2024 数据中心能源五大趋势，打造新质生产力强劲内核

 

 

数字经济时代， 人工智能等科技创新，催生产业深度转型、生产要素创新配置、技术获得革命性突破，是发展新质生产力的核心要素，为驱动经济增长注入新动能。数据中心作为技术创新的制高点，也将成为发展新质生产力的底座支撑，面临着新的课题与机遇。

 

作为全球数据中心基础设施领域创新理念和技术的推动者，伊顿关键电源基于行业深刻洞察和实践，从交付效率和安全性、能效革命、能源供电变革等方面，预测了 2024 数据中心能源五大发展趋势，为促进行业健康发展贡献伊顿思考，为新质生产力生成提供内在动力。

 

 

 

趋势 01

预制模块化发展与兆瓦级技术演进

创新技术提升交付效率与能效

 

“算力+电力”让科技与能源双向互联，为 AI 时代的到来加速。数据中心作为算力的重要组成部分，其建设交付速度成为企业的核心竞争力之一，支撑其运行的供电系统也面临高密化与能效挑战。

 

 

预制模块化 

 

 

为突破传统数据中心建设周期长，无法支持规模性增长等一系列瓶颈，数据中心预制模块化解决方案经过标准化设计与工厂预制、预测试，大大缩短了部署周期，以边成长边部署支持企业可持续发展，并优化投资成本，现场安装的去工程化减少了废弃物的产生。目前，多种预制模块化方案已成熟应用于数据中心：

 

• 供配电一体化电力模块，通过对高度一致性的 UPS 及中低压组件进行工厂预制、预调试，可大大缩短现场交付时间；
• 模块化数据中心将制冷、供配电、布线等系统进行集成设计，实现一模块一数据中心；
• 载流量大、损耗低、结构简单的母线，及智能小母线，解决了传统方式带来的安装复杂、维护及扩容难等痛点，满足业务快速上线需求。

 

                         

UPS 向兆瓦级演进

 

 

智算中心作为新一代数据中心建设方向，驱使单机柜密度向 10-50kW 演进，这也推动 UPS 系统向着更高单机功率发展。兆瓦级 UPS 可为智算中心提供更高功率密度的电力保护方案，同时有效降低 UPS 系统的并联数量，提升系统可靠性，并减少配电柜、电缆等配套设备，释放大量空间，更具投资优势，为日益扩大规模的数据中心提供全新破局之策。 

 

 

在能效方面，通过众多 UPS  厂商的不懈努力，部分尖端机型效率已超过 97.3%，在交流直供供电模式、智能旁路模式等创新技术，以及高耐压、高结温、低开关损耗的 SiC 等宽禁带功率半导体元件的加持下，UPS 系统能效在节能模式下已提升至 99% 以上，将为数据中心大幅节约能源成本，降低运营碳排放。

 

   

趋势 02

预测性维护新模式

赋能数据中心安全运营

          

面对算力需求和突增业务量， 数据中心规模持续扩大，系统组成更加复杂，AI 及大数据等技术的投入，使预测性维护在提升安全性和能源效率方面发挥着越来越重要的作用，从而帮助用户实现一个高可用的和高效的数据中心。

 

 

通过对设备运行状态进行实时监测，并进行机器学习和数据分析，AI 可以预测并识别潜在的硬件故障，从而为用户提供故障预警、故障诊断及维护建议，以减少意外停机时间，并协助数据中心管理人员更高效地监测和分析数据流，及时识别潜在安全威胁，提升整体运维效率。

 

 

这种软件定义也正在通过智能算法，预测能耗并自动调整供配电系统、制冷等设备运行状态，优化能源效率，降低能耗与运营成本，在全行业绿色可持续发展背景下，这一优势尤为凸显。

 

   

趋势 03

液冷散热颠覆传统

降温降碳助力智算建设

 

 

随着通用算力向智能算力过渡，生成式 AI 技术驱动高功率智能芯片规模化应用，机柜上架率不变情况下，单机柜密度将超过 15kW，传统风冷冷却模式已经无法满足机柜散热要求。液冷技术利用液体作为热交换媒介，高导热、高热容、低能耗、低噪音等优势显著，其应用在智算中心、高性能和数据中心领域，已是趋势所向。

 

 

同样，兆瓦级 UPS 开发也面临散热挑战，高温运行将使 UPS 关键器件发生绝缘性能退化、材料热老化等情况，电感电容器、热敏电阻等元器件的电特性值也会随温升而变小，因此当 UPS 单机功率逐渐超出风冷散热阈值，液冷散热能够更高效带走 UPS 发热器件热量，提高设备可靠性，助力 UPS 提升功率密度，向更大功率顺利跃进。

 

 

趋势 04

锂电储能大规模应用

电网交互式 UPS 全力推进

 

 

为加快绿色数据中心建设，“IDC+储能”运营模式已经成为行业重要的发展趋势之一。集装箱电池储能系统，及锂电储能型 UPS 为数据中心提供电能的同时，在节能减碳、削峰填谷、参与电网调度等层面均能发挥显著效用。

 

 

面对广阔的市场，储能系统仍面临着投资成本及回报率、安全制约等问题。集装箱电池储能系统将锂电池柜、电池管理系统、能源管理系统、储能变流器、变压器、消防系统及暖通空调等多个子系统，有机配置于标准集装箱中，能更好地为用户提供峰谷套利、需量管理、备用电源、平抑波动等功能，为数据中心构建新型电力系统奠定基础。

 

 

目前，国家正积极完善峰谷电价、建立尖峰电价等机制，激励高能耗产业落地储能应用。电网交互式储能型 UPS，通过兼容储能锂电池柜，充分发挥锂电高能量、低成本、长寿命价值，并采用更加智能的电池储能控制和管理方式，在用电高峰时，将数据中心电力短期内馈电至电网，大大缓解电网压力，帮助数据中心无缝利用来自锂电池的能量，使其从能源消耗者转向利润提供者。

 

 

趋势 05

新能源接入智算中心

中压路由器开启多能源互补

 

 

在双碳目标下，相关部门对数据中心 PUE 监管越发严苛，部分城市新建数据中心 PUE 准入值低至 1.25，甚至要求小于 1.2。数据中心能源传输损耗，及新能源接入比例，直接影响着 PUE 值的表现。

 

 

数据中心为降低 PUE 值，开始转向优化能源结构，构建源网荷储一体化能源系统。为使多种能源高度互联、实时调度，提高数据中心用电灵活性，中压能源路由器作为能源互联网的关键装备，其固态变压器和智能控制单元能主动控制能源互联网内部电能传递，并进行调度管理，实现交直流无缝混合配用电，为数据中心提供全智能化的多向多能源接入与管理服务。

   

 

 

随着数据中心建设重点转向智算中心，数据中心基础设施随之转型，从电力短缺到绿色技术与能源创新，以及智能化运维进程的加速推进，如何满足数据中心高需求的同时降低环境影响？伊顿关键电源在这一系列变革中始终积极探索，为客户提供可持续的解决方案，携手客户共塑数据中心行业未来。

 

 

——摘自 Eaton伊顿关键电源