Сегодня информационные технологии достигли впечатляющего уровня развития и находят себе применение в самых разнообразных сферах деловой активности. Бизнесу все больше требуются современные информационные решения для успешной конкуренции. В не меньшей степени в новейших ИТ-продуктах нуждаются государственные структуры. Пожалуй, самым актуальным на сегодняшний день ИТ-направлением является развитие дата-центров — сложных комплексов специального оборудования, обеспечивающего хранение и мгновенную обработку терабайт информации: здесь сконцентрирована супермощная вычислительная техника и самые совершенные инженерные системы. В то же время вся эта дорогостоящая аппаратура бесполезна без одного маленького и банального, но чрезвычайного важного аспекта — электропитания. Образно говоря, если, например, "умному" дому отключить электричество, то он сразу "поглупеет". То же касается и ЦОДов, но только в данном случае неожиданный перебой с подачей электроэнергии может обернуться миллионными потерями. Поэтому системные интеграторы, создавая дата-центры, стремятся максимально их обезопасить от подобных эксцессов, прибегая к использованию различных резервных источников электроэнергии, применение которых становится тем более актуальным в условиях надвигающегося как в России, так и в остальном мире "энергетического кризиса ЦОД".

Растущие вычислительные мощности дата-центров требуют все больше и больше киловатт, в то время как возможности энергосистем российских мегаполисов уже на пределе. Старые сети, не рассчитанные на такую динамику потребления, не всегда выдерживают энергетическую нагрузку. Не достает и генерирующих мощностей. Аналитики Gartner и IDC уверяют, что в 2008-2009 годах около половины дата-центров будут испытывать недостаток в электроэнергии. И по оценкам участников российского рынка, несмотря на все попытки реформировать отрасль, ситуация с перебоями в обеспечении электроэнергией только ухудшается.

"Уже сегодня электричества может не быть сутками, в то время как еще в 2000-2003 годах если его и отключали, то не более чем на 20-30 минут. А потому мощности только источника бесперебойного питания не хватает", — замечает Игорь Емельянов, начальник управления инженерных систем компании "ТехноСерв А/С". Стремясь разрешить дилемму "огромная мощность ЦОД — недостаток электроэнергии", все больше предприятий прибегают к инсталляции уже целых систем гарантированного электропитания (СГЭ). По оценкам Игоря Емельянова, потребность в СГЭ в ИТ увеличилась за последние четыре года на 30-35%.

Шоковая терапия

Когда просматриваешь публикации 2000-2003 годов, посвященные проблемам гарантированного питания, складывается ощущение, что руководители предприятий тогда практически не уделяли внимание СГЭ, рассчитывая в основном на достаточную мощность ИБП. Однако с течением времени ситуация стала меняться, постепенно все больше директоров крупных компаний начали осознавать актуальность и значимость автономных источников электроэнергии. Как сказал по этому поводу Илья Шатохин, ведущий эксперт департамента системной интеграции компании BCC: "Психологическая неготовность заказчиков к сооружению собственных резервных энергетических мощностей очень хорошо "лечится" авариями в системах магистрального электроснабжения".

В этом плане существенный эффект на практику применения "страховочных мер" оказали крупные аварии, произошедшие в Санкт-Петербурге в октябре 2002 года и в Москве в мае 2005 года. Как отмечают эксперты, действительно, после этих инцидентов наблюдался всплеск интереса к СГЭ. Впрочем, для российских мегаполисов такие эксцессы — скорее редкость. По словам Николая Перова, руководителя направления комплексных систем энергоснабжения компании "Крок", частые переходы ИТ-инфраструктуры на источник(и) бесперебойного электропитания означают, что местная энергосистема находится в неудовлетворительном состоянии, хотя запуск ДГУ на сданных компанией "Крок" объектах, а значит продолжительное отсутствие напряжения, редко происходит более одного-двух раз в месяц.

"Несмотря на все проблемы, существующие в области электроснабжения в Москве и Петербурге, энергоинфраструктура здесь хорошо развита и надежна, и отключения носят исключительный характер. Получается, что за год электричество не подается централизованно только несколько часов, и совсем редко счет идет на сутки", — говорит Илья Шатохин.

К сожалению, совсем по-другому дела обстоят в пригородах крупных городов. Здесь, по словам эксперта, сеть настолько перегружена и отключения могут случаться настолько часто, что, если ничего не предпринять, то режим автономной работы может стать основным.

Однако независимо от степени риска оказаться без центрального энергоснабжения, сегодня практически все заказчики устанавливают СГЭ в обязательном порядке. И на первый план выходит проблема выбора оборудования и специфики инсталляции.

Консервативный сегмент

В подавляющем большинстве случаев при создании или модернизации ИТ-инфраструктуры крупных компаний в качестве надежной "электрической защиты" применяется комплекс из централизованных и децентрализованных источников бесперебойного питания (ИБП), действующий с системой из одной-двух и более дизель-генераторных установок (ДГУ).

По мнению Николая Перова, решение ИБП-ДГУ является наиболее оптимальным вариантом системы бесперебойного и гарантийного энергоснабжения, существующей уже несколько десятков лет. ИБП осуществляет поддержку всей действующей аппаратуры некоторое непродолжительное время, в период неполадок в основной электросети. В случае длительной аварии автоматически запускается дизельный генератор. ДГУ играет роль генерирующего источника, к которому обращаются только в случае, когда невозможно обеспечить должное функционирование ИТ-системы стандартными средствами. Поэтому их часто называют "последним бастионом" или "последней линией защиты".

Момент, когда необходимо задействовать резерв, заказчик определяет сам, исходя из специфики конкретной сети, а результаты фиксируются в проектном решении. Делать обобщения здесь довольно трудно. В то же время, некоторые базисные аспекты эксперты отмечают. Так, по словам Константина Зиновьева, ведущего эксперта компании IBS, практически всегда, когда требуемое время автономной работы превышает один-два часа, целесообразнее использовать систему "ИБП плюс аккумуляторная батарея (АКБ) малой емкости плюс ДГУ", чем "ИБП плюс АКБ большой емкости".

На сегодняшний день ДГУ — это действительно наиболее популярный резервный источник. Связано это, прежде всего, с наличием у него целого набора совершенно уникальных свойств. Во-первых, дизельные электростанции имеют весьма простую конструкцию: двигатель внутреннего сгорания вращает электрогенератор постоянного тока, который и вырабатывает электроэнергию (от перегрузок установку защищает специальный автомат). Поэтому ДГУ чрезвычайно надежны и имеют высокий ресурс. Во-вторых, из всех существующих двигателей внутреннего сгорания дизельный двигатель — один из самых мощных. В-третьих, ДГУ позволяют экономить на топливе — как известно, дизтопливо отличается относительно низкой стоимостью.

Дизель-генераторные установки среди устройств по "добыче" электроэнергии — пожалуй, самые консервативные. В их конструкции и методах работы практически ничего не изменилось с самого момента их массового распространения в первой половине 20 века. Хотя, разумеется, некоторые изменения, связанные в основном с применением процессоров, этих агрегатов коснулись. Сегодня именно электроника регулирует состав газовоздушной смеси и время впрыска топлива. Результат проявляется в улучшении показателей: современные ДГУ лучше держат частоту на выходе и обладают менее токсичными выхлопами, что оказывается чрезвычайно важным фактором при согласовании проекта сооружения дизельной станции в государственных органах. Произошли изменения и в системе управление дизельным генератором. Стандартные реле и переключатели ушли в прошлое, уступив место автоматизированным решениям. Сейчас настройка станции происходит с помощью специальной программы с обычного ПК, за счет чего увеличились возможности по корректировке параметров функционирования как станции в целом, так и отдельных ее частей. Помимо этого, ДГУ сегодня становятся более приспособленными к удаленному мониторингу, что способствует лучшей интеграции с ИТ-инфраструктурой.

"Дизельный" рынок России

В настоящее время на российском рынке генераторных устройств дизельные электростанции представлены в огромном разнообразии модификаций и моделей от более чем 65 производителей. "Предпочтения потребителей напрямую зависят от их принадлежности к тому или иному сектору рынка и специализации. В телекоммуникациях, например, используются в основном ДГУ мощностью 10-60 кВА, в медицине, жилищном и банковском секторах — 200-500 кВА. Для поддержания ЦОДов, вне зависимости от отрасли, понадобятся ДГУ мощностью свыше 500 кВА", — комментирует Константин Зиновьев.

На российский рынок аппараты поставляются в самой разнообразной комплектации — как для размещения внутри специального помещения, так и с возможностью установки под открытым небом, с различными дополнительными приспособлениями — специальными кожухами, всепогодными контейнерами, шасси, выносными панелями управления.

Наибольшим спросом на нашем рынке пользуется продукция таких американских и европейских производителей, как Cummins, SDMO, GM, FG Wilson, Caterpillar, Geko и др. Выпускают дизельные агрегаты и российские производители — под марками "Вепрь", "Славянка" и др., — хотя в системах гарантированного питания они практически не используются. В последнее время начали появляться и новые изготовители ДГУ. Однако, по словам Николая Перова, зачастую такие компании просто собирают электростанции из компонентов (двигатель, генератор) малоизвестных производителей. В этом случае стоимость получается несколько ниже, чем у "брендовой" аппаратуры, но все возникающие технические проблемы решить будет сложно. Как правило, у таких компаний отсутствуют оперативные склады, сертифицированная и региональная сервисная сеть, а уровень компетенции специалистов не позволяет гарантировать качество услуг. В результате заказчик становится заложником данной компании и ее технического решения. Хотя каждый решает сам — главным образом, исходя из своего бюджета.

Итак, дизельных генераторов, отвечающих многим, хотя и не всем требованиям, сегодня на рынке множество. "Зато круг производителей, предлагающих высокотехнологичные решения, значительно меньше. Крупные производители работают на российском рынке через нескольких прямых партнеров — с тем, чтобы заказчик имел возможность выбора. Поэтому в данном случае имеет значение не только выбор производителя, но и интегратора, от уровня компетенции которого зависит качество проектного решения, сервиса и сопутствующих инженерных решений", — обращает внимание Николай Перов.

Стоимость дизельных генераторов, представленных на российском рынке, разнится так же существенно, как и их возможности: от 500 тыс. руб. за ДГУ мощностью 50 кВт до 2,5-3 млн руб. за станцию в 500 кВт. Разумеется, за инсталляцию и пусконаладочные работы придется платить отдельно. Суммы, конечно, немаленькие, однако, учитывая цену других составляющих ЦОД, эта трата представляется весьма приемлемой. Тем более если учесть потери, которые может понести предприятие вследствие внезапного сбоя в работе электросети.

В течение последних пяти лет ДГУ стабильно дорожали — в зависимости от мощности на 5-6% ежегодно, что обусловлено рядом экономических тенденций, и в частности ростом себестоимости производства. По мнению Николая Перова, спрос неизменно растет, что подтверждается исследованиями рынка. "Основными потребителями в прошлые годы являлись банки и частные лица (портативные ГУ). Сегодня особое внимание энергоснабжению начали уделять, например, в медицине (есть соответствующее постановление в Москве). Не отстает и телекоммуникационная отрасль", — отмечает Константин Зиновьев.

И, наконец, многие эксперты отмечают увеличение в последние годы доли высокомощных дизельных аппаратов и ИБП, в то время как маломощные ДГУ и ИБП, напротив, постепенно уходят из корпоративного сектора.

Есть ли "конкуренты"?

Разумеется, помимо ДГУ, существуют и некоторые другие возможности для обеспечения энергетической безопасности предприятия. Один из наиболее прогрессивных способов организации резервного энергоснабжения — использование энергии топливных элементов (водородных элементов с полимерно-электролитной мембраной). Электростанции, построенные по этому принципу, значительно экологичнее и бесшумнее, чем дизель и газ, запускаются в течение 10-20 секунд, имеют относительно небольшие габариты и достаточную производительность, чтобы стать реальной заменой ДГУ. Ресурс водородных батарей выше, чем ресурс ДГУ, поскольку в таких системах нет движущихся элементов.

Эти достоинства сделали топливные элементы одним из наиболее перспективных направлений в развитии автономной энергетики. Более того, сейчас активно обсуждается возможность использования систем бесперебойного электропитания (СБЭ) на топливных элементах не только в области "больших машин". Так, осенью 2007 года Toshiba объявила о создании топливных элементов для персональных компьютеров. Аналогичные попытки предпринимают и другие производители. Среди крупных проектов, при реализации которых данные технологии нашли применение, — ЦОД Хьюстонского научно-исследовательского центра, ЦОД американской стекольной компании Tru Vue и др. Однако пока эта практика еще очень далека от того, чтобы стать массовой. В России, например, инсталляций систем гарантированного питания на топливных элементах еще не производилось.

"Технологии СБЭ, делающие возможным не использовать двигатели внутреннего сгорания, будут востребованы, но пока они слишком дороги", — рассуждает Илья Шатохин. Действительно, несмотря на все преимущества химических элементов, один-единственный недостаток перечеркивает их ближайшие перспективы — стоимость киловатта, полученного столь "продвинутым" путем, несоизмеримо выше, чем цена киловатта, генерирующегося дизельной или газовой электростанцией.

На этом список возможных вариантов организации бесперебойного гарантированного электроснабжения в ИТ, в общем то, исчерпывается. И хотя наряду с "дизелем" активно предлагаются еще и бензиновые генераторы, но в виду их меньшей по сравнению с дизельными двигателями мощностью, небольшим ресурсом, взрывоопасностью бензинового топлива и большей "прожорливостью", в ИТ они практически не используются.

Особняком стоят газопоршневые и газотурбинные технологии, на основе которых строятся энергоцентры с возможностью генерации для объекта электричества, тепла и холода. Однако в качестве "последнего бастиона" энергоцентры используются чрезвычайно редко. Дело в том, что, демонстрируя прекрасные результаты производительности, газовые генераторы требуют разрешения на подключение к газовой магистрали и квот на газ, что, в свою очередь, диктует потребность в соответствующих газовых коммуникациях, находящихся в непосредственной близости от станции, иначе вся затея окажется еще дороже. Специфика энергоцентра предусматривает постоянное использование его в качестве автономного источника электроэнергии (цена за кВт которого ниже цены магистральных электросетей) и одновременно тепла, а иногда и холода. Таким образом, заказчик получает собственный центр производства энергий. Соответствуют решаемым задачам и цены: инсталляция 10 МВт ТЭС на базе поршневого двигателя обойдется примерно в 10 млн долл., в то время как применение турбины увеличит стоимость до 12 млн долл. Срок окупаемости при таких вложениях составит 4-5 лет — на газо-поршневую технологию и около 6-7 лет — на турбинную.

Таким образом, все зависит от задач. Если речь идет сугубо о резервном источнике электроэнергии, то получается, что "конкурентов" у дизель-генераторных установок пока нет. И, по мнению экспертов, триумфальному шествию систем ИБП-ДГУ сегодня ничто не способно помешать.