Новинка: Li-ion-батареи для ИБП
Возможность использования литий-ионных батарей в ИБП обсуждалась довольно давно, но большая разница в стоимости по сравнению с традиционными аккумуляторами ограничивала их производство исключительно премиальным сегментом. Однако благодаря последним инновациям этот разрыв существенно сократился, что и стало одним из ключевых факторов расширения рынка опций трехфазных ИБП. О том, что в этом контексте может предложить заказчикам компания Schneider Electric, рассказывает менеджер по развитию направления «Трехфазные ИБП» подразделения IT Division Павел Пономарев.
Наверное, первый вопрос, который интересует пользователей в свете последних неприятных событий с популярной маркой смарфонов: а не опасно ли использовать подобные батареи с ИБП?
Хотелось бы сразу обратить внимание читателя на разнообразие моделей Li-ion-батарей, применяемых в популярных устройствах для массового рынка и промышленных решениях. Пожалуй, единственное, что их объединяет, – использование оксида лития для катода. Во всем остальном они различаются: начиная от формфактора корпуса, плотности мощности, срока службы и стоимости и заканчивая безопасностью и совокупными эксплуатационными характеристиками. В портативных устройствах чаще используются батареи архитектуры LCO – литий-кобальтовые, емкостью в единицы ампер-часов в корпусе из фольги. Батареи же с внутренней структурой LMO – литий-марганцевые – мы используем с емкостью 67А?ч в жестком алюминиевом корпусе, и именно эти модели успешно проходят специальный тест на перегрев, а, следовательно, и на отсутствие возгорания, вызванное повреждением инородным предметом. LMO-батареи давно и успешно используются, например, в электромобилях компании BMW.
Вы упомянули премиальный автомобильный бренд – наверное, и сами эти батареи довольно дорогое удовольствие?
Мы занялись исследованием потенциальной возможности использования Li-ion-аккумуляторов в ИБП еще в бытность компании APC: выпущенная ею модель с такой батареей позиционировалась главным образом для использования с дорогой HI-FI-аппаратурой. Тогда это было оправданным решением, так как разница в стоимости традиционных свинцово-кислотных герметичных необслуживаемых батарей и Li-ion при одинаковом времени автономной работы была более чем 10-кратной. С тех пор последние существенно подешевели, что и подстегнуло рынок. Другим драйвером стали пожелания крупных заказчиков по снижению стоимости владения системами бесперебойного питания – ведь даже однократная замена батарей требует значительных средств. Благодаря литий-ионным батареям срок службы всех компонентов системы бесперебойного электропитания выравнивается, что экономит операционные расходы.
Какие еще выгоды несет для заказчиков использование подобной технологии?
Li-ion-батареи на 60% компактней и на 70% легче свинцово-кислотных собратьев – а значит, упрощается выбор помещения для их инсталляции и меньше сложностей с несущей способностью перекрытий. Кроме того, такие батареи поддерживают в несколько раз больше циклов заряда-разряда – до 5000 в зависимости от профиля нагрузок, а срок их службы – до 15 лет. При этом трехлетняя гарантия на них дается по умолчанию. Мы настолько уверены в своем продукте, что можем предложить продление гарантии до 10 лет за небольшую дополнительную плату. И, кстати, следует отметить гораздо меньшее влияние на них повышенной температуры: например, срок службы свинцово-кислотных Exide Spinter P при +35 ?С составляет три года, а у Li-ion – шесть лет (при одинаковых критериях для замены: снижение емкости до 80% от номинала). При этом Li-ion батареи могут предсказуемо функционировать со снижением емкости до 60% от номинала.
А существенны ли отличия при проектировании помещений для подобных батарей?
Проектные решения для герметичных свинцово-кислотных и литий-ионных батарей совместимы: поскольку те и другие не выделяют газов при работе, специальной вентиляции не требуется. Сложившаяся практика и стандарты для помещений с ограниченным по времени нахождением персонала накладывают свои требования по вентиляции, которые можно смело распространять на помещения с Li-ion. Для пожаротушения используются те же самые хладагенты, что и для современных ЦОДов.
Мы поняли, что в промышленных решениях применяются заведомо более безопасные батареи – а есть ли какие-то дополнительные средства защиты от нежелательных ситуаций?
Разумеется. Причем система бесперебойного питания на базе Li-bon снабжается трехуровневой защитой. Первая ступень – на базе самой батарейной банки: это встроенный предохранитель + клапан для уменьшения давления с одновременным автоматическим отключением батареи от батарейной цепи. То есть перезарядить такую батарею довольно сложно. Кроме того, данный батарейный шкаф снабжен на уровне ячеек (группа из 8 батарей) мониторингом напряжения и температуры. А на уровне батарейной стойки контролируются напряжения, токи, состояние автомата защиты, уровень заряда и здоровье батареи, а кроме того, происходит управление зарядом, что гарантирует работоспособность решения в течение долгого времени. До 32 шкафов можно объединять в общий батарейный массив, имеющий дополнительный центральный контроллер с ключевыми параметрами массива и интеграцией в сети диспетчеризации заказчика. Следует отметить, что 99,9% решений на свинцово-кислотных немодульных батареях приобретаются заказчиками без мониторинга – в целях экономии капитальных расходов.
Звучит интересно. А что предлагают конкуренты?
Многие из них говорят о совместимости своих ИБП с подобной технологией, однако мы предлагаем законченный продукт, имеющий более чем пятилетний опыт эксплуатации, что говорит о надежности и зрелости решения. Добавлю только один штрих для понимания масштабов: с помощью данной технологии уже обеспечивается суммарно более 30 МВт нагрузки у различных заказчиков, и эта цифра будет увеличиваться в связи с выпуском продукта в широкую продажу и доступностью для всех желающих.
Как вы оцениваете долю рынка подобного рода систем в будущем?
Сейчас данная технология дороже при первоначальных вложениях всего на 10–40%. Но, учитывая постепенное снижение ее стоимости, мы прогнозируем увеличение доли ИБП, оснащенных подобными батареями, более чем на 30% в ближайшие 10 лет.
А какие ИБП в вашей продуктовой линейке поддерживают эту технологию уже сегодня?
Прежде всего это Symmetra MW и Galaxy 7000, включая уже установленные у заказчиков путем сервисной процедуры обновления, а также более новая линейка Galaxy VM 160-200кВ?А. Кроме того, уже доступен для продажи новейший блочно-модульный ИБП Galaxy VX мощностями 1500, 1250 кВт и ниже.
Планируется ли поддержка данной технологии в ИБП меньших мощностей?
Мы активно обсуждаем этот вопрос с заказчиками, анализируем их мнения и возможные варианты сегментов, где подобное применение будет особенно оправданно. Решение о воплощении поддержки данного типа батарей в ИБП меньшей мощности будет принято в 2017 году.
Опубликовано 26.12.2016