Построение систем резервного электропитания на базе решений Hiden X-SOD с Na+ аккумуляторами

Введение

В серверных, узлах связи и инженерных системах ИБП подбирают по мощности, батарейной технологии и требуемому времени автономной работы. Если батареи долго восстанавливают заряд после разряда или плохо подходят под условия площадки, расчетная автономия быстро расходится с реальной эксплуатацией.

Hiden X-SOD построены вокруг натрий-ионной батарейной части Na+. В части моделей натрий-ионные аккумуляторы уже установлены в корпусе ИБП. Для объектов с более долгой автономией используют внешние батарейные модули или батарейные кабинеты.

Для NewNets эта линейка интересна как решение для серверных, узлов связи, промышленных и инженерных объектов. На таких площадках заранее считают нагрузку, время автономии, батарейную емкость, мониторинг и схему обслуживания.

Почему батарейную часть считают отдельно

В проектах часто начинают с мощности оборудования. ИБП выдерживает нагрузку, но автономия может оказаться слишком короткой для реального сценария. Одной площадке нужно пережить кратковременный сбой. Другой нужно дождаться запуска ДГУ. На удаленном узле связи оборудование может работать без постоянного персонала, поэтому там отдельно смотрят на состояние аккумуляторов и удаленный мониторинг.

При проектировании проверяют:

• мощность нагрузки;
• требуемое время автономной работы;
• тип батарейной части;
• наличие встроенных Na+ АКБ;
• подключение внешних Na+ батарейных модулей;
• время восстановления заряда после разряда;
• мониторинг и сервисный байпас;
• запас на расширение объекта.

На небольшом объекте может хватить ИБП со встроенными Na+ АКБ. Для узла связи или инженерной площадки чаще заранее смотрят на внешние батарейные модули, батарейные кабинеты, мониторинг и обслуживание без отключения нагрузки.

Что представляет собой серия Hiden X-SOD

Hiden X-SOD – линейка онлайн ИБП с двойным преобразованием и натрий-ионной батарейной частью. В серии есть модели со встроенными Na+ АКБ и исполнения для подключения внешних Na+ батарейных модулей.

В каталоге NewNets представлены модели Hiden X-SOD мощностью от 1 до 10 кВА и внешние батарейные модули для расширения автономии. Для небольших объектов используют ИБП со встроенными Na+ АКБ. Если оборудование должно работать дольше, к системе добавляют внешние батарейные модули или батарейные кабинеты.

Онлайн-топология с двойным преобразованием нужна там, где оборудование чувствительно к качеству электропитания. Это серверы, СХД, маршрутизаторы, коммутаторы, системы видеонаблюдения, промышленная автоматика и другое оборудование, которое не любит просадки, скачки и нестабильное напряжение.

Большинство моделей выполнены в корпусе Rack/Tower. Их можно установить в стойку или разместить отдельно в серверной, узле связи или техническом помещении.

При подборе конкретной модели характеристики лучше сверять с документацией производителя или страницами товаров NewNets.

Что меняет Na+ батарейная часть

Na+ аккумуляторы важны для эксплуатации, а не только для описания модели. У Hiden для X-SOD указаны быстрый заряд до 90% за 1 час, более 2000 циклов при 100% глубине разряда, низкий саморазряд и работа от -20 °C до +40 °C.

Для проекта это влияет на:

• восстановление заряда после отключения;
• работу в прохладных помещениях и технических зонах;
• ресурс батарейной части при глубоких разрядах;
• возможность расширения автономии через внешние модули;
• контроль батарейной части через BMS и мониторинг.

На практике это особенно заметно на объектах, где отключения могут повторяться. Если аккумуляторы долго заряжаются после первого разряда, второе отключение может застать систему с неполной батареей. Поэтому при подборе ИБП смотрят не только на расчетное время автономии, но и на скорость восстановления заряда.

Архитектура системы резервного электропитания на базе Hiden X-SOD

В типовую схему входят:

• онлайн ИБП с двойным преобразованием;
• встроенные Na+ АКБ или внешние Na+ батарейные модули;
• батарейные кабинеты для увеличения автономии;
• сервисный байпас;
• мониторинг;
• распределение питания до нагрузки.

Для короткой автономии используют модели со встроенными Na+ АКБ. Если оборудование должно работать дольше, выбирают исполнение с внешней батарейной частью. Так можно увеличить время работы без замены самого ИБП, если модель поддерживает подключение внешних модулей.

При расширении автономии проверяют совместимость модулей, напряжение батарейной группы, допустимое количество внешних блоков и возможности зарядного устройства. После длительного разряда батареи должны успеть восстановить заряд до следующего отключения.

Мониторинг нужен для распределенных объектов. Он показывает состояние ИБП, батарейной части, режим работы и аварийные события. Если батареи деградируют или ИБП переходит в аварийный режим, инженер видит проблему удаленно.

Сервисный байпас нужен для обслуживания ИБП без отключения нагрузки. Для серверных и телекоммуникационных узлов это критично, потому что даже короткий перерыв питания может остановить сервисы.

Как подобрать конфигурацию под объект

Выбор системы резервного электропитания начинается с требований объекта. Две площадки могут иметь одинаковую мощность нагрузки, но разное время автономии, разные условия размещения и разные требования к обслуживанию.

При подборе конфигурации обычно смотрят на несколько параметров:

• суммарная мощность подключаемой нагрузки;
• запас по мощности на дальнейшее расширение;
• требуемое время автономной работы;
• тип батарейной части;
• наличие встроенных Na+ АКБ;
• возможность подключения внешних Na+ батарейных модулей;
• батарейные кабинеты для длительной автономии;
• наличие сервисного байпаса;
• удаленный мониторинг;
• условия размещения оборудования;
• требования к резервированию.

С мощностью все относительно понятно. ИБП должен выдерживать текущую нагрузку и иметь запас на будущие изменения. Если через год в стойку добавят серверы, коммутаторы, OLT или систему хранения данных, замена ИБП может оказаться дороже, чем нормальный запас на этапе проектирования.

Время автономной работы считают отдельно. Для корректного завершения работы оборудования или запуска ДГУ может хватить короткой автономии. Если объект должен работать час и дольше, чаще рассматривают модели с внешними Na+ батарейными модулями или батарейными кабинетами.

Автономию нельзя определить только по мощности ИБП. Она зависит от фактической нагрузки, емкости аккумуляторов, напряжения батарейной группы, допустимой глубины разряда, КПД ИБП и состояния батарей. Поэтому мощность и время автономной работы считают отдельно.

При увеличении батарейной емкости проверяют, подходит ли зарядное устройство ИБП для выбранной конфигурации. После длительного разряда аккумуляторы должны успеть восстановить заряд до следующего отключения. Также учитывают деградацию батарей. Со временем фактическая автономия будет ниже расчетной.

Условия размещения тоже влияют на конфигурацию. Нужно заранее понять, где будет стоять оборудование, сколько места есть в стойке, какая температура в помещении и как организован доступ для обслуживания. Если используются внешние батарейные модули или шкафы, дополнительно учитывают массу, вентиляцию и возможность безопасной замены аккумуляторов.

Для более критичных объектов дополнительно смотрят на резервирование, сервисный байпас и удаленный мониторинг. Эти функции особенно важны для серверных, телекоммуникационных узлов и площадок без постоянного присутствия персонала.

Где применяются решения Hiden X-SOD

Hiden X-SOD используют на объектах, где резервное питание связано не только с мощностью нагрузки, но и с состоянием батарейной части. В одной серверной достаточно встроенных Na+ АКБ. На узле связи оборудование может работать от внешних батарейных модулей до запуска ДГУ или восстановления основного питания.

Серверные и небольшие ЦОД

В серверных резервное питание нужно для серверов, СХД, коммутаторов, маршрутизаторов и другого оборудования, которое не должно отключаться при кратковременном сбое электросети.

Для небольшой серверной может хватить модели со встроенными Na+ АКБ. Если нагрузка растет или требуется более долгая автономия, лучше заранее смотреть на исполнения с внешними батарейными модулями.

Телекоммуникационные узлы и сети связи

На узлах связи даже короткое отключение питания может привести к недоступности сервисов. Здесь отдельно смотрят на мощность ИБП, автономию, состояние аккумуляторов и удаленный мониторинг.

Если объект находится без постоянного персонала, мониторинг становится особенно полезным. Инженер должен видеть аварии по питанию и состояние батарей до того, как оборудование отключится.

Промышленные предприятия

На промышленных объектах отключение питания может остановить технологический процесс, системы автоматизации или диспетчеризацию. В нагрузку могут входить промышленные коммутаторы, контроллеры, шлюзы, рабочие станции операторов и оборудование АСУ ТП.

Конфигурацию подбирают с учетом мощности нагрузки, условий эксплуатации и требований к отказоустойчивости. Отдельно смотрят на температуру, доступ к оборудованию, мониторинг и возможность обслуживания без остановки критичных систем.

Системы безопасности и инженерная инфраструктура

СКУД, видеонаблюдение, пожарная сигнализация и диспетчеризация тоже зависят от резервного питания. Даже короткое отключение может привести к потере контроля над объектом или остановке части инженерных систем.

Для таких задач часто важнее понятный расчет автономии и контроль батарейной части. Камеры, контроллеры доступа и сетевые коммутаторы могут потреблять немного, но должны работать до восстановления основного питания.

Типовые ошибки при подборе

Чаще всего проблемы появляются на этапе подбора:

• считают только мощность ИБП и не считают автономию;
• не проверяют, встроенная или внешняя батарейная часть нужна объекту;
• выбирают модель без запаса на будущую нагрузку;
• не учитывают время восстановления заряда после длительного разряда;
• не проверяют совместимость внешних батарейных модулей;
• забывают про массу и размещение батарейного кабинета;
• не закладывают мониторинг для удаленной площадки;
• не предусматривают сервисный байпас для обслуживания.

Самая неприятная ситуация возникает после запуска объекта. ИБП установлен, нагрузку держит, но при реальном отключении автономии не хватает. Исправлять это после монтажа сложнее, чем заранее подобрать батарейную часть под сценарий работы.

FAQ