Порядка 30% всех ИБП в ближайшие пять лет будут комплектоваться Li-Ion-батареями

06 февраля 2017 г. | Пономарев Павел

Перед Новым годом всегда царит предпраздничная суета: нужно купить подарки и продукты для застолья, закрыть квартал, подбить бюджеты… Компания Schneider Electric решила иначе подойти к вопросу подготовки к наступающему году и практически в канун Нового года представила свой новый продукт: ИБП на литий-ионных аккумуляторах. Можно долго говорить о различиях между Li-Ion и VRLA (свинцово-кислотные батареи), но откуда вообще взялась идея применять их в стандартных ИБП-решениях? Об этом, а также о перспективах использования литий-ионных аккумуляторов и об их выгоде для заказчиков нам рассказал менеджер по развитию направления «Трехфазные ИБП» подразделения IT Division компании Schneider Electric Павел Пономарев.

Павел, в связи с чем возникла необходимость перехода на литий-ионные аккумуляторы? Почему возникла эта идея?

Над этой идеей разработчики думали довольно давно. Первоначально, еще в бытность компании APC, был разработан ИБП на базе литий-ионных батарей для high-end аппаратуры: музыкальных центров, ТВ-приставок, плазм. Решение было представлено на американском рынке, однако в те времена (2006—2007 гг.) стоимость литий-ионных аккумуляторов была значительно выше, чем сейчас, соответственно, и сам ИБП стоил намного дороже. Решение смогло занять свою нишу, но рынок к нему был еще не готов. Иногда к нам поступали запросы на Li-Ion, но большинстве случаев это был лишь интерес относительно того, планирует ли Schneider Electricих запускать их производство.

Почему же тогда не запустились?

На тот момент это было невыгодно в первую очередь с финансовой точки зрения и именно в больших источниках бесперебойного питания. С тех пор прошло немало лет — ИБП постоянно развивались, технология литий-ионных батарей совершенствовалась и становилась более популярной. Затем появились автомобили с подобными аккумуляторами. Вследствие этого стоимость технологии постепенно снижалась.

Мы вернулись к этому решению в 2010 году и начали повторно его прорабатывать. Первый крупный и значимый проект был с Shinhan Bank, потом — с нашей партнерской компанией Samsung, и оба решения были внедрены в дата-центрах компаний в Южной Корее с общей защищаемой мощностью порядка 36 МВт. Опыт внедрения и эксплуатации убедил нас в том, что время литий-ионных батарей пришло — данную технологию можно выводить на рынок ИБП, а также обеспечить для всех желающих возможность ее заказа. Сейчас нашим клиентам доступны решения семейства Symmetra MW, Galaxy 7000, Galaxy VM и Galaxy VX.

Можете подробнее рассказать о проектах в Южной Корее?

Конечно. В 2012 были установлены ИБП в Shinhan Bank с 34 источниками Galaxy 7000 по 500 кВа и емкостью АКБ 4 МВт/ч. В 2015-м был реализован проект для компании Samsung: с 12 ИБП Symmetra MW по 1600 кВа и емкостью АКБ 5,5 МВт/ч. В обоих случаях время автономной работы на батареях составило порядка 15 минут. Решения на основе литий-ионных батарей выиграли как раз за счет их преимуществ по компактности и минимальному весу. Сами понимаете, для таких мощностей объем и масса свинцово-кислотных батарей довольно велика. В современных бизнес-центрах и крупных зданиях, где стоимость площади и без того высока, использование более компактных решений является для арендатора всегда приоритетным. Очень редко бывают случаи, когда заказчик говорит: «У меня нет ограничений по занимаемому пространству — можете располагать ИБП, как хотите». Но чаще все-таки определяется граница занимаемой площади, в которую еще нужно суметь «поместиться». Разумеется, использование компактных решений дает большую гибкость при размещении и больше возможностей для самого клиента.

Каковы основные принципиальные отличия Li-Ion от VRLA?

Принципиально можно выделить несколько преимуществ литий-ионных аккумуляторов. Это компактность, меньший в два и более раз вес по сравнению свинцово-кислотными батареями, соответственно, меньшая нагрузка на перекрытие. Это более быстрая скорость перезарядки, больший срок службы. Он обусловлен непосредственно как технологией самого литий-ионного аккумулятора, который обеспечивает большее в 10 раз количество циклов заряда и разряда по сравнению со свинцово-кислотными батареями, так и наличием в составе решения на базе Li-Ion-батарей обязательной системы их мониторинга. Это позволяет следить за состоянием каждой аккумуляторной ячейки, (контролируя температуру, напряжений, ток), причем контроль осуществляется одновременно на разных уровнях: на уровне одной ячейки, групп ячеек и шкафа целиком.

Для сравнения: VRLA-батареи обычно продаются без подобного мониторинга, то есть при наличии пула батарей, например, в несколько тонн, для ИБП они как некое большое облако, у которого измеряется суммарное напряжение, суммарный ток. В связи с этим отказ одной из батарей не будет заметен до тех пор, пока эта батарея не начнет негативным образом влиять на все остальные. В литий-ионных батареях подобная проблема отсутствует, что позволяет правильно их эксплуатировать и правильно заряжать, а в случае возникновения неполадок есть возможность ее поменять в уже установленной эксплуатируемой системе. При этом новая батарея, благодаря балансировке, никаким образом не будет влиять на старые.

Сравнительная таблица Li-Ion и VRLA

Если говорить более глобально о жизненном цикле ЦОДа и о его эксплуатации — какие потребности заказчика можно реализовать, используя литий-ионные аккумуляторы в ИБП?

Потребности заказчика можно разделить на две большие группы. Есть часть компаний, которые хотят минимизировать капитальные расходы, при этом они желают это сделать здесь и сейчас, не делая прогнозов на будущее. К сожалению, для таких заказчиков литий-ионные аккумуляторы не подходят, потому что данное решение хоть не намного, но все же дороже свинцово-кислотных батарей. Например, совсем недавно мне нужно было просчитать источник на 250 кВт с 15 минутами батарейной поддержки. ИБП на литий-ионе получилось на 15% дороже по сравнению со свинцово-кислотными батареями. Для кого-то эта цифра может быть существенной. Но для тех заказчиков, которые думают об операционных расходах дата-центра литий-ион будет приоритетным, потому что его срок службы практически равен сроку службы самого ИБП и инженерной инфраструктуры дата-центра, а это порядка 12—15 лет. Понятно, что по прошествии этого времени заказчики примут решение построить новый ЦОД или провести серьезную модернизацию существующего. За счет того, что срок службы ИБП и батарей выравнивается, пропадает необходимость замены батарей. А замена батарей — серьезные дополнительные расходы: остановка дата-центра, если в его схеме энергоснабжения не предусмотрено резервирование, или произведение каких-то дополнительных манипуляций; время, в течение которого надежность питания дата-центра снижается. Например, при схеме резервирования 2N и с учетом использования VRLA, в случае если батареи расположены на стеллаже, их надо разобрать, причем сделать это может только человек, обладающий специальными навыками и имеющий допуск по электробезопасности до 1000 В. Впоследствии устаревшие батареи необходимо вывозить и утилизировать, а на смену им устанавливать новые. Все это требует времени и средств. Использование литий-ионных батарей позволяет уйти от этих проблем и получить решение, которое просто стоит и работает.

Как вы в принципе видите развитие литий-ионных батарей на рынке инфраструктуры ЦОД?

Как раз недавно я общался с нашими иностранными коллегами на тему текущего состояния мирового рынка Li-Ion-батарей для ИБП. По нашей информации, интерес со стороны заказчиков очень большой. В других странах наши коллеги также предлагают конфигурации с новыми батареями. По нашей оценке, порядка 30% всех ИБП в ближайшие несколько лет будут комплектоваться литий-ионными батареями. Но надо сказать, что сама технология литий-ионных батарей более молодая по сравнению со свинцово-кислотными. Естественно, люди в общей своей массе довольно консервативны — кому-то, чтобы быть морально готовым внедрять новые решения, необходимо наличие успешного опыта их эксплуатации. Но есть заказчики, которые не боятся инноваций и современных решений: сначала благодаря сотрудничеству с ними, а потом и с более консервативными пользователями мы планируем в течение трех или пяти лет занять до 30% рынка с использованием литий-ионных батарей.

В России уже поступали запросы в вашу компанию на новые ИБП?

Скажем так, пока что есть не спрос, а интерес. Так как продукт вышел фактически в предновогоднюю ночь, сложно ожидать продаж в первый месяц нового года. Это все-таки проектное оборудование, а не продукт массового спроса, за которым стоят в очереди в магазинах. Но мы рассчитываем, что к концу 2017 года уже сможем говорить о реализованных проектах с литий-ионными батареями в России.

Schneider Electric заявила, что теперь у заказчиков есть возможность заменить в уже установленных ИБП свинцово-кислотные батареи на литий-ионные. Расскажите, почему компания пошла на такой шаг?

Здесь ситуация обстоит следующим образом. Как я уже говорил, заказчиков можно разделить на две большие группы: консерваторы и новаторы. Данное решение предлагается специально для первой категории: у них уже есть ИБП, который давно эксплуатируется, например Galaxy 7000, и они планируют его использовать вплоть до истечения срока службы, а иногда с должным сервисным обслуживанием и дольше. Теперь заказчик может внедрить литий-ионные батареи в свое уже приобретенное решение. Потребуются некоторые дополнительные действия со стороны нашего сервисного персонала (обновление прошивки модуля управления в ИБП, замена некоторых плат), тем не менее это позволит внедрить литий-ионные батареи и эксплуатировать их долгое время наравне с ИБП. По собственному опыту могу сказать, что сейчас наблюдается следующая тенденция: некоторые заказчики не планируют пока менять источники, которые мы продавали 8-10 лет назад. Поэтому для них использование литий-ионных аккумуляторов будет очень хорошим подспорьем в снижении операционных расходов на их системы бесперебойного питания.

Сейчас очень модно говорить о «зеленых технологиях». Можно ли ИБП на основе литий-ионных аккумуляторов считать таковыми?

Здесь вопрос на самом деле двойственный. С одной стороны, да, потому что при эксплуатации литий-ионных батарей циклов замены и утилизации значительно меньше. Если говорить о массе по сравнению со свинцово-кислотными, то они в два раза легче, поэтому и утилизировать надо тоже в два раза меньше килограмм, что тоже относит литий-ионные батареи к разряду «зеленых технологий». Но есть другая проблема: в России переработка литий-ионных батарей, в отличие от свинцово-кислотных, не поставлена на поток. Если объявление о покупке б/у аккумуляторов VRLA вы можете увидеть чуть ли не на придорожном столбе, то в случае с литий-ионными батареями такого пока нет. На все нужно время, и чем больше будет инсталляций, тем больше вероятность того, что подобная практика сложится быстрее.

Теги: Schneider Electric, трехфазные ИБП, Li-Ion, Li-Ion-батареи, VRLA, VRLA-батареи