Динамические (роторные) vs классических ИБП с аккумуляторными батареями и мониторингом АКБ
Динамические ИБП (ДИБП) обладают рядом достоинств, однако при выборе конкретного решения для системы гарантированного питания следует помнить, что даже горячие сторонники динамических ИБП признают их экономическую целесообразность лишь в центрах обработки данных мощностью не менее 1 МВт, каковых в России пока немного.
Дизель-роторные и роторные ИБП Hitec
Сравнение ДИБП и классического ИБП с аккумуляторными батареями дает результат неоднозначный, зачастую зависящий от конкретных задачи и требований заказчика. Если сравнивать максимальный КПД, то для традиционных бестрансформаторных ИБП от ЕATONс использованием уникальной технологии энергосбережения, КПД составляет 99%, в то время как производители ДИБП заявляют пока только о 93-97%.При больших мощностях, на которых обычно ИБП работают в больших дата центрах, разница в экономии на электроэнергии выходит немалая.
Заявленный срок службы ДИБП в 2-3 раза превосходит аналогичный параметр для традиционных ИБП.Однако наличие движущихся элементов ставит вопрос о надежности, а с ним и вопрос о техническом обслуживании. За многие годы работы на российском рынке производители традиционных ИБП «обросли» большим количеством сервисных компаний, тогда как поставщики ДИБП таким пока похвастаться не могут, поскольку этот рынок еще далек от массовости. У владельца дата центра с заданным уровнем доступности сервиса должна быть гарантия быстрого восстановления работоспособности оборудования в случае аварии.
Добавлю еще, что производители аккумуляторных батарей, например BAE, так же предлагают высоконадежную продукцию со сроком службы батарей до 20-25 лет, а так же гарантей на пять лет и более. При этом разработаны аккумуляторные батареи для применения в сейсмоактивных зонах, что в свете последних событий в Японии, достаточно актуально. Кроме того, характеристики батарей в процессе работы не изменяются скачком, т.е. при наличии системы мониторинга, например CellguardSystemот MIDTRONICS, которая отслеживает состояние каждого элемента аккумулятора, неожиданных аварий не будет, а модульная конструкция ИБП позволяет замену в «горячем» режиме.
Система поэлементного контроля АКБ MidtronicsCellguardSystems установленная на одном из коммутаторов компании «МегаФон»
Вполне допускаю, что ДИБП целесообразно применять там, где есть ограничения по площади размещения оборудования и требуется большая мощность, а внешнее электропитание не стабильно, но в подавляющем большинстве случаев пока более надежными представляются классические ИБП с качественными аккумуляторными батареями и системой поэлементного мониторинга. Буду рад обсудить с Вами вопрос, что лучше: классические ИБП или динамические. Обсуждайте и задавайте вопросы в комментариях.
ЗАО «Логический Элемент»
Сообщения, вопросы и ответы
Вы можете задать вопрос, написать комментарий, обсудить данную новость или статью.
Олег Хохов 29.05.2011 в 11:16
Увы, инвестиционные затраты на роторные машины слишком высоки и ни о какой приемлимой окупаемости в течение даже 3-ех лет говорить не приходиться. Так же нет никаких статистических данных о надежности данных машин. Как мы все понимаем внутри роторных машин находятся движующиеся части — механика по определению менее надежна, чем статика, чтобы Вам не говорил и не обещал вендор.
Так что рисковать надежностью ради мнимой окупаемости данных устройства вряд ли стоит , по крайней мере на данном этапе развития данной техники.
Кстати, если уж на то пошло, тогда на накопление электроэнергии на короткий срок можно ставить схемы с использованием конденсаторов и сейчас развивается тема использования накопителей со сверхпроводниками.
Сергей Иванов 29.06.2011 в 19:17
Есть конечно преимущество и динамических ИБП — они занимают меньше места, не надо через Х лет менять аккумуляторы. Однако они еще и сильно шумят.
Михаил Кулигин 30.06.2011 в 11:15
(подписан на сообщения)Сергей, вы думаете в роторных ИБП ничего не нужно менять через Y лет учитывая что это механика? При чем, если не ошибаюсь, этот Y= 7 годам, тогда как аккумуляторы есть 10-12 лет службы
Сергей Иванов 01.07.2011 в 17:36
Я как раз и не думаю. У некоторых регламент по смазке чуть ли не каждый год.
Более того, если что-то выйдет из строя в АКБ, то этот элемент можно заменить.
Сергей Иванов 29.06.2011 в 19:19
Михаил, а какой смысл ставить систему поэлементного контроля, если в ИБП встроен контроль батарей?
Oleg 30.06.2011 в 08:39
Ключевое слово «поэлементный»: ИБП мониторит только всю батарею «в целом», не контролируя персонально каждую «банку». Если мы получаем от ИБП аларм «ЭДС батареи упала на 4 вольта» — что мы можем предположить? Это КЗ в двух банках, переполюсовка одной, или просто вся батарея «села», её надо только зарядить? Пока мы перепроверим все отдельные аккумуляторы — пройдёт время...
Михаил Кулигин 30.06.2011 в 11:34
(подписан на сообщения)Спасибо за вопрос. Если бы вы когд-нибудь проводили нагрузочное тестирование группы аккумуляторных батарей (например, 24×2В — для телекома, или 40×12В для ИБП, а иногда встречается и 192×2В элементов в ИБП большой емкости), то при 10-часовом классическом разряде в режиме постоянного тока, мы будем наблюдать картину равномерного падения напряжения на всех банках аккумуляторной батареи до напряжения 1,8-1,7В на элемент (в случае, если они все хорошие, я уточняю не «новые», а «хорошие»). При этом слабые элементы в таких группах аккумуляторных батарей можно выявить (при должном обслуживании) только на 10 часу разряда, когда емкость элементов батареи стремиться к 100%. А теперь представьте ситуацию, когда на 7 часу разряда у вас напряжение одно из элементов становиться равным 10,8В (1,8V/cell) 1, при этом отключение нагрузки происходит при достижении порогового уровня в 432В (для батареи состоящей из 40 12В элементов). Что происходит в этом случае??? Правильно: отстающий элемент продолжает разряжаться ниже чем 1,8V/cell, пока общее напряжение группы, не станет ниже 432В. При этом отстающий моноблок разрушается, посколько точка 1,8В на элемент выбрана не случайно — это определенный deadline для батареи. Если на батареи напряжение ниже указанного выше, они выходит из строя безвозвратно.
Без поэлементного контроля батарей, разряды до таких низких напряжений «убивают» слабые элементы окончательно, а если их после этого не выявить, они будут «заражать» остальные, поскольку на соседних будет повышенное или пониженное напряжение и они будут либо в недозаряде (то есть сульфатироваться), или в перезаряде ( т.е. высыхать.).
В любом случае профилактика лучше лечения и смерти поэтому выявленный слабый элемент батареи на ранней стадии (скажем, при помощи мониторинга АКБ по внутреннему сопротивлению или проводимости) можно вернуть в строй путем проведения ТО. Что продлит срок эксплуатации всей группы АКБ.
Особенно это актуально для батарей большой емкости и сроками службы более 10 лет.
А так же верный пусть к экономии при покупке дешевых 5 леток с мониторингом, вместо дорогих европейских брендов для того, чтобы быть уверенным в работе системы гарантированного питания, ведь дешевая батарея + мониторинг будет все равно дешевле европейского бренда.
Сергей Иванов 01.07.2011 в 17:33
Михаил, спасибо за подробный ответ — очень интересно.
Афанасьев Андрей 28.07.2011 в 11:27
А почему при 80% падением емкости батереи списывают
Ранее была цифра в 50%
Михаил Кулигин 30.06.2011 в 11:54
(подписан на сообщения)Соответственно, что происходит в ИБП. ИБП никогда не тестирует АКБ в режимах разряда по постоянному току в течение 5-10 часов и до столь низких напряжений, когда можно выявить проблемы АКБ на ранних стадиях, как описано ниже.
Что происходит на самом деле?
Разряд постоянной мощностью (ведь нагрузку ИБП можно считать постоянной в течение 5-10 минут), большими токами (токами нагрузки) и дальше мозги пытаются оценить время автономии ИБП. При этом сравнение делается с предыдущими тестами, а нагрузка-то может меняться.
Поэтому правильно оценить состояние батареи и упредить выход из строя ИБП не могут. Они такими тестами лишь «убивают» батареи и потом констатируют факт смерти. Так называемая «средняя температура по больнице» в норме. Тогда половина больных лихорадит с 40С, другая половина умерла...
Еще один не маловажный фактор работы АКБ — надежность и качество межэлементных соединений. Был случай, когда крупный оператор установил ИБП и он показывал время автономии, общее напряжение группы, а когда пришло время взять на себя нагрузку, оказалось что он не может, т.к. одна из перемычек была не закручена до конца после монтажа.
В этой связи, мониторинг учитывая нашу российскую ментальность и безответственность — единственное спасение от человеческого фактора.
Здесь еще вспоминается один анекдот, когда приезжают японцы в Россию, ходят по заводам, предприятиям и всегда говорят одно и тоже — «дети у вас хорошие», «дети у вас хорошие». А когда нужно было уже уезжать, их спросили, что вас у нас больше всего понравилось — «дети у вас хорошие, в от то, что вы делаете руками — никуда не годится!»
Кирилл 27.07.2011 в 19:28
(подписан на сообщения)Мне кажется не совсем корректно сравнивать ИБП и ДИПБ, так как это совершенно разные технологии для разных задач. Правильнее будет сравнивать ИБП+ДГУ против ДИПБ. Я не знаю стоимость продукции Hitec, но когда сравнивал стоимость с другими производителями ДИПБ.
ДИПБ был дороже, чем ИБП+ДГУ на мощностях до 0,5МВт.
ДИПБ был примерно близкой стоимости с ИБП+ДГУ на мощностях от 0,5МВт до 1МВт.
ДИПБ мог быть дешевле, чем ИБП+ДГУ на мощностях выше 1МВт.
Как раз по содержанию ДИПБ выигрывает у ИБП, тем больше чем выше мощность и требуемое время автономной работы. Так как менять батареи у ИБП каждые 3-5 лет, дело не дешевое. ДИПБ требует стандартной процедуры ТО как и простой дизель с некоторыми нюансами, в основном это замена жидкостей и подшипников. Время наработки на отказ 15-25 лет.
Минусы ИБП+ДГУ, есть опасность что ДГУ не запуститься в критичный момент. В то время как шанс не запуститься у ДИПБ намного ниже.
В мире ДИПБ в основном применяют в критичных местах, например ЦОДы крупных банков или АЭС.
Афанасьев Андрей 28.07.2011 в 11:30
Вот тут и начинаются нюансы.
Что с чем сравнивать
Когда Вы сравнивали стоимость ИБП + ДГУ, то сколько брали по времени работу от АКБ ? Какие производители ИБП и ДГУ?
Кирилл 28.07.2011 в 15:14
(подписан на сообщения)мы брали время автономии 5-7 минут, что бы дизель мог завестись, но в идеале конечно 15-20 минут, на случай его отказа.
Производителей сравнивали несколько, поэтому я сделал некий разброс в мощностях, так как цена конечно меняется от производителя к производителю.
Афанасьев Андрей 28.07.2011 в 15:22
То есть уже изначально уже сравнение некорректное, ведь ДИБП переходят на дизель после несколько десятков секунд.
А Вы ИБП+ДГУ берете 5-7 минут, хотя 1-2 минуты хватит для запуска дизеля, у которого двигатель прогрет.
На случай не запуска надо рассматривать схемы N+1, чтобы сравнивать в приближенных к другу другу сравнениях, а не брать 5-7 или 10-20 минут — имеется в виду при сравнении.
Кирилл 25.11.2011 в 12:26
(подписан на сообщения)Если убирать почти все батареи, то на маленьких мощностях общая стоимость измениться незначительно и на итоговый результат не повлияет.
Мы берем 5-6 минут, так как к сожалению, мало кто из заказчиков регулярно обслуживает дизель.
N+1 тогда и ДИБП надо ставить, и получится такая же разница в стоимости.
Кстати, аналогичные ДИПБ только не больших размеров применялись в советское время в спецслужбах, для резерва питания важных объектов. Так как не требуют постоянного обслуживания батарей. говорят что и до сих пор стоят, так как у них большие сложности с утилизацией батарей (бюрократия).
CDCS 11.10.2011 в 11:58
Цитата : «Минусы ИБП+ДГУ, есть опасность что ДГУ не запуститься в критичный момент»
А где гарантии, что в критичный момент запустится двигатель ДИБП?
В моей практике были случаи разгерметизации топливной емкости (закопанной рядом с ДГУ), что привело к проникновению талой воды (весной) в емкость, в результате дизель нахлебался воды и заглох. Благо решение было построено с резервированием и бэкап батарей был 15 мин.
А если, что то случится с движком ДИБП испугаться не успеете как нагрузка ляжет — маховик крутит секунды.
Алексей 28.10.2011 в 12:59
(подписан на сообщения)Добрый день! Просьба дать ссылку на модель ИБП с КПД 99% мощностью 500 кВт.
Кирилл 25.11.2011 в 12:19
(подписан на сообщения)Такой пока не изобрели. Сейчас вроде максимум 98% это в эконом режиме, а значит и защиты надежной нет.
Сергей 10.08.2012 в 11:08
Алексей,вот ссылка: