Об авторе: Наталья Артамонова — генеральный директор ООО «ВСНЭТ»
Этот текст посвящён технической и экономической проблеме, с которой сталкивается почти любой оператор связи и любой дата-центр, но которую редко обсуждают предметно: резервные аккумуляторы служат заметно меньше, чем указано в паспорте. Цель материала — разобраться, почему так происходит, какие инженерные подходы существуют для продления срока службы батарей, в чём их сильные и слабые стороны, и как корректно считать экономику. Это не реклама конкретного продукта, а попытка дать читателю карту для самостоятельных решений.
Телекоммуникационная отрасль России переживает период активной трансформации. Рост нагрузок на сети, переход на 5G, расширение рынка ЦОД и ужесточение требований к надёжности ставят перед операторами новые задачи в части инфраструктуры — а аккумуляторные батареи остаются одним из её ключевых и при этом наименее заметных элементов.
Неафишируемая проблема
Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи (АКБ) используются в телекоммуникационной инфраструктуре России уже несколько десятилетий — в стойках базовых станций, в ЦОДах, в качестве резервного источника питания узлов связи. По расчётам производителей, срок службы таких батарей составляет до 10 лет. На практике он часто оказывается в диапазоне от двух до пяти лет, хотя конкретный результат сильно зависит от климата, режима эксплуатации и качества обслуживания.
Разрыв между паспортным и реальным ресурсом давно стал нормой, которую операторы и владельцы объектов закладывают в бюджет. Ежегодные расходы на замену батарей, выезды персонала, утилизацию — «невидимые» издержки, которые не принято выносить на первый план, но которые ощутимо влияют на экономику инфраструктурных объектов.
Причины преждевременного выхода из строя хорошо изучены: неравномерный заряд ячеек в сборке, отсутствие индивидуального мониторинга каждого элемента, температурные колебания, длительный режим буферного заряда (постоянная подзарядка). Иными словами, дело чаще не в качестве самих батарей, а в условиях и способе их эксплуатации.
Два подхода к работе с батарейной инфраструктурой
Исторически сложились два инженерных подхода к решению задачи — как приблизить реальный срок службы батареи к паспортному. Подходы не взаимоисключающие, но отличаются по стоимости и сложности.
Пассивный мониторинг. Система измеряет параметры батарейной сборки (напряжение, ток, температуру) и сигнализирует о выходе за допустимые пределы. Она ничего не меняет в процессе заряда и разряда — её задача наблюдать и предупреждать. Это проверенный, относительно простой и недорогой класс решений, который десятилетиями применяется на объектах связи.
Активное управление. Система не только измеряет, но и вмешивается в процессы заряда и разряда отдельных элементов — выравнивает их состояние, перераспределяет энергию, может изолировать неисправную ячейку. К этому классу относятся, в частности, решения категории DESS (Dynamic Energy Support System, динамическая система энергетической поддержки). Такой подход потенциально даёт больший эффект по сроку службы, но он сложнее, дороже и добавляет в цепь питания дополнительный управляющий элемент.
Как устроено активное управление на примере DESS
DESS — это класс решений для активного управления аккумуляторными сборками. В отличие от систем, которые лишь фиксируют параметры, такие решения воздействуют на процесс заряда и разряда каждого отдельного элемента. Принцип работы строится на нескольких функциях.
Дифференцированный заряд. Каждый элемент сборки получает индивидуальный ток и напряжение в зависимости от фактического состояния: ячейки с меньшей ёмкостью дозаряжаются, а полностью заряженные не получают избыточного тока. Это снижает перезаряд — одну из причин ускоренного износа.
Перераспределение энергии при разряде. Во время разряда энергия передаётся от более сильных ячеек к более слабым, что позволяет использовать реальную ёмкость каждого элемента, а не ориентироваться на «слабое звено», которое в обычной схеме определяет время автономной работы всей сборки.
Селективная изоляция неисправных элементов. Вышедшую из строя ячейку можно отключить, сохранив работоспособность остальной сборки. Это в ряде случаев позволяет заменить только дефектный элемент, а не всю группу. Важная оговорка: возможность и безопасность такой изоляции зависят от схемы сборки и конкретной реализации.
Онлайн-мониторинг и удалённое управление. Данные о состоянии каждой ячейки передаются на платформу в режиме реального времени, что позволяет прогнозировать деградацию и планировать обслуживание заранее. Эта функция, по сути, пересекается с возможностями систем пассивного мониторинга.
Пассивный мониторинг и активное управление: компромиссы
Выбор между подходами — это не вопрос «что лучше вообще», а вопрос баланса между эффектом, стоимостью, сложностью и рисками для конкретного объекта. Ниже — сильные и слабые стороны каждого подхода без заранее назначенного победителя.
Пассивный мониторинг
Сильные стороны:
● ниже стоимость закупки и внедрения, понятная и предсказуемая;
● простота и надёжность: меньше активных компонентов — меньше потенциальных точек отказа;
● зрелость технологии и широкая совместимость с существующей инфраструктурой;
● не вмешивается в силовую цепь, поэтому сам по себе почти не влияет на безопасность питания.
Ограничения:
● система наблюдает, но не корректирует процессы — продление срока службы достигается только за счёт своевременной реакции персонала;
● распространённый метод контроля «по средней точке» показывает напряжение группы, но может маскировать деградацию отдельной ячейки;
● реакция по факту срабатывания сигнала чаще означает экстренные выезды, а не плановое обслуживание.
Активное управление (DESS и аналоги)
Сильные стороны:
● поэлементный контроль и балансировка способны выравнивать состояние ячеек и сокращать влияние «слабого звена»;
● возможность изоляции отказавшей ячейки в ряде сценариев снижает стоимость ремонта;
● проактивная логика (анализ тренда деградации) помогает переходить от аварийных выездов к плановому обслуживанию;
● по данным поставщиков и отдельным внедрениям, реальный срок службы может вырастать на десятки процентов — конкретная величина зависит от условий и должна проверяться на пилоте.
Ограничения и риски:
● выше стоимость закупки и интеграции; окупаемость нужно считать по TCO (Total Cost of Ownership, стоимость владения — ред.), а не по цене устройства;
● сложнее: управляющий блок сам становится дополнительным элементом, который нужно обслуживать и который может отказать;
● вмешательство в силовую цепь повышает требования к качеству реализации и к безопасности;
● риск привязки к одному поставщику (vendor lock-in) — по протоколам, платформе мониторинга и запчастям;
● маркетинговые цифры эффективности у разных вендоров расходятся, и их стоит подтверждать независимыми измерениями.
Вывод: один подход заменяет другой. Для части объектов достаточно качественного пассивного мониторинга; на других — там, где доступ затруднён, а стоимость простоя высока, — дополнительные затраты на активное управление могут окупаться. Решение принимается под конкретный объект и проверяется пилотным проектом.
Телеком как полигон: опыт, применимый для ЦОД
Телеком исторически был одним из первых потребителей систем управления батареями — прежде всего потому, что базовые станции рассредоточены географически, доступ к ним ограничен, а требования к непрерывности работы высоки. Именно в этом контексте активное управление батареями получило заметное распространение за рубежом.
Показательный достоверный пример из отраслевой практики: на базовой станции в городской застройке с расчётным временем резервирования около трёх часов фактическое время автономной работы на свинцово-кислотных батареях составляло порядка одного часа. После внедрения системы активного управления время резервирования удалось приблизить к проектному при той же батарейной базе. Подобные результаты зависят от исходного состояния батарей и условий эксплуатации, поэтому их корректнее воспринимать как иллюстрацию результатов использования технологии, а не как гарантию достижения таких результатов.
Сегодня аналогичная логика применяется к объектам ЦОД. Энергопотребление дата-центров в России достигло порядка 1 ГВт, а по итогам 2025 года на ЦОД пришлось около 2,4% потребления всей электроэнергии в стране. При таких масштабах даже небольшое повышение эффективности батарейной инфраструктуры даёт значимый экономический эффект.
Ключевое отличие применения в ЦОД от телекома — масштаб и напряжение сборок. Если телеком-оборудование традиционно работает в сетях 48 В, то ЦОД используют высоковольтные сборки на 240 В и 384 В. Это требует адаптации архитектуры системы управления, но не меняет принципиальной механики: индивидуальный контроль, выравнивание, мониторинг и предиктивное обслуживание.
Экономика: считаем реальную стоимость владения
Главный аргумент против внедрения систем активного управления — их стоимость. Но корректная оценка требует сравнения не цены покупки, а совокупной стоимости владения (TCO) за весь жизненный цикл батарейной инфраструктуры.
По данным отдельных внедрений на объектах связи, при использовании активного управления средний срок службы сборки увеличивается в разы по сравнению с неуправляемой эксплуатацией: там, где батареи меняли каждые 2–3 года, ресурс может вырастать до 8–12 лет. Эти цифры — оценки средние, конкретный результат зависит от климата, режима и качества обслуживания – поэтому необходим уже упомянутый пилотный проект.
Экономический эффект, когда он достигается, складывается из нескольких составляющих:
● сокращение частоты замены батарей и связанных капитальных затрат;
● снижение расходов на выезды обслуживающего персонала;
● уменьшение числа аварийных ситуаций, связанных с отказом резервного питания;
● сокращение затрат на утилизацию свинцово-кислотных батарей, которая в России регулируется отдельными нормативными требованиями;
● возможность тарифной оптимизации: заряд в часы ночного тарифа и разряд в часы пик (в схемах с литиевым накопителем);
● предсказуемое планирование бюджета на обслуживание вместо реагирования на непредвиденные отказы.
Против этих выгод «работают» дополнительные затраты: цена самой системы, её интеграция, обучение персонала и обслуживание управляющего блока. Для среднего узла связи со сборкой 100–300 Ач срок окупаемости при корректном расчёте TCO обычно оценивают в 18–24 месяца — но это ориентир, а не обещание; в неблагоприятных условиях окупаемость может быть дольше.
Неизбежный переход: литий-ионные батареи в инфраструктуре
Разговор об управлении батареями невозможен без обсуждения более широкого тренда — постепенного вытеснения свинцово-кислотных АКБ литий-ионными в инфраструктурных применениях.
По международной статистике, в 2024 году продажи литий-ионных аккумуляторов для ИБП принесли около 5,07 миллиарда долларов, при этом свинцово-кислотные батареи пока сохраняют порядка 35% рынка благодаря цене и доступности. Переход идёт постепенно, и тому есть несколько причин.
Преимущества литий-ионных батарей
Литий-ионные батареи примерно на 70% легче и компактнее свинцово-кислотных аналогичной ёмкости. Для базовых станций с ограниченным местом в стойке это важно при переходе на 5G с его повышенным энергопотреблением.
Закон Пекерта: чем выше ток разряда, тем меньше полезная ёмкость аккумулятора. Для свинцово-кислотных батарей при быстром разряде этот эффект выражен сильно (показатель 1,3–1,5), а для литиевых практически не работает (показатель близок к 1,05) — литий отдаёт почти всю запасённую энергию даже на высоких токах.
Глубина разряда (DoD, Depth of Discharge) — доля извлечённой энергии от номинальной ёмкости. Для свинцово-кислотных АКБ глубокая разрядка (более 50%) резко сокращает срок службы, тогда как литиевые батареи легко переносят 80–100% DoD без значительной деградации, сохраняя больше циклов.
Срок службы литий-ионных батарей при непрерывном подзаряде может более чем вдвое превышать ресурс свинцово-кислотных при сопоставимых условиях, что в ряде случаев позволяет избегать замены в течение 10–15 лет.
Основное препятствие для быстрого перехода
Высокая первоначальная стоимость. Замена всей батарейной базы крупного оператора на литий-ион — это капитальные вложения, требующие чёткого обоснования и длительного горизонта планирования.
Здесь системы активного управления способны сыграть роль в переходный период: они позволяют продлить ресурс уже установленных свинцово-кислотных батарей, отложив дорогостоящую замену, и при последующей модернизации обеспечивают совместимость с литий-ионными сборками. Это не единственный возможный путь, но один из практичных вариантов поэтапной модернизации.
Каскадное использование: вторая жизнь литиевых батарей
Отдельного внимания заслуживает концепция каскадного использования батарей, активно развивающаяся в мировой практике.
Суть подхода: литий-ионные батареи, отработавшие основной ресурс в электромобилях или промышленных накопителях, сохраняют достаточную ёмкость (как правило, 70–80% от номинала) и годятся как буферные накопители на базовых станциях. Это снижает стоимость батарейной инфраструктуры при переходе на литий-ион, хотя требует тщательной оценки остаточного ресурса и безопасности бывших в употреблении элементов.
Практическая реализация такой схемы возможна при наличии системы управления, способной работать с разнородными элементами и компенсировать неоднородность сборки — именно для таких сценариев и разрабатываются решения класса DESS.
Пример из практики
Один из крупных операторов связи в Шанхае при переходе базовой станции с 4G на 5G столкнулся с ростом нагрузки со 170 А до 350 А. Существующие свинцово-кислотные батареи сохранили под управлением системы активного управления, а для компенсации пикового потребления установили каскадный литий-ионный накопитель ёмкостью 300 Ач. Дополнительный эффект — заряд литиевого накопителя ночью (низкий тариф) и использование энергии в дневные пики — позволил снизить затраты на электроэнергию примерно на 20,7% в условиях этого конкретного объекта.
Состояние рынка и перспективы в России
В 2025 году выручка телеком-отрасли России прибавила около 7% и достигла порядка 2,2 триллиона рублей. При этом давление на маржу усиливается: дорожает оборудование, растут операционные расходы. В этих условиях оптимизация затрат на инфраструктуру становится одним из приоритетов.
Рынок систем управления батареями в России — на раннем этапе развития. Большинство операторов либо не знакомы с такими решениями, либо оценивают их через призму первоначальных затрат, не учитывая TCO. Ситуация постепенно меняется под действием нескольких факторов.
Факторы, формирующие спрос
Рост энергопотребления на 5G-станциях. Переход на 5G увеличивает потребление базовой станции в 2–3 раза по сравнению с 4G, и старые сборки уже не обеспечивают заявленное время резервирования при возросшей нагрузке.
Регуляторные требования. Требования к непрерывности работы объектов критической информационной инфраструктуры ужесточаются; операторы вынуждены документировать и подтверждать фактическое время автономной работы каждого узла.
Рост рынка ЦОД. Мировые продажи систем питания для дата-центров за год составили около 20,25 миллиарда долларов. Российский рынок следует глобальным трендам с некоторым отставанием, но устойчиво.
Экологические требования. Утилизация свинцово-кислотных батарей в России регулируется и сопряжена с затратами; продление срока службы АКБ снижает экологическую нагрузку и связанные издержки.
Резюме
Системы управления батарейными сборками — будь то пассивный мониторинг или активное управление — это не экзотика и не нишевый продукт, а инструменты для решения вполне конкретной экономической проблемы: разрыва между паспортным и фактическим сроком службы аккумуляторов в инфраструктуре связи и ЦОД.
У каждого подхода к решению этой инженерной задачи своя цена и свои компромиссы. Пассивный мониторинг проще и дешевле, но он лишь наблюдает. Активное управление потенциально даёт больший эффект, но оно сложнее, дороже и добавляет элемент, который сам нужно обслуживать. Поэтому ключевой шаг — не выбор «модной» технологии, а честный расчёт TCO под конкретный объект и проверка эффекта на пилотном проекте.
По мере движения телекома к 5G, расширения рынка ЦОД и ужесточения требований к их надёжности вопрос эффективного управления резервным питанием будет становиться только актуальнее. Переход на литий-ионные батареи представляется неизбежным, но растянется на годы. В этот переходный период грамотное управление уже установленной инфраструктурой способно ощутимо улучшить экономику эксплуатации — и именно поэтому понимать сильные и слабые стороны доступных подходов полезно каждому, кто отвечает за инфраструктуру.
