Быстрая зарядка с заботой о батарее. Как изобретатель из Украины разработал альтернативу гибридным инверторам и BESS-системам

Блэкауты 2022-2023 годов заставили украинцев запасаться зарядными станциями, генераторами и системами альтернативного питания. Однако не всех устроили решения, предлагаемые рынком. Юрий Выхневич, совладелец и технический директор интернет-провайдера BestLink, вложил опыт, знания и деньги в разработку собственной системы, которая даст фору всем зарубежным аналогам.

"Деловая столица" поговорила с изобретателем о том, благодаря чему удалось создать новейший "энергосервер" с нуля, чем он лучше существующих решений и почему его разработчик охотно делится опытом, но не боится конкуренции.

— Вы разработали инновационную систему управления аккумуляторами. Если попытаться объяснить это простыми словами для широкой аудитории, то что это: из чего состоит и какие функции выполняет?

— В самом простом объяснении это "мозг" для энергосистемы — устройство, которое контролирует, как батарея заряжается, разряжается, защищается и как она питает оборудование во время исчезновения электричества.

Система состоит из процессорного блока, силовой электроники, датчиков напряжения, тока и температуры, а также модуля климат-контроля батарей, программного обеспечения с алгоритмами мониторинга и защиты, модулей коммуникации и аналитики. Эти компоненты работают вместе, чтобы обеспечить стабильную работу оборудования даже во время полных отключений энергии. Кроме этого, система продлевает ресурс батарей, поскольку правильно заряжает их, контролирует температуру, балансирует ячейки и защищает их от перегрузок и деградации.

— Как возникла эта идея, сколько времени ушло на ее реализацию, и как вам одному, самостоятельно, удалось выполнить такой широкий круг задач? Какие знания и умения понадобились больше всего и почему, возможно, пришлось учиться "на ходу"?

— Идея появилась во время первых блэкаутов, когда я собственными глазами увидел, как телеком-узлы отключаются не из-за оборудования, а из-за отсутствия правильного управления батареями. 

Стандартные UPS, инверторы и даже BESS-системы просто не были способны работать в условиях десятков провалов напряжения, смешанных химических составов батарей и низких температур. Тогда стало понятно, что готовых решений нет, а потребность критическая — значит, систему нужно создать самостоятельно.

В разработку я вложил почти двадцать лет своего опыта в телекоммуникациях и энергосистемах. Это была ключевая инвестиция, значительно большая, чем финансовая. Именно она позволила мне выполнить то, для чего обычно нужны целые R&D-отделы. Часть вещей приходилось учить "на ходу", потому что нестандартные проблемы требовали нестандартных решений. Именно это и сформировало уникальность.

За год я создал полностью рабочую систему — с проектированием электроники и силовых модулей, программным обеспечением, алгоритмами зарядки, балансировки и прогнозирования, с телеметрией, дистанционным управлением и логикой переключения источников. Еще год длился этап внедрения, тестирования и усовершенствований на реальных узлах, которые работали в условиях полных отключений электроэнергии. Именно полевые тесты позволили довести систему до состояния, которое я называю "рабочим идеалом". В итоге я создал технологию, которой не существовало на рынке и которая решала проблему, с которой не могли справиться существующие коммерческие решения.

— Что умеет система и какие задачи призвана выполнять? И если сравнивать с гибридными инверторами или BESS-системами — в чем разница, чего они "не умеют"?

— Гибридный инвертор или BESS — это фактически набор нескольких отдельных устройств. И имеющиеся на рынке решения не рассчитаны на условия украинской критической инфраструктуры. Они не имеют точного мониторинга, не адаптируются к различным химическим составам батарей и нестабильно работают в сетях с частыми провалами напряжения, когда оно "прыгает" десятки раз в день.

Моя система создана специально для таких сценариев. Это единственная интегрированная платформа, которая объединяет то, что в инверторах и BESS обычно разнесено на несколько блоков. Она сочетает гибкость инвертора, точность BMS и глубину телеметрии профессиональных энергосистем в одном компактном решении и обеспечивает стабильную работу там, где другие устройства отказываются работать.

Она обеспечивает:

• поддержку любых типов батарей: Li-ion, LiFePO₄, свинцово-кислотных (10–70 В);

• интеллектуальную зарядку до 30 А с контролем температуры, внутреннего сопротивления, SoC и SoH;

• защиты на уровне каждой ячейки: перенапряжение, недонапряжение, перегрев, дисбаланс;

• полную телеметрию, включая температуру, токи, частоты, энергопотребление и точный прогноз остаточного времени автономной работы (с учетом нагрузки, SoC, температуры и деградации ячеек);

• климат-контроль батарей (подогрев и охлаждение);

• адаптивную логику переключения AC — батарея — AC с гистерезисами и антидребезгом;

• полное дистанционное управление: WEB-интерфейс, API, Ethernet, Wi-Fi.

Условно говоря, инвертор — это как старое телефонное зарядное устройство, которое заряжает "как получится". Оно не видит, что с батареей внутри, и просто подает напряжение. Моя система — это как современная быстрая зарядка смартфона, но для батарей 48–60 В: она точно знает, когда можно ускорить заряд, когда нужно снизить ток, как защитить ячейки и как продлить их ресурс. Поэтому в реальных условиях батарея с моей системой "возвращается в работу" гораздо быстрее, что критически важно во время блэкаутов.

— В одном из интервью вы сказали, что предлагаете готовое решение по принципу "большой многофункциональный комбайн в маленькой коробке". Это красивое сравнение, но каковы размеры системы на самом деле? Или это, все-таки, только сравнение?

— Это не преувеличение. Система действительно очень компактная — всего 18 × 12 × 4 см. Несмотря на такой размер, она сочетает в себе функции сразу нескольких крупных устройств: зарядного блока, контроллера батарей, счетчика энергии, "умного" переключателя между сетью и батареей, системы охлаждения/подогрева и полной телеметрии. То есть это действительно "большой энергетический комбайн в маленькой коробке". По сути, карманный энергосервер, который может управлять всем питанием узла.

— Кому эта система может быть полезна? Мы подозреваем, что речь идет прежде всего о вашей, телекоммуникационной сфере… 

— Действительно, система создана в первую очередь для телекоммуникационной сферы — там, где любое отключение связи является критическим. Но ее возможности значительно шире. Благодаря быстрой зарядке, точному прогнозированию автономности и полной телеметрии система может быть полезна и в других сферах. В промышленности — для непрерывной работы производственных линий, где даже минутная остановка может дорого стоить. В ЖКХ — для домов, офисов и коммерческих помещений, которым требуется стабильное резервное питание. Технологическая инфраструктура — это датацентры, серверы, системы безопасности. И, конечно, транспорт и энергетика — благодаря возможности очень быстрой и контролируемой зарядки батарей.

Система дает два ключевых преимущества: во-первых, заряжает батареи значительно быстрее стандартных решений, а во-вторых, точно рассчитывает, сколько времени оборудование проработает без электричества с учетом нагрузки, температуры и состояния ячеек. Поэтому она будет полезна везде, где требуется надежное резервное питание и предсказуемость в сложных энергетических условиях.

— Ваша система уже работает в реальных сетях и, насколько нам известно, запатентована. Вышла ли она за рамки внутреннего использования, есть ли интерес у других провайдеров, разработчиков, представителей отрасли?

— Честно говоря, я этого совсем не ожидал. Я не создавал систему ни для рынка, ни для медиа — это было чисто практическое решение для наших узлов, которые отказывали во время блэкаутов. Даже не думал, что разработка займет так много времени, потому что в процессе создания добавлял себе задачи и тем самым усложнял себе жизнь. Но когда система уже заработала, то интерес со стороны коллег появился сам собой. Мне начали писать и звонить, просить поделиться опытом, алгоритмами, подходами. А патент только закрепил этот интерес.

— Вы издали книгу с довольно сложным и узкопрофильным названием — "Методы системной интеграции в разработке универсального устройства для управления аккумуляторными батареями", она уже есть на Amazon и Yakaboo. Как на нее отреагировало профессиональное сообщество? И вас не беспокоит, что кто-то повторит ваши разработки и станет конкурентом?

— Книга описывает мой системный подход к созданию универсального энергетического решения: методы интеграции, принципы построения энергосистем, алгоритмы управления и анализ типичных технических ошибок. Она издана на двух языках, украинском и английском, и уже включена в фонды более десяти национальных и научных библиотек Украины.

Кроме того, кафедра электромехатроники и компьютеризированных электромеханических систем "Львовской политехники" добавила эту книгу к учебным материалам и пригласила меня провести цикл гостевых лекций на ее основе. А что касается конкуренции — я об этом не волнуюсь. В книге я делюсь своим подходом, наблюдениями, но все уникальные алгоритмы и тонкие технические решения остаются внутри самой системы. Это тот опыт, который просто невозможно переписать из книги.

— И о планах на будущее: как собираетесь развивать проект и кого к нему привлекать?

— Как я уже говорил, система прошла реальные испытания и доведена до рабочего идеала. Следующий этап — масштабирование. Планирую запустить серийное производство, расширить внедрение от телекома до промышленных объектов и датацентров и выходить на международные рынки, где спрос на энергоустойчивые решения только растет.