随着功率密度的增加，数据中心运营商和服务提供商需要利用每一个机会来降低功耗并提高电源效率。如今，大多数数据中心使用交流（AC）配电系统。然而，最近，数据中心行业正在探索另一种选择——直流（DC）配电系统。
数据中心的 DC 方法直流 （DC） 电源是指最常由太阳能电池和电池等来源产生的一种电力形式。顾名思义，直流电（DC）意味着电流是线性和直接的。它总是朝同一方向流动，不会在正负端之间振荡。
直流电源可用于许多场景，从电池充电到电子系统、电机等的大型电源。高压直流电用于从远程发电站点传输大量电力。直流电源的常见应用还包括便携式太阳能系统和太阳能行业中的其他离网设备。
与可以以很小的损耗传输数千英里的电力的交流电源相比，直流发电厂只能传输几英里的电力。这就是为什么今天的工业世界由交流电源主导的原因。但在数据中心，能源传输仅限于数据中心设施本身。因此，在数据中心使用DC时对传输损耗的考虑不太重要。此外，直流电源技术的进步使其更加高效且易于调节。
DC 数据中心的优缺点随着人们对数据中心内转向直流配电的兴趣日益浓厚，直流电源无疑带来了公平的好处。让我们全面了解采用直流电源的数据中心的优缺点。
不太复杂
与当前的交流方法相比，直流电源方法不太复杂，使用的组件也明显更少。更少的组件需要更少的时间来安装和维护，并减少出错的可能性，从而降低安装和维护成本。
更少的空间
直流配电占用的空间更少，因为它比同类交流系统使用更少的铜，并且在电力中断期间分配存储的电力时不需要使用整流器。这意味着服务器机架和冷却设备有更多的占地面积。
电能质量
直流配电还提高了电源的质量。使用交流电源时，每次电流改变方向时都会损失功率。而直流消除了不需要的谐波和失真问题，以及相位补偿和同步的需要。
模块化和可扩展
电池等储能设备可以直接放置在现有的直流电源架构上，并且可以根据需要添加负载，而无需更改当前的电网。随着设施的增长和负载的增加，这加起来可以更快地安装和升级。
与其他来源集成
有据可查的是，直流系统可以轻松集成现场能源，如太阳能电池板、燃料电池或风力涡轮机，这些能源也产生直流电。随着越来越多的数据中心转向绿色数据中心，这变得越来越有吸引力。
局限性尽管直流电源有很多好处，但仍有一些限制需要考虑。
缺乏标准
直流电源数据中心尚无行业定义的标准化。直流电源系统仍然缺乏关于电压和电连接器标准的协议。
重构成本
如果您计划更改现有的交流电源架构以支持直流电源，则肯定会涉及行业可能试图避免的成本。
有限的直流电源资源
直流电源数据中心还需要直流空调系统、消防系统、门禁系统和楼宇控制系统（以及直流服务器、网络交换机等直流耗电设备）。但是，市场上使用直流电源运行的基础设施数量有限。这使得直流配电系统成为数据中心的难以选择。
缺乏知识
与数据中心中流行的AC系统相比，DC数据中心架构相对较少。这意味着缺乏有关其长期绩效和收益的数据。因此，数据中心所有者和运营商在运行直流电源数据中心方面的知识和经验有限。
集中式与分布式直流电源架构正如有集中式和分布式UPS系统一样，也有集中式和分布式直流配电系统。在集中式直流电源架构中，电源从用户电压的中心位置分配。而在分布式直流电源架构中，功率在接近消耗功率的设备之前不会转换为直流。
与集中式电源相比，分布式直流电源架构具有一些独特的优势。首先，电源不必在用户电压下从中心位置分配。因此，更高的电压没有安全问题，电缆不需要承受大电流。可以使用较小的电缆将电力传输到耗电设备，从而产生较低的损耗。
此外，分布式直流电源架构具有用于整流和电池存储的热插拔和可更换模块，更加模块化，使系统更易于维护。
几个障碍如上所述，在数据中心更广泛地采用直流电源系统存在一些障碍。
首先，缺乏行业定义的标准，而DC需要这些标准才能成为可行的选择。改造现有交流系统所涉及的成本也使选择直流电源成为一个挑战。
此外，不可或缺的资源选择有限，例如在直流上运行的服务器、空调装置、消防设备和建筑控制的直流电源。
最大的挑战是数据中心所有者和运营商缺乏知识。他们必须面对诸如将AC-DC转换放在哪里以及如何在DC系统上设计储能设备等问题。显然，业界需要一些时间才能更熟悉直流系统的长期性能。
直流电源是游戏规则改变者吗？尽管存在一些障碍，但直流电源数据中心仍然具有巨大的潜力，因为它们提供了所有好处，例如显着节省运营和维护成本和物理空间，更好的电能质量以及与其他来源的轻松集成。
但是，在切换到直流电源系统之前，数据中心所有者和运营商必须仔细查看其现有的网络和电源基础设施，以决定是否应该进行转换。
像IEC这样的国际标准组织正在积极研究如何释放数据中心直流电源架构的巨大潜力。随着数据密集型下一代技术的发展，直流电源可能很快就会成为新常态。
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