Rambler's Top100
Статьи ИКС № 06 2010
Евгения ВОЛЫНКИНА  15 июня 2010

Орудия электропитания среднего и большого калибра

Поучаствовать в мега-проекте строительства крупного дата-центра лестно всем, и поставщики систем бесперебойного питания — не исключение. Мегаваттные мощности впечатляют заказчиков и украшают портфолио компаний, однако основную «кассу» вендорам делают не столь амбициозные, но гораздо более многочисленные клиенты, которым нужно обеспечить бесперебойным электропитанием свое оборудование и ИТ-системы.

Попробуем разобраться, что же нужно от поставщиков систем ИБП относительно скромным заказчикам, что могут им предложить вендоры и куда движется технический прогресс в области ИБП для ИТ и телекома.

Маленькие радости

В принципе корпоративные заказчики не требуют ничего сверхъестественного – в первую очередь им нужно практичное решение. По мнению Владислава Солоцкого, руководителя направления по работе с ключевыми клиентами (ИБП) Delta Energy Systems, это означает невысокую цену, повышенную надежность, большой срок службы, увеличенный срок гарантии, простоту замены неисправных блоков или вышедшего из строя ИБП целиком. Лучше всего, если с ремонтом и обслуживанием пользователь сможет справиться самостоятельно. Практичность решений отражается и в модульности конструкции ИБП. «Если еще три-пять лет назад ремонт ИБП выполнялся на уровне относительно мелких и дешевых компонентов и электронных плат, то сегодня все чаще используют высокотехнологичные и неразборные модули. Это удешевляет производство, повышает надежность ИБП и во много раз сокращает время восстановления его работоспособности», – отмечает технический директор российского офиса Eaton Юрий Копылов. Для ИБП офисного применения совсем нелишним будет пониженный уровень шума. Игорь Горбунов, продукт-менеджер по ИБП компании «Тесли», добавляет к списку требований минимальное время установки и монтажа, малую занимаемую площадь, возможность масштабирования мощности в процессе эксплуатации с минимальными затратами, низкие требования к охлаждению. «Все это позволяет уменьшить совокупную стоимость владения (TCO) в процессе эксплуатации ИБП», – считает он. По словам Константина Соколова , руководителя отдела технической экспертизы «Абитех», в офисных приложениях в последнее время все более популярны ИБП, предназначенные для монтажа в 19-дюймовые стойки. Кроме того, весомым достоинством ИБП для офисных клиентов становится количество розеток. Немаловажное преимущество – возможность наращивания мощности ИБП путем параллельного включения дополнительных модулей, поскольку при такой компоновке нет единой точки отказа. Про пониженное энергопотребление, наверное, и напоминать не стоит: об этом говорят и производители, и потребители любых устройств, работающих от розетки. Кстати, по мнению некоторых специалистов, заказчики уже начинают задумываться и об экологичности ИБП, но это пока не мэйнстрим, есть проблемы и поважнее.

Портрет ИБП в интерьере

В компаниях появляется все больше оборудования, чувствительного к качеству электропитания, а проблемы с последним, наоборот, обостряются. Поэтому в последние годы спрос на самые до того популярные (и дешевые) однофазные ИБП стал падать, зато вырос на «тяжелые» трехфазные ИБП с двойным преобразованием напряжения, поскольку именно они обеспечивают максимальную защиту от проблем в электросети. По мнению руководителя департамента ИБП компании Landata Дениса Андреева , скоро их доли продаж должны сравняться. Правда, в начале 2009 г. свои коррективы в тенденции рынка внес кризис, и в течение примерно полугода спрос перемещался из области «тяжелых» в область «средних» ИБП мощностью 10–40 кВ•А. Однако сейчас самыми востребованными являются ИБП мощностью 20–225 кВ•А. Кроме того, интерес потребителей явно сместился в сторону ИБП эконом-класса мощностью 20–40 кВ•А, имеющих максимально простую комплектацию, при одновременном росте спроса на отказоустойчивые системы конфигурации N+1.

«Портрет» самого востребованного ИБП средней и большой мощности, по мнению технического эксперта Chloride Анатолия Маслова , таков: трехфазный ИБП двойного преобразования, полностью на IGBT-транзисторах (при этом достигаются наилучшие показатели КПД, искажений напряжения, стабильности выходных параметров и т.д.); обеспечивающий параллельное подключение для масштабирования и полного резервирования; обладающий средствами самоконтроля и, что не менее важно, мониторинга питающей сети с регистрацией событий; имеющий понятный и удобный для пользователя интерфейс связи как для ПО на компьютере, так и для дисплея на самом ИБП. Андрей Маркин , руководитель корпоративного направления Powercom, добавляет к списку характеристик увеличенное время работы от батарей и резервирование путем включения в систему избыточных элементов (объединение нескольких ИБП в параллель с синхронизацией по выходу или установка одной системы с несколькими модулями). И. Горбунов («Тесли») отмечает, что в классе решений средней мощности все большую популярность приобретают модульные ИБП (серии DPA Conceptpower, UPScale фирмы Newave, серия Symmetra у APC, BladeUPS у Eaton, модульные ИБП от AEG и др.). По мнению К. Соколова («Абитех»), в диапазоне мощностей до 100 кВ•А популярны бестрансформаторные ИБП, так как они дешевле и компактнее, а по мере увеличения мощности все большее применение находят трансформаторные ИБП.

Тем не менее основной критерий выбора конкретной модели ИБП в нынешние времена вполне предсказуем: это цена. И лишь потом принимаются во внимание КПД, срок службы аккумуляторных батарей, время автономной работы от батарей, масса, габариты, наличие определенных интерфейсов, простота обслуживания, наличие сервисного центра в зоне «прямой видимости» и каких-то особенных гарантийных обязательств производителя. А. Маркин (Powercom) считает, что заказчики обращают особое внимание на репутацию производителя ИБП и надежность работы уже установленных устройств и систем, а уже потом начинают сравнивать такие параметры, как удобство обслуживания, администрирования и мониторинга состояния ИБП, возможность интеграции в имеющиеся системы управления. Во многих случаях сравнивается и анализируется не просто цена, а стоимость владения ИБП в течение длительного времени. И лишь в последнюю очередь заказчики уделяют внимание сравнительному анализу технических характеристик, которые у разных производителей обычно мало различаются.

В общем, наши реалии таковы, что очень часто право решающего голоса имеют, грубо говоря, бухгалтеры. «В подавляющем большинстве случаев тот, кто даёт деньги на закупку ИБП, не имеет ни малейшего отношения ни к выбору самой техники, ни к ее эксплуатации. Так было всегда. В лучшем случае называют какую-то мощность и требуемое время автономной работы, и всё это при минимальной цене. Если подбором оборудования занимаются проектировщики, то их интересуют минимальные габариты и масса. И крайне редко возникает необходимость обсудить обоснованные требования с технически грамотными заказчиками, требования, которые возникают из предыдущего опыта эксплуатации аналогичного оборудования такого же или другого производителя», – сетует Андрей Москалев , ведущий инженер по направлению «бесперебойное электропитание» группы компаний «НойХаус».

Справедливости ради стоит отметить, что такой бухгалтерский подход более характерен при выборе ИБП средней мощности, тогда как ИБП большой мощности – это уже другой рынок, рынок профессионального оборудования, где больше внимания уделяют именно техническим характеристикам, интересным технологическим решениям, надежности оборудования, возможностям интеграции в сложные системы, дистанционного мониторинга и управления. По мнению Д. Андреева (Landata), на этом рынке никого не интересует простая поставка оборудования, здесь дистрибьюторы все чаще конкурируют между собой не только ценами и ассортиментом товара, но и предлагаемыми условиями работы, т. е. услугами в самом широком смысле слова. Заказчиков на рынке тяжелых ИБП интересует комплексность решений – это и непосредственно источники бесперебойного питания, и программное обеспечение к ним, и управление системами бесперебойного питания в целом, и интеграция в уже готовый проект.

Российские особенности

Но есть, как оказывается, еще один критерий выбора, который, правда, работает лишь в случае закупок систем бесперебойного питания для телекоммуникационного оборудования. Как известно, Минкомсвязи в последнее время всячески продвигает отечественного производителя. Официальных документов с требованием использовать ИБП российского производства министерство пока не издавало, но, по мнению директора по развитию компании «Энергон-Телеком» Николая Сотскова , на рынке телекоммуникаций основным критерием выбора системы электропитания сегодня является страна-производитель, а не цена. Впрочем, он считает выбор отечественного производителя вполне оправданным, потому что операторам фиксированной и сотовой связи, которые традиционно используют устройства питания с постоянным напряжением, должно быть выгодно получение квалифицированного сервиса и обслуживания «на месте» и доставка запчастей за пару дней с отечественного завода, а не ожидание их в течение двух и более месяцев из-за границы. Кстати, одним из поставщиков «Энергон-Телеком» является завод «Связь инжиниринг», ИБП которого имеют функцию удаленного мониторинга.

Эта музыка будет вечной, если я заменю батарейки...

Стоит отметить, что проблема выбора ИБП часто перерастает в проблему выбора аккумуляторных батарей к ним (батареи, как правило, поставляются отдельно). Выбор аккумуляторной батареи для ИБП – дело очень важное, поскольку от нее зависит надежность всей системы бесперебойного электроснабжения. Прежде всего следует помнить о том, что необходимы аккумуляторы, разработанные специально для использования в ИБП. Как поясняет Ольга Скроцкая , руководитель Департамента технической поддержки компании «Акку-Фертриб» (эксклюзивный дистрибьютор концерна Exide Technologies), для таких батарей важны не номинальная емкость, а характеристики работы при разрядах длительностью до 1 ч (именно в таком режиме обычно работает ИБП).

Еще один важный критерий выбора – прогноз срока службы батареи в режиме коротких разрядов. У всех свинцово-кислотных аккумуляторов в процессе эксплуатации рабочие параметры постепенно ухудшаются, причем снижение емкости и энергии разряда гораздо раньше проявляется в режиме разрядов высокими токами. По российским и международным нормам, аккумулятор в конце своего срока службы должен иметь емкость разряда не менее 80% гарантируемой производителем, но дело в том, что пригодность аккумуляторов к дальнейшей эксплуатации проверяют в режимах длительного разряда (10 ч) с относительно малыми токами. В итоге аккумулятор, формально пригодный с точки зрения номинальной емкости, не сможет обеспечить заданное время автономной работы в режиме короткого разряда. Поэтому не следует экономить на мощности аккумуляторов; стоит сразу предусмотреть 25%-ный запас мощности для резервирования питания, что по крайней мере предотвратит досрочный вывод аккумулятора из эксплуатации по причине потери им свыше 20% своей разрядной емкости.
Качество электричества в российских сетях уже стало притчей во языцех, однако не все производители ИБП, чьи изделия продаются в России, специально учитывают это. Вполне возможно, что их аппараты по умолчанию готовы к работе даже в очень неблагоприятных условиях, когда вместо 220 В розетка выдает лишь 170 В, и специальной адаптации к нашему рынку им не требуется (вернее, она выражается в наличии русскоязычного меню). Но есть и те, кто специально оговаривает соответствие технических характеристик своих ИБП тяготам российского электрического быта. Например, Андрей Вотановский , технический специалист по системам бесперебойного питания переменного тока Emerson Network Power S.r.l., подчеркивает, что вся линейка ИБП Liebert NX имеет входной диапазон трехфазного напряжения 305–477 В, а диапазон входной частоты (без перехода на батареи) у этих устройств составляет 40–70 Гц, что позволяет без ограничений использовать их в российских электрических сетях.

ИБП для телекома

Конечно, у телекоммуникационных компаний, как и на других вертикальных рынках, есть потребность в обычных ИБП переменного тока: они используются в системах биллинга, в инженерных системах (кондиционирование, аварийное освещение, системы пожарной охраны и др.). Но телекоммуникационное оборудование по традиции использует для питания постоянное напряжение, и для него существует специальный тип ИБП. «Специфика ИБП для телекома определяется аккумуляторными батареями (АБ) большой емкости с напряжением 24, 48 или 60 В, размещаемыми на объектах связи, а также нагрузками, которые питаются постоянным напряжением. Поэтому востребованными остаются как ИБП постоянного тока, так и online-ИБП переменного тока с напряжением цепи АБ 24, 48 или 60 В на базе модульных выпрямителей и модульных инверторов», – считает Леонид Сохор , технический директор московского офиса ГК «Штиль».

У ИБП для телекома основным параметром является время автономной работы от батарей. Оно должно быть достаточно большим, чтобы обеспечить работоспособность системы, пока происходит переключение с одного ввода на другой. Кроме того, в работе ИБП, используемых совместно с телекоммуникационными системами, напряжение не должно про-падать при переключении с основного питания на резервное, подчеркивает Д. Андреев (Landata). Это требование объясняется тем, что большая часть телекоммуникационного оборудования весьма критично реагирует даже на мгновенное отключение электропитания, поэтому больше всего для него подходят источники бесперебойного питания с поддержкой двойного преобразования.

Телекоммуникационное оборудование должно обеспечиваться качественным электропитанием, а в случае отключения внешнего напряжения ИБП должны держать нагрузку в течение нескольких часов. Поскольку телекоммуникационное оборудование эксплуатируется в круглосуточном режиме, необходимо, чтобы используемые ИБП имели высокую надежность и большой срок службы. Этим критериям соответствуют онлайновые ИБП с двойным преобразованием энергии и с поддержкой внешних батарейных модулей. Кроме того, телекоммуникационное оборудование обычно устанавливается в 19-дюймовую стойку, и поэтому ИБП также должен иметь соответствующий форм-фактор. Правда, в последнее время многие телекоммуникационные компании стремятся снизить стоимость системы резервирования питания, поэтому наряду с традиционными онлайновыми ИБП используются линейно-интерактивные, добавляет А. Маркин (Powercom). ИБП постоянного тока по-прежнему актуальны, но в последнее время все чаще используется оборудование, работающее от сети переменного тока. Однако изменение «парадигмы» мира телекоммуникаций и повсеместный переход на IP-протокол, по мнению К. Соколова («Абитех»), имеет следствием миграцию связи в область компьютерных технологий, где сейчас наиболее распространено питание переменным током. Но возможен и обратный процесс, если компьютерный мир все-таки решится отказаться от многочисленных преобразований переменного тока и питание серверов в массовом порядке перейдет на постоянный ток. Правда, не исключен и третий вариант развития событий, о котором напоминает И. Горбунов («Тесли»): возможно, что в ближайшие пять—десять лет в практику войдут универсальные ИБП, способные обеспечить бесперебойным электропитанием потребителей как переменного тока 220/380 В, так и постоянного тока 48 В. Скорее всего, это будет нишевое решение, предназначенное для телекоммуникационного рынка. Разработками в этом направлении занимается, например, бельгийская компания CE+T.

Не КПД единым

Разработчики мощных ИБП для дата-центров из кожи вон лезут ради одного лишнего процента КПД, что вполне оправданно:  в мегаваттных ЦОДах это выливается в весьма серьезную экономию на электричестве. В ИБП для корпоративных ИТ-систем, телекоммуникационного и другого оборудования мощности ниже, но стремление к снижению энергопотребления и максимизации КПД ничуть не меньше. Однако есть и другие тенденции, общие для ИБП этого класса и систем для рынка малого бизнеса и домашних пользователей. Речь идет об уменьшении габаритов и массы ИБП, а также о снижении уровня издаваемого шума, что совсем нелишне при использовании ИБП в офисе.

А. Маслов (Chloride) отмечает важность еще одной характеристики ИБП: значение КПД при неполных нагрузках. Ведь оборудование может вводиться в эксплуатацию в течение нескольких лет, а энергообеспечение часто сразу делается под полную мощность. Многие производители уделяют особое внимание этой проблеме. Например, все новые линейки ИБП Chloride имеют минимальную деградацию КПД в зависимости от нагрузки. В частности, у ИБП 80-Net 120 кВ•А КПД двойного преобразования при нагрузке 25% от номинала равен 94%. Л. Сохор (ГК «Штиль») напоминает еще один способ повышения КПД: при использовании модульных ИБП ведущие производители применяют методы автоматического подключения/отключения нужного количества модулей в зависимости от текущей мощности нагрузки. И. Горбунов («Тесли») отмечает также, что повышение КПД означает и снижение тепловыделения ИБП, причем довольно заметное: тепловыделение ИБП с КПД 92% в два раза больше, чем у ИБП с КПД 96%, что влечет за собой и разные затраты на кондиционирование помещения.

Повысить КПД помогает и так называемый экономичный режим работы ИБП (эко-режим), когда напряжение из сети подается без преобразования на нагрузку. «В этом режиме ИБП большую часть времени работает в архитектуре standby ( с выключенным инвертором), а в случае возникновения проблем в сети старается оперативно включить двойное преобразование. С одной стороны, это дает КПД источника в 98% и даже выше, с другой – это неактуально для наших сетей, так как увеличивает влияние качества сетевого напряжения на нагрузку. Да и эксплуатация крупного ИБП в режиме back-ups представляется довольно сомнительным мероприятием», – предупреждает Павел Пономарев , системный инженер управления по рынку «Информационные технологии» (APC by Schneider Electric). Эко-режим поддерживается во многих современных ИБП, но он, строго говоря, имеет право на существование лишь при условии качественного электропитания в сети. И если это условие выполняется, то, например, в ИБП Liebert, по словам А. Вотановского (Emerson Network Power), эко-режим снижает потери на 4–5%.

Но не только в направлении повышения КПД – который и так уже почти достиг физического предела, – идет совершенствование ИБП для телекоммуникационного оборудования и корпоративных ИТ-систем. Как и для любого другого изделия, для ИБП важна совокупная стоимость владения (TCO), а на нее влияют и простота инсталляции, обслуживания и ремонта, и легкость масштабирования, и нетребовательность к охлаждению. Кроме «железных» способов совершенствования ИБП, есть и программные: модернизация управляющего ПО, расширение возможностей мониторинга и управления ИБП и его отдельными узлами, использование современных технологий передачи данных для связи со службой эксплуатации, более тесная интеграция ИБП в корпоративные информационные системы.

Еще одну тенденцию в развитии ИБП отмечает А. Москалев (ГК «НойХаус»): стремление обеспечить лучшую совместимость ИБП с современными нагрузками (в частности, с компьютерными блоками питания с коррекцией коэффициента мощности) путем приближения к единице соотношения между его номинальной активной мощностью по выходу и полной мощностью (многие называют его выходным коэффициентом мощности ИБП).

Что день грядущий ИБП готовит?

Да, в общем, ничего кардинально нового. Во всяком случае в ближайшем будущем. Разговоры о применении в ИБП безаккумуляторных технологий, а именно топливных элементов и роторов-маховиков, идут уже давно. Батареи на топливных элементах еще 50 лет назад летали на американских космических кораблях. С тех пор их мощность многократно возросла, ИБП на топливных элементах появились в ассортименте ведущих производителей, в частности АРС и Chloride, но массовым этот продукт все же пока не стал. Во-первых, его цена существенно выше, чем у традиционного ИБП. Во-вторых, оба типа выпускаемых сейчас топливных элементов – на метаноле и на смеси водорода с кислородом – требуют строгого соблюдения правил техники безопасности, так как метанол – это сильный яд, а водород взрывоопасен. Как признает представитель Chloride А. Маслов, топливные элементы пока выгодны только на небольших мощностях и при длительных периодах автономной работы, а также там, где нельзя использовать дизель-генератор.

Потребность в ДГУ массовой не назовешь: они необходимы на серьезных объектах, к которым рядовые корпоративные ИТ-системы вряд ли относятся. Ситуации, когда требуется небольшая мощность и длительный период автономной работы, встречаются, наверное, лишь немногим чаще: это, например, базовая станция мобильной связи, стоящая где-то вдали от населенных пунктов. Но стоит помнить, что батареи на топливных элементах не работают при отрицательных температурах воздуха, поэтому зимой ее нельзя оставлять просто на улице. Кроме того, назвать такое «приложение» критичным язык не поворачивается. От того, что несколько дней (или недель) в этом богом забытом месте не будет связи, оператор сильно не обеднеет, ведь потенциальных пользователей здесь тоже мало. Так что он не станет тратиться на дорогую батарею на топливных элементах ради сомнительной выгоды. А в обычных городских офисах отключения электричества, как правило, кратковременные, с их последствиями справятся обычные ИБП. Глобальные же аварии, как та, что произошла в мае 2005 г. в Москве, случаются довольно редко. В общем, массового спроса на топливные элементы не предвидится до тех пор, пока они не подешевеют до уровня традиционных ИБП.

С безаккумуляторными ИБП на базе маховиков ситуация сходная. У них есть свои несомненные преимущества перед обычными ИБП при частых кратковременных колебаниях напряжения (при работе в таких режимах аккумуляторные батареи не успевают полностью заряжаться и быстро деградируют). Но время работы в автономном режиме у них невелико и, по мнению А. Вотановского (Emerson Network Power), эффективно их возможности реализуются только в качестве буферного источника, работающего одновременно с батареями. Коммерческий директор представительства Socomec в России Наталья Маркина считает ИБП с маховиками перспективным и надежным решением, но признает, что заставить потребителей отказаться от использования привычных аккумуляторов в пользу маховиков – непростая задача. «Аккумулятор – это известный продукт, широко используемый на протяжении многих лет, и опытные пользователи обычно хорошо осведомлены об его слабых сторонах. Пока еще некоторые из них не готовы перейти к более надежному решению просто потому, что научились преодолевать какие-то недостатки и ограничения аккумуляторных батарей», – добавляет она.

К тому же цены на ИБП на базе маховиков в разы больше цен на аккумуляторные, и даже их производители признают, что с экономической точки зрения такая установка имеет смысл при мощностях не менее 1 МВт (подсчеты потенциальных потребителей показывают еще более высокие значения – вплоть до 2 МВт). А это уже калибр очень серьезного ЦОДа, т.е. не наш случай. Причем, по мнению специалистов, ожидать снижения экономически оправданной мощности маховичных ИБП в сколько-нибудь обозримом будущем не стоит. В общем, пока на массовом корпоративном рынке ИБП торжествуют традиции.
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!
Поделиться: