使用鉛酸電池，供電模式為AC to DC，這種模式的電力轉換會造成一定的能量損耗。此外，UPS需要專門的機房來安置，這對空間要求較高。
BBU：BBU採用鋰電池，供電模式為DC to DC，這不僅提高了供電效率，也減少了能量損耗。BBU能夠直接整合於伺服器機櫃中，節省了空間，滿足了現代資料中心對空間和電力的高效需求。
近年來雲端資料中心的備援電源已逐漸由不斷電系統(UPS)往BBU發展，相較傳統UPS使用鉛酸電池，BBU改採鋰電池，其電力轉換效率高、空間耗損少，更符合資料中心需要的空間與電力要求。
對於資料中心業者而言，選擇何種 UPS 電源系統需要根據自身的需求、規模和預算進行評估。大型資料中心可能更傾向於採用鋰電池方案，以獲得長遠的成本效益和更高的效率。而小型資料中心則可能因為預算限制，仍會選擇 VRLA 電池。 更換電池的時機也需要仔細評估 UPS 系統的壽命週期和成本效益，才能做出最經濟划算的決策。
總而言之，鋰電池技術的進步正逐步改變資料中心 UPS 電源的格局。儘管初期投資成本較高，但其長遠的效益和日益成熟的技術，預計將加速鋰電池在資料中心 UPS 市場的滲透率，為資料中心帶來更高的效率和更低的營運成本。
圖片來源:台達電
參考資料:台達電/新聞中心
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