Biznes na baterie

Wielkość rynku zasilaczy awaryjnych w Polsce w 2000 roku Ever szacuje na 180 ­ 200 tys. sztuk. Większość urządzeń trafia do klientów instytucjonalnych, tylko w ich przypadku bowiem stosowanie UPS-ów jest oczywistą koniecznością. Indywidualni odbiorcy wciąż uważają, że ich komputery doskonale obywają się bez zasilania awaryjnego. Zdaniem producentów podobnie sądzi większość małych i średnich przedsiębiorców, którzy ­ jeśli już zaopatrują się w UPS-y – kupują zazwyczaj urządzenia o małych mocach.

Możliwość czerpania zysków z rynku instytucjonalnego nie budzi wątpliwości. Czy jednak można częściej sprzedawać UPS-y indywidualnym klientom? Producenci rzecz jasna odpowiadają twierdząco. Ich zdaniem zasadnicze znaczenie ma w tym wypadku umiejętność przekonania klienta, a co za tym idzie – wiedza sprzedawcy.

Według producentów problemy z zasilaniem to coś więcej niż nagłe zaniki napięcia, które rzeczywiście zdarzają się rzadko, zwłaszcza w dużych aglomeracjach. Problem jednak jest znacznie głębszy. Zakłócenia napięcia, które niejednokrotnie mogą być dla użytkowników niezauważalne, powodują wiele utrudnień w pracy, takich jak bardzo powszechne zawieszanie się komputera (często tłumaczone wadliwością programów…).

Większość producentów (m.in. APC) wyróżnia pięć podstawowych rodzajów zakłóceń napięcia:

• spadki napięcia spowodowane włączeniem w pobliżu komputera urządzeń elektrycznych o dużej mocy (również ekspresu do kawy!),
• przepięcia, czyli okresy podwyższenia napięcia spowodowane wyłączeniem urządzeń elektrycznych o dużej mocy, znajdujących się w pobliżu komputera,
• krótkotrwałe impulsy podwyższonego napięcia związane np. z wyładowaniem elektrostatycznym lub uszkodzeniem linii energetycznej (np. zwarciem),
• zakłócenia elektryczne, wywołane zazwyczaj interferencją fal radiowych lub innych fal elektromagnetycznych, np. wskutek niewłaściwego uziemienia,
• zanik zasilania, czyli wszystkie sytuacje, w których napięcie jest zbyt małe, żeby komputer mógł pracować.

BPS natomiast posuwa się nieco dalej i wyróżnia dziewięć typów zakłóceń:

• zaniki napięcia,
• chwilowe wahania amplitudy,
• udary napięciowe,
• obniżenia napięcia,
• szumy,
• wahania częstotliwości,
• zakłócenia impulsowe,
• przepięcia łączeniowe,
• odkształcenia harmoniczne.

Podstawowym zadaniem resellera, który chce sprzedawać zasilacze awaryjne, jest zatem uświadomienie klientowi, jaką rolę pełni zasilacz i przed czym chroni. Ważne jest także poznanie potrzeb klienta i dopasowanie do nich odpowiedniego urządzenia.

Zasilić klientów

Zdaniem producentów sprzedaż UPS-ów wraz z komputerami może nie tylko stanowić źródło zysków, ale także zmniejszać kłopoty z serwisem sprzętu. Wyjątek oczywiście stanowią ci resellerzy, którzy poważną część swoich zysków czerpią z prowadzenia serwisu… Podobnie rzecz ma się z serwerami. Producenci twierdzą, że serwer jest zbyt ważnym urządzeniem, żeby mógł pracować bez zabezpieczeń. I jeśli reseller sprzedaje serwer, powinien razem z nim sprzedać UPS-a.

Podstawowym problemem na rynku zasilaczy awaryjnych o małych mocach jest bardzo silna konkurencja i, jak twierdzą niektórzy przedstawiciele tego rynku, 'walka o kilka złotych marży’. Sprawy nie ułatwia również niejasna polityka producentów, którzy często łączą dystrybucję swoich produktów z systemem dilerskim, partnerskim i sprzedażą bezpośrednią. Mimo generalnej tendencji na rynku, polegającej na koncentrowaniu się na sprzedaży UPS-ów o dużej mocy, dla wielu firm sprzedaż małych zasilaczy awaryjnych nadal stanowi znaczący procent obrotów.

Na sprzedaży zasilaczy o dużych mocach korzystają przede wszystkim najwięksi ­ producenci, dystrybutorzy i VAR-owie. Sprzedaż tych urządzeń, chociaż najbardziej opłacalna i perspektywiczna, wiąże się z dużą wartością dodaną. Z tego względu niektóre firmy (m.in. BPS) współpracują z partnerami w projektowaniu systemów zasilania o dużych mocach. Jest to szansa dla mniejszych firm resellerskich, które dzięki pomocy firm dysponujących odpowiednim zapleczem, mogą zaistnieć na tym najbardziej dochodowym rynku.

Trochę techniki

Europejski Komitet Normalizacji dla Standardów Elektrycznych i Elektronicznych klasyfikuje zasilacze awaryjne według trzech topologii:

• VFD – parametry wyjściowego napięcia i częstotliwości zależą od zmian napięcia i częstotliwości na wejściu (UPS z bierną rezerwą, czyli passive stand-by operation lub offline);
• VI – gdzie częstotliwość na wyjściu zależy od zmian częstotliwości na wejściu, ale zmiany są korygowane regulatorami pasywnymi i elektronicznymi (UPS o działaniu wzajemnym ­ line interactive operation);
• VFI – parametry wyjściowego napięcia i częstotliwości nie zależą od zmian parametrów zasilania na wejściu. Te urządzenia mogą pracować jako konwertory częstotliwości (UPS z dwukrotnym przetwarzaniem energii ­ double conversion operation lub true online).

UPS z bierną rezerwą (offline) przekazuje napięcie, które jest w danej chwili w sieci, z ewentualnymi niewielkimi korekcjami zakłóceń. Napięcie generowane w ten sposób nie jest jednak ani stałe, ani sinusoidalne. Zawsze jednak mieści się w skali napięcia tolerancyjnego, które jest do przyjęcia na przykład przez komputer (komputery nie wymagają bowiem idealnego, czysto sinusoidalnego napięcia). Jednak między odłączeniem od sieci a przejściem na zasilanie z akumulatora istnieje krótka, trwająca kilka milisekund przerwa. Dla komputera jest ona niezauważalna, jednak dla skomplikowanych urządzeń np. laboratoryjnych, które wymagają idealnego napięcia, może okazać się fatalna w skutkach.

Zasilacze offline chronią przed trzema podstawowymi rodzajami zakłóceń napięcia: jego zanikami, chwilowymi wahaniami amplitudy i udarami napięciowymi. Zastosowanie znajdują przede wszystkim u użytkowników indywidualnych. Podstawową zaletą zasilaczy tego typu jest ich niska cena wynikająca z prostej konstrukcji. Taka konstrukcja ma również swoje wady: powoduje między innymi brak ciągłości zasilania w przypadku zaników napięcia. Poza tym sieć nie jest chroniona przed nieliniowością odbioru. Większość producentów powoli zastępuje te zasilacze UPS-ami line interactive.

Zasilacze o działaniu wzajemnym (line interactive) pojawiły się najpóźniej. Od zasilaczy offline różnią się przede wszystkim tym, że nie tylko mierzą wartość napięcia, ale również dokładnie analizują jego przebieg w sieci (mierzą sinusoidę). W momencie zaniku napięcia sprawdzają, w którym miejscu sinusoida została przerwana i od tego dokładnie momentu dokładają własne napięcie, zgodnie z dalszym kształtem sinusoidy. Zasilacze offline natomiast dokładają napięcie przypadkowo w dowolnej fazie sinusoidy, co może również spowodować pewne zakłócenia w jej przebiegu, a co za tym idzie w napięciu.

Zasilacze line interactive cechuje dość prosta konstrukcja, zatem ich cena także jest stosunkowo przystępna. Stosowane są zazwyczaj w przypadku średnich sieci LAN. Zapewniają lepszą ochronę przed zakłóceniami niż zasilacze typu offline. Chronią nie tylko przed trzema podstawowymi rodzajami zakłóceń (zanikami napięcia, chwilowymi wahaniami amplitudy i udarami napięciowymi), ale również przed obniżeniami napięcia i szumami. UPS-y o działaniu wzajemnym nie są jednak pozbawione wad. Podobnie jak zasilacze offline, nie gwarantują ciągłości zasilania w przypadku zaniku napięcia i nie chronią sieci przed nieliniowością odbiorów.

Zasilacze true online (o podwójnym przetwarzaniu) są znacznie droższe, ale jednocześnie lepszej jakości. Termin true online oznacza, że niezależnie od tego, czy napięcie jest w sieci, czy go nie ma, zasilacz zawsze wytwarza napięcie z własnej baterii. Zasilacze true online zawsze generują napięcie 220 V o częstotliwości 50 Hz. Podczas pracy baterii napięcie dostarczane przez zasilacz ma kształt sinusoidalny. Występowanie w sieci zakłóceń nie ma wpływu na pracę zasilacza.

Zasilacze true online są stosowane w przypadku dużych sieci LAN. Chronią przed wszystkimi dziewięcioma typami zakłóceń napięcia. Zapewniają stabilność amplitudy i częstotliwości napięcia na wyjściu oraz ciągłość napięcia na wyjściu, niezależnie od tego, co dzieje się w sieci. Jako jedyne chronią również przed nieliniowością odbioru. Jedyną wadę tych zasilaczy stanowi ich bardzo wysoka cena.

Praca równoległa

Wiele firm stosuje równoległe układy zasilaczy. Zwiększa to niezawodność systemu zasilania, a także moc dostarczaną do ochranianych wyjść. Czasem jednak dodanie układu pracującego równolegle (redundancja) sprawia pewne problemy. Na przykład w przypadku układów przemiennoprądowych UPS-ów podstawowym problemem staje się synchronizacja napięć wyjściowych. Nawet niewielka różnica faz powoduje znaczne różnice napięć chwilowych, co może spowodować uszkodzenie całego systemu zasilania. Dlatego przy takim podłączaniu układów zasilania konieczne jest zapewnienie maksymalnej zgodności faz napięć wyjściowych.

Najczęściej stosowane są dwie metody synchronizacji układów równoległych:

• układ master-slave z szyną sterującą,
• układ z szyną sterująco-synchronizującą.

Niektórzy producenci proponują inne metody łączenia UPS-ów. Na przykład BPS opracował układ Hot Sync, w którym wyeliminowana została komunikacja logiczna. Według BPS-u likwiduje to zagrożenia, które niesie ze sobą stosowanie tradycyjnych metod łączenia układów równoległych (z szyną sterującą i obwodami z nią współpracującymi).

Należy jednak pamiętać, że nie wszystkie zasilacze awaryjne mogą pracować w układach równoległych i nie wszystkie układy równoległe zapewniają identyczny poziom niezawodności. Bezpieczna praca równoległa zasilaczy zależy głównie od dwóch czynników: pewnego, niezawodnego systemu synchronizacji oraz zdolności układu do selektywnego izolowania urządzeń uszkodzonych.

Centralne, czy rozproszone?

Integratorzy, resellerzy, a także klienci często zadają sobie pytanie, które zasilanie jest korzystniejsze ­ centralne, czy rozproszone. Analiza kosztów prowadzi zwykle do wniosku, że lepszy jest system centralny, nawet mimo konieczności budowy dodatkowej instalacji napięcia gwarantowanego. System centralny zapewnia zdecydowanie tańszą moc gwarantowaną i jej optymalne wykorzystanie. Jednak jego podstawową wadą jest cena. Jednorazowo należy zainwestować w cały system. Układ rozproszony można budować etapami, rozpoczynając od zabezpieczenia najważniejszych urządzeń.

Obecnie najczęściej stosowane są systemy mieszane. Wydzielone fragmenty sieci są zasilane z własnych zasilaczy o średniej mocy. Zasilacze średnich mocy są podobne technicznie do dużych.

Cechy systemów centralnych i rozproszonych zostały przedstawione w tabeli na stronie 21. Niestety, nie istnieje uniwersalne rozwiązanie – żaden z tych systemów nie jest jednoznacznie lepszy. Wszystko zależy od potrzeb użytkownika.

Co będzie dalej?

W najbliższej przyszłości na rynku pozostaną prawdopodobnie zarówno zasilacze true online, jak i line interactive. Zasilacze typu true online są (i prawdopodobnie nadal będą) zbyt drogie dla mniejszych firm i indywidualnych użytkowników. W Polsce około 80 proc. przedsiębiorstw stanowią małe i średnie firmy, które nadal będą zainteresowane zasilaczami line interactive.

Statystyki dotyczące zakłóceń w sieci

Według amerykańskich statystyk liczba wszystkich zakłóceń występujących w sieci sięga 120 rocznie. Badania przeprowadzone w krajach Europy Zachodniej dowodzą, że liczba zaników napięcia w sieci energetycznej związana jest z jej topologią. Statystyczny odbiór miejski jest narażony w ciągu roku na około 10 ­ 15 zaników napięcia, na obszarach o mniejszej zabudowie, nawet 30 ­ 50. Najczęstsze zaniki związane są z działaniem elektroenergetycznych urządzeń zabezpieczających i trwają zwykle 200 ­ 300 ms. Wystarcza to w zupełności, żeby zakłócić pracę systemu teleinformatycznego.

Poza tym nic nie wskazuje, żeby sieci komputerowe (i pojedyncze stanowiska) miały zacząć wymagać idealnego, sinusoidalnego napięcia, zapewnianego przez zasilacze true online. Które zasilacze zdobędą dominującą pozycję na rynku zależy przede wszystkim od rozwoju gospodarczego w Polsce i tego, jakie firmy w najbliższej przyszłości będą powstawały.

Na rynku zasilaczy awaryjnych – przynajmniej w przypadku większych klientów – coraz mniej liczy się cena, a coraz większe znaczenie ma jakość urządzenia. Rynek MSP jest natomiast zainteresowany przede wszystkim podstawowymi zasilaczami, niekoniecznie największych i najbardziej znanych firm, ale za to tańszymi. W dalszym ciągu również nie widać wielkich szans na rozwój sprzedaży klientom indywidualnym.

Co w zasilaczu piszczy…

Wyposażenie oferowanych w Polsce zasilaczy różnych marek jest dosyć jednolite. Standardem stał się już w zasadzie tak zwany zimny start zasilacza, czyli możliwość jego uruchomienia wtedy, kiedy nie ma zasilania w sieci. Większość produktów jest również wyposażona w tzw. system AVR (stabilizacji napięcia), który umożliwia podnoszenie zbyt niskiego zasilania – w zależności od marki zasilacza – tylko o pewien procent albo zawsze do napięcia 220 V. UPS-y wyposażone w stabilizatory obniżające napięcie nie są w Polsce zbyt popularne, głównie dlatego, że na naszym rynku problemy ze zbyt wysokim napięciem zdarzają się bardzo rzadko. UPS może być również wyposażony w filtr komunikacyjny, dzięki któremu możliwe jest podpięcie do zasilacza przewodu telekomunikacyjnego. Jako jeden z pierwszych w Polsce zaczął takie zasilacze produkować Ever.

Najwyraźniej widać różnice między modelami różnych marek w oferowanym z zasilaczami oprogramowaniu. Najbardziej podstawowe oprogramowanie zamyka jedynie system w przypadku przerwy w zasilaniu, zamykając (i zapisując) przedtem wszystkie otwarte pliki. Takich zasilaczy jest obecnie na naszym rynku najwięcej, chociaż nie wszystkie są wyposażone nawet w to podstawowe oprogramowanie. Inne, sieciowe oprogramowanie informuje poszczególne stanowiska komputerowe o braku zasilania i o czasie, w jakim komputery zostaną wyłączone, a po zamknięciu w określonym wcześniej czasie poszczególnych pecetów zamyka serwer. Można również kupić oprogramowanie monitorujące sieć, które pozwala sprawdzić, jakie napięcie jest obecnie w sieci, jakie jest obciążenie UPS-a, stopień naładowania akumulatora, na jaki czas UPS będzie w stanie podtrzymać napięcie po jego zaniku w sieci.

Producenci zasilaczy awaryjnych dołączają do swoich produktów coraz bardziej wymyślny software. Zawsze jednak warto sprawdzić, czy programy pracują w systemie operacyjnym zainstalowanym w komputerze, do którego ma być dołączony UPS.