Лучшие из лучших в классе «Модульные и сверхтяжелые ИБП»

Данная статья продолжает цикл публикаций, посвященных рейтингованию моделей ИБП по популярности у потребителей в основных сегментах российского рынка ИБП. При этом каждому сегменту посвящается отдельная статья. И все они размещаются в рамках глобального обзора «Лучшие из лучших. Потребительский Рейтинг ИБП».

Принцип сегментации рынка ИБП, на основании которого были выбраны эти сегменты, и сама методология рейтинга «Лучшие из лучших» изложены в материале «Сегментация российского рынка ИБП и методология рейтинга «Лучшие из лучших» – вводной части нашего глобального обзора.

Предыдущий материал из этой серии публикаций был посвящен сегменту «Инфраструктурные ИБП средней и большой мощности».

Сегодня мы представляем наиболее популярные устройства в сегменте «Модульные и сверхтяжелые ИБП».

Характеристика сегмента

В рамках глобальной структуры рынка ИБП, предлагаемой аналитической компанией ITResearch, все ИБП разделены на три класса: Mass (массовые), Light Сorporate (легкий корпоратив) и Heavy (тяжелые).

К классу Heavy (тяжелые) мы относим все On-line -ИБП мощностью свыше 3 кВА, а также все модульные устройства, среди которых есть и несколько моделей относительно небольшой мощности – менее 3 кВА. Это сугубо корпоративный рынок, за исключением единичных продаж в домашний сектор – для защиты дорогих аудио-видео и других устройств в домохозяйствах премиум класса.

Обычное назначение таких ИБП – защита группы ИТ-оборудования или же применение в качестве составляющей инженерной инфраструктуры. Поэтому тут также часто используются такие термины, как «инфраструктурные ИБП», «ИБП для ЦОДов», «ИБП для ИТ-систем» и «промышленные ИБП». Зачастую это могут быть те же самые модели, но с несколько различающейся «обвязкой», т. е. подавляющая часть ИБП достаточно универсальна для использования в различных сферах. Есть и случаи изначальной разработки под те или иные цели, но это часто сопровождается существенным удорожанием систем.

Сегмент классических однофазных On-Line (обычно мощностью от 3 до 10 кВА, но есть и более мощные модели – даже до 20 кВА) фактически представлен двумя вариантами исполнения. Это могут быть как RT-системы, размещаемые в стойках, так и шкафы различных габаритов, причем в данном случае часто снабжаемые колесиками, что значительно повышает их мобильность. Такие системы, случается, устанавливают даже прямо в офисе, а не только в серверных помещениях.

В трехфазном сегменте доминируют шкафы (RT-системы здесь редкость), причем их габариты могут быть очень большими, и одна параллельная система может в итоге занимать целый машинный зал.

В сегменте On-Line в ряде приложений необходимо также разделение на классические и модульные ИБП. Отличие модульных систем от «классических» ИБП состоит в том, что они собираются в отдельный шкаф из силовых модулей, фактически представляющих собой полноценные ИБП, включающие стандартные функциональные электронные узлы: центральный процессор, выпрямитель, инвертор, зарядное устройство, электронный байпас и панель управления. Естественно, как и в обычных ИБП, необходимы также управляющие и батарейные модули, множество дополнительных плат и комплектующих. В зависимости от производителя и степени «продвинутости» системы эти составляющие также могут резервироваться. Модульные системы выпускаются в различных конструктивах. В последнее время стандартом де-факто становится исполнение для стандартной 19-дюймовой стойки, но встречается и индивидуальная реализация нестандартного размера.

Учитывая такое многообразие форм-факторов и архитектур, а также сфер применения, мы разбили описание «тяжелого» класса на два материала, в каждом из которых представлены по два ключевых сегмента инфраструктурного рынка (см. рисунок).

В предыдущем обзоре мы рассмотрели RT-решения средней мощности (5-20 кВА), а также классические ИБП мощностью до 160 кВА включительно.

Данный обзор посвящен сверхмощным ИБП (200+ кВА) и модульным системам.

Сверхмощные классические решения даже в тяжелом сегменте составляют менее одного процента продаж, что не удивительно. Но в деньгах их доля приближается к 10%, что показывает достаточно высокую востребованность систем такой мощности. А если посчитать еще и сверхмощные модульные ИБП, то подсегмент становится и вовсе одним из ключевых (особенно для таких объектов, как крупные ЦОДы).

Модульные системы средней и большой мощности стали использоваться намного чаще, а в деньгах они теперь уже составляют фактически второй по значимости сегмент рынка инфраструктурных решений, мало уступая классическим ИБП средней и большой мощности.

Структура продаж ИБП по классам в сегменте тяжелых устройствна российском рынке ИБП, 2019 г.

Источник: ITResearch

Модульные тяжелые ИБП (heavy modular)

ИБП для ЦОДов с одними и теми же номинальными рабочими характеристиками могут относиться к одной из двух больших групп: моноблочным либо модульным. Моноблочные ИБП представляют собой On-line-модели мощностью в десятки и даже сотни кВА, занимающие в высоту весь 19-дюймовый шкаф, либо кастомизированный кабинет целиком. Высокая выходная мощность таких устройств обеспечивается единым силовым блоком. Иногда они образованы несколькими силовыми блоками, соединёнными в единое целое прямо на заводе.

Модульные же ИБП конструктивно разделены на обособленные полнофункциональные компоненты — собственно модули, которые размещаются в унифицированных шкафах и взаимодействуют, совместно генерируя заявленную выходную мощность. Каждый модуль располагает собственным управляющим микроконтроллером, зарядным устройством, инвертором и выпрямителем. Суммарная мощность модульного ИБП складывается из мощностей его силовых модулей.

Модульная конструкция обеспечивает большую гибкость при изменении конфигурации инфраструктуры питания в соответствии с меняющимися требованиями к ИТ-системе. Кроме того, модульные силовые блоки портативны, и в ряде случаев это становится одним из решающих аргументов в их пользу. Доставлять устройство на точку монтирования по частям, самой тяжелой из которых оказывается пустая стойка, это совсем не то же самое, что заносить (и тем более поднимать, если есть такая необходимость) многосоткилограммовый полностью готовый к использованию шкаф.

Одно из важнейших преимуществ модульной архитектуры систем бесперебойного питания – возможность плавного и оперативного наращивания мощности прямо на объекте заказчика, зачастую в «горячем» режиме, т. е. без отключения нагрузки. Моноблочные ИБП для ЦОДов, разумеется, тоже допускают масштабирование, но подключение в параллель к имеющемуся второго такого же полнофункционального блока – процесс обычно более долгий и трудозатратный. Вдобавок, наращивание мощности производится сразу большим скачком. Модульные же решения в силу своей конструктивной гибкости допускают более плавное увеличение выходной мощности, предусматривая как вертикальное, так и горизонтальное масштабирование. Причём их архитектура, исходно ориентированная на обеспечение эффективного взаимодействия независимых модулей, связана с гораздо более простой и быстрой процедурой ввода в строй дополнительных мощностей.

Модульные источники бесперебойного питания особенно привлекательны для оснащения только начинающих свою работу ЦОДов, которые на первом этапе гарантированно не будут загружены на все сто процентов и для которых нет смысла сразу же вводить в строй ИБП, соответствующие полной номинальной мощности.

С точки зрения надёжности модульные решения также выигрывают у моноблочных – по параметру MTTR (среднее время восстановления системы). В подавляющем большинстве случаев выходит из строя именно отдельный модуль, а его не составит труда быстро заменить. Порой для этого нет даже необходимости связываться с поставщиком ИБП и дожидаться подвоза оборудования, если точно такой же модуль заблаговременно припасен где-нибудь в подсобке в пределах того же ЦОДа. В результате система полностью восстанавливает свои штатные параметры без перерыва в электроснабжении и силами одного квалифицированного специалиста за время, обычно не превышающее получаса.

Моноблочный же ИБП такой же высокой мощности, в случае выхода его из строя, потребуется ремонтировать на месте либо заменять целиком, что может занять от нескольких часов до нескольких суток. Вдобавок, моноблочные агрегаты в ситуации резервирования (а как без него обойтись в ЦОДе?) оказываются чрезмерно энергоёмкими. Чтобы обеспечить резерв потребляемой полезной нагрузкой мощности, будь то 12, 20 или 200 кВА, необходим второй точно такой же моноблочный ИБП, тогда как в случае модульного решения достаточно сверх номинальной мощности нагрузки установить в систему один-два добавочных модуля. В результате энергопотребление ЦОДа в целом сократится , а с учетом того, насколько велик расход электроэнергии в типичном дата-центре, никакая экономия здесь лишней не будет.

Подсегмент тяжёлых модульных ИБП в рамках настоящего обзора включает модели номинальной мощностью от 10 до 600 кВА, как правило, трёхфазные по входу и выходу. Они предназначены для применения в ЦОДах, телекоммуникационных узлах, на промышленных предприятиях, в научных лабораториях, медицинских центрах, на транспорте. Система терморегулирования, которой чаще всего оснащаются ИБП данной подкатегории, позволяет размещать их вплотную к стенам, в ряд или в специализированных залах с горячими и холодными коридорами.

Следует отметить, что есть модульные системы и меньшей мощности, но у них наблюдается сильное пересечение с высококачественными однофазными RT-системами, что не позволяет им развиваться в массовом сегменте. Именно поэтому в рамках данного обзора мы пока ограничились модульными решениями большей мощности, которые, как было сказано выше, являются одним из ключевых подсегментов по объемам продаж.

В рамках проекта рейтингования «Лучшие из лучших» компания ITResearch выделила в рассматриваемом подсегменте более десяти моделей с наивысшими объёмами продаж в Беларуси за 2019 г. (от 23 до почти 170 единиц каждая). В алфавитном порядке это ABB DPA UPScale на 10 и 20 кВА, Delta Modulon NH-plus на 80 кВА, Eaton 93PM 80(100)-IS-BB-6 b, ИМПУЛЬС МУЛЬТИПЛЕКС СТ90-15, Legrand TRIMOD НЕ на 10 кВА, Schneider Electric SYA12K16I и SYA16K16IXR, Sipower/Parus ABP на 10 и 20 кВА, Socomec UPS Modulys GP на 25 кВА.

Почти все лидеры продаж в данном подсегменте отличаются близким к единице номинальным коэффициентом мощности на выходе (1 ВА ≈ 1 Вт) и малыми гармоническими искажениями входного тока (менее 3% при полной нагрузке), возможностью горячей замены силовых модулей, а также схемой параллельного резервирования на уровне отдельного модуля и системы в целом. У этих ИБП имеются встроенные механический и электронный байпасы для сервисного обслуживания, многоязычный ЖК-дисплей и светодиодные индикаторы.

Разработка ЦРИ «ИМПУЛЬС», ИБП серии «МУЛЬТИПЛЕКС», созданы для защиты питания дата-центров и промышленного оборудования. В них используется IGBT-технология трёхуровневого преобразования и технология полного цифрового контроля DSP. Благодаря модульной архитектуре они позволяют гибко наращивать мощность вплоть до 200 кВА. Эти устройства поддерживают резервирование по принципу N+X, причём параллельно можно подключить до 20 силовых модулей. Силовые модули ИБП данной серии отличаются изолированным воздушным каналом. Модель ИМПУЛЬС МУЛЬТИПЛЕКС СТ90-15 на 15 кВА, вошедшая в состав лидеров продаж в рассматриваемой номинации, характеризуется диапазоном входного напряжения от -40% до +25%, входной частоты 40-70 Гц, КПД при работе от сети 95%, при работе от АКБ – 94,5%, в эко-режиме – 99%. Средняя удельная стоимость этого ИБП в пересчёте на 1 кВА составляет 233 долл.

ИБП ИМПУЛЬС серий БОКСЕР, ТРИАТЛОН, МОДУЛЬ

Сегмент сверхтяжелых и модульных ИБП компании ЦРИ «ИМПУЛЬС» представлен тремя основными линейками из портфолио компании. Это серии ИБП БОКСЕР, ТРИАТЛОН и МОДУЛЬ.

Серия ИБП БОКСЕР мощностью от 10 до 120 кВА заслужила большую популярность на рынке АСУ ТП централизованных производственных процессов. ИБП серии БОКСЕР (как и ИБП всех остальных серий линейки ИМПУЛЬС) оборудованы выпрямителем на IGBT (биполярные транзисторы с изолированным затвором), который позволяет эффективно управлять характеристиками потребляемого тока. Благодаря этому ИБП гарантируют высокую степень защиты оборудования и низкий уровень входных гармонических искажений тока. Данная серия ИБП, построенных по технологии двойного преобразования (OnLine), имеет возможность работы с регенеративной нагрузкой и способна перенаправлять энергию со своего входа обратно в сеть (функция рекуперации), что обеспечивает бесперебойную работу промышленного оборудования во всех режимах работы и дает возможность экономии электроэнергии в нормальном режиме работы (при наличии питания на входе) путем рекуперации энергии, генерируемой нагрузкой обратно в сеть.

Наиболее популярные модели в сегменте «Модульные и сверхтяжелые ИБП»

Примечание: В каждом из столбцов в алфавитном порядке представлены модели – лауреаты в отдельных подсегментах; абсолютный победитель в подсегменте выделен красным цветом.