Istnieje wiele powodów, dla których niezawodne zasilanie jest tak istotne w przemyśle. Jako przykład weźmy sektor spożywczy i napojowy – tutaj nawet chwilowe przerwy w dostawach energii mogą zatrzymać produkcję i spowodować istotne straty. Podobnie jest w obszarze chemicznym i petrochemicznym, gdzie stabilność zasilania warunkuje ciągłość procesów produkcyjnych, a także ich jakość oraz opłacalność ekonomiczną. Niezawodne zasilanie jest również kluczowe dla zapewnienia bezpieczeństwa personelu, dla produkcji w branżach dyskretnych oraz w przypadku wielu sektorów gospodarki poza samym przemysłem.
Chociaż częstotliwość awarii sieci energetycznych stopniowo zmniejsza się, rośnie liczba urządzeń wymagających podtrzymania zasilania i dostarczania energii o odpowiedniej jakości. W efekcie branża zasilania rozwija się dynamicznie, obejmując zarówno duże systemy, jak i mniejsze urządzenia czy układy sterujące. W ich przypadku istotne są zarówno niezawodność, jak też parametry jakościowe i efektywnościowe.
Kluczowe branże rynku
Zastosowania omawianych urządzeń i układów zostały przedstawione zbiorczo na rys. 1. Tradycyjnie dominują tu trzy kluczowe branże: przemysł, energetyka oraz sektor IT czy telekomunikacyjny. Profesjonalne zasilacze małogabarytowe są najczęściej stosowane w pierwszej z nich, co potwierdza 86% respondentów. Jeżeli chodzi o systemy zasilania gwarantowanego, to w badaniu wskazano ich aplikacje przede wszystkim w przemyśle oraz sektorze IT – w obydwu przypadkach z wynikiem 82%. Dalsze kluczowe sektory to m.in. branża transportowa (pojazdy szynowe), medyczna oraz laboratoryjna. W tych obszarach stosowane są bardziej specjalistyczne, często też droższe zasilacze. Podobnie wygląda sytuacja w niszowych sektorach: wojskowym i aplikacji specjalnych, gdzie kluczową rolę odgrywają parametry odpornościowe oraz niezawodnościowe.
Analizując rynek zasilaczy i UPS-ów pod kątem zakresu działalności odbiorców, można zauważyć, że dominującą grupą są tu klienci końcowi oraz integratorzy systemów, czyli firmy odpowiedzialne za tworzenie, wdrażanie i uruchamianie systemów. W przypadku zasilaczy małogabarytowych szczególną rolę odgrywają producenci OEM, czyli wytwórcy maszyn i urządzeń – nie tylko przemysłowych. Jak przedstawiono na rys. 2, aż 74% odbiorców zasilaczy to właśnie firmy OEM. Ich liczba jednocześnie wzrosła w porównaniu do badań sprzed dwóch lat. Istotną grupą odbiorców są również dystrybutorzy stanowiący pośredników w sprzedaży – w przypadku UPS-ów aż 67% rynku obejmują właśnie dostawy realizowane przez tego typu przedsiębiorstwa. W dalszej części przedstawiamy bardziej szczegółowe omówienie tych zagadnień.
Zasilacze małogabarytowe i buforowe
Zasilacze małogabarytowe o niewielkich mocach to urządzenia stosowane w szeregu aplikacji w przemyśle i poza nim. Zgodnie z wynikami tegorocznego badania, co przedstawiono na rys. 3, dostawcy przemysłowi najczęściej sprzedają zasilacze AC/DC do montażu na szynie DIN – wskazało je 75% respondentów. Na drugim miejscu uplasowały się zasilacze modułowe AC/DC z wynikiem 74%. Obydwa typy urządzeń są powszechnie stosowane w szafach elektrycznych, systemach automatyki oraz instalacjach elektroenergetycznych. Przetwornice DC/DC, które pełnią rolę konwerterów napięcia, są według naszych respondentów sprzedawane w 63% przypadków. Zasilacze typu open frame, wykorzystywane głównie w maszynach i urządzeniach, zajęły piąte miejsce z wynikiem 39%, zaś zasilacze buforowe – charakteryzujące się niewielką mocą i używane głównie do podtrzymywania zasilania w systemach sterowania – to 45% wskazań.
Warto zwrócić uwagę na coraz większe znaczenie zasilaczy buforowych. Służą one do zapewniania ciągłości zasilania dla urządzeń małej mocy, takich jak układy sterowania, systemy automatyki budynkowej, telekomunikacyjne oraz telemetryczne, a także rozproszone systemy pomiarowe, monitoringu i kontroli dostępu. Urządzenia te zasilane są niskimi napięciami stałymi i cechują się relatywnie niskim poborem energii, co czyni je coraz powszechniejszymi w instalacjach o rozbudowanej strukturze.
UPS-y i systemy zasilania gwarantowanego
Kluczowymi elementami większych systemów zasilania gwarantowanego czy też systemów zasilania potrzeb własnych są zasilacze UPS (Uninterruptible Power Supply). Zależnie od typu mogą one współpracować z odbiornikami prądu jedno- lub trójfazowego, zarówno przemiennego, jak i stałego, oraz być zasilane z napięć AC lub DC.
Na rynku dostępne są UPS-y o różnych architekturach, co umożliwia dopasowanie urządzeń do określonych wymagań aplikacji. Przykładowo, gdy niezbędne jest zapewnienie nieprzerwanych dostaw energii o odpowiednich parametrach, najlepszym rozwiązaniem prawdopodobnie będzie UPS działający w trybie true on-line (z podwójną konwersją), który zapewnia zasilanie wysokiej jakości, eliminując zaburzenia elektromagnetyczne i harmoniczne. W przypadku awarii sieci urządzenie bezprzerwowo przełącza się na pracę bateryjną. Z kolei w aplikacjach o mniejszych wymaganiach można stosować tańsze rozwiązania pracujące w trybie offline, w tym urządzenia z interaktywną linią sieciową.
Warto wskazać też różnice pomiędzy systemami UPS przeznaczonymi do zastosowań przemysłowych, a tymi używanymi w teleinformatyce. Obydwa typy to zazwyczaj urządzenia o średnich lub dużych mocach (sięgających kilkaset kVA), jednak UPS-y przemysłowe są projektowane przede wszystkim do współpracy z odbiornikami indukcyjnymi – takimi jak silniki elektryczne, które w momencie rozruchu pobierają energię o znacznej wartości. Z tych również powodów wersje przemysłowe muszą być zdolne do zapewniania wysokich prądów zwarciowych, co pozwala na bezpieczną pracę instalacji.
Systemy zasilania gwarantowanego składają się także z innych elementów, takich jak sterowniki, układy pomiarowe, komunikacyjne oraz przełączniki. Wśród nich wyróżnić można układy SZR (samoczynnego załączania rezerwy zasilania) oparte na stycznikach mocy oraz szybkie łączniki bezstykowe typu static switch. Integralną częścią systemów UPS są również baterie akumulatorowe, w których najczęściej stosowane są wersje kwasowo-ołowiowe. Większe systemy mogą też być wyposażane w agregaty prądotwórcze.
W układach zasilania AC, nie tylko gwarantowanego, powszechnie stosowane są również urządzenia zapewniające odpowiednią jakość napięcia, takie jak kompensatory mocy biernej oraz filtry aktywne, które redukują harmoniczne prądu i kompensują jego odkształcenia, szczególnie w przypadku odbiorników o nieliniowej charakterystyce prądowo-napięciowej. Dodajmy, że zasilacze bezprzerwowe mogą również występować w wersji prądu stałego (UPS-DC). Dzięki pominięciu konwersji DC/AC ich konstrukcja jest uproszczona, a efektywność pracy zwiększona.
Na koniec warto zauważyć, że o ile powyżej opisane zostały najważniejsze komponenty systemów zasilania bezprzerwowego, o tyle z punktu widzenia użytkowników kluczowymi ich parametrami są: napięcia zasilania, moc, czas podtrzymania oraz poziom zabezpieczeń, a nie sam dobór poszczególnych elementów. Za to ostatnie odpowiada dostawca systemu.
Fumio Adam Okazaki
|
Jakie są oczekiwania klientów?
W tegorocznym badaniu preferencji zakupowych cena, parametry techniczne oraz jakość urządzeń były kluczowymi kryteriami wyboru zasilaczy i UPS-ów (rys. 4). Aż 73% respondentów wskazało cenę jako najważniejszy czynnik przy doborze zasilaczy, podczas gdy w przypadku UPS-ów dominowały parametry techniczne – wybrało je 67% odpowiadających.
W porównaniu do wyników poprzednich badań, widać wzrost znaczenia jakości, szczególnie w segmencie zasilaczy, gdzie 56% respondentów uznało ją za kluczową. Równocześnie marka producenta, długoletnia współpraca z dostawcą oraz dostępność produktów, choć pozostają istotnymi kryteriami, mają obecnie mniejsze znaczenie. Zarówno klienci końcowi, jak też integratorzy systemów oczekują niezawodnych, funkcjonalnych i atrakcyjnych cenowo rozwiązań – i to ma największy wpływ na ich decyzje zakupowe.
Nowości w zasilaczach i systemach zasilania gwarantowanego
Ewolucja technologiczna zasilaczy i omawianych systemów jest od lat powiązana przede wszystkim z rozwojem elektroniki. Dzięki niemu w branży standardem stały się zasilacze impulsowe, które zastąpiły starsze wersje liniowe bazujące na transformatorach sieciowych. Charakteryzują się one nie tylko wyższą sprawnością, ale też mniejszymi wymaganiami co do chłodzenia i kompaktowymi wymiarami. W tegorocznej ankiecie respondenci wskazywali następujące kluczowe trendy w domenie zasilaczy małogabarytowych:
- Gęstość mocy – urządzenia są coraz bardziej kompaktowe przy jednoczesnym zwiększeniu mocy wyjściowej;
- Miniaturyzacja – tworzone są coraz bardziej kompaktowe urządzenia, które zajmują mniej miejsca np. w szafach elektrycznych;
- Komunikacja z systemami sterowania i IoT – rosną możliwości integracji z systemami nadrzędnymi oraz zdalnego zarządzania;
- Technologia GaN (azotek galu) – zastosowanie nowych materiałów pozwala na zwiększenie sprawności oraz miniaturyzację urządzeń;
- Zintegrowane zabezpieczenia elektroniczne – wbudowane funkcje ochronne zapewniają bezpieczeństwo pracy urządzeń;
- Nowe topologie rezonansowe i prostowniki synchroniczne – innowacyjne rozwiązania konstrukcyjne zwiększają wydajność zasilaczy i zmniejszają zużycie energii;
- Zdalne zarządzanie – użytkownicy coraz częściej oczekują możliwości monitorowania i sterowania urządzeniami na odległość.
| Co zmienia rynek? Zestawienie wskazań respondentów | |
| Zasilacze małogabarytowe | |
| Czynniki prorozwojowe | Czynniki regresywne |
|
|
| UPS-y i systemy zasilania gwarantowanego | |
| Czynniki prorozwojowe | Czynniki regresywne |
|
|
Dodatkowo w odpowiedziach ankietowych zwrócono uwagę na rosnące znaczenie przetwornic wysokonapięciowych oraz szeroki zakres napięć wejściowych nowoczesnych zasilaczy.
Rozwój technologii w zakresie UPS-ów i systemów zasilania gwarantowanego koncentruje się przede wszystkim na rozbudowie funkcji sterujących, komunikacyjnych oraz zarządzaniu pracą akumulatorów. Respondenci tegorocznej ankiety wskazali tu kilka kluczowych trendów:
- Komunikacja – popularyzacja wykorzystania protokołów takich jak Modbus czy Ethernet w celu monitorowania i zarządzania systemami zasilania; zdalna administracja systemami UPS jest coraz bardziej powszechna;
- Akumulatory litowo-jonowe (Li-Ion) – pojawiają się coraz częściej w aplikacjach zasilania gwarantowanego, co prowadzi do poprawy wydajności systemów zasilania, a także umożliwia lepsze zarządzanie ładowaniem oraz nadzór nad stanem baterii;
- Wysoka sprawność i poprawa współczynnika mocy – współczynnik cos φ = 1 oraz wysoka "czystości" sinusoidy napięcia wyjściowego to kluczowe aspekty poprawy jakości zasilania;
- Gęstość mocy – systemy z UPS są coraz bardziej kompaktowe, jednocześnie zapewniając rosnącą moc w stosunku do ich rozmiarów;
- Kolorowe wyświetlacze z możliwością programowania parametrów – ułatwiają zarządzanie systemami zasilania oraz konfigurację parametrów;
- Zaawansowane funkcje redukujące koszty operacyjne – np. poprzez lepsze zarządzanie pracą systemów, są coraz bardziej pożądane przez użytkowników;
- Wydajniejsze ogniwa – nowe technologie w zakresie ogniw poprawiają ich trwałość oraz efektywność energetyczną systemów.
Uzyskane wskazania korespondują z długoterminowymi trendami wzrostu wymagań użytkowników w zakresie niezawodności zasilania oraz świadomości kosztów potencjalnych strat wynikających z przerw w dostawach energii. Zainteresowanie zasilaniem bezprzerwowym rośnie, szczególnie w kontekście negatywnych doświadczeń związanych z przerwami w dostawach prądu w efekcie anomalii pogodowych, choćby takich jak te w ostatnich tygodniach na południu Polski.
Sytuacja na rynkach
Koniunktura na obydwu rynkach – zasilaczy i UPS-ów – jest przez większość respondentów postrzegana jako korzystna (rys. 5). W przypadku zasilaczy 67% badanych oceniło sytuację jako dobrą, 13% uznało, że jest bardzo dobra. W przypadku drugiego z sektorów było podobnie, bowiem w sumie 69% respondentów oceniło rzeczywistość rynkową pozytywnie. Jednocześnie tym razem pojawił się spory odsetek wskazań "zła" – odpowiednio 21% i 31%. W efekcie obydwa wyniki są gorsze niż w statystykach sprzed dwóch lat i zbliżone do szacunków z 2020 roku, kiedy mieliśmy pandemię. Porównując je do danych uzyskiwanych w badaniach redakcyjnych innych obszarów branży, można stwierdzić, że na omawianych rynkach jest dzisiaj średnio lub co najwyżej umiarkowanie dobrze.
Na rys. 6 przedstawiono statystykę dotyczącą możliwych zmian koniunktury. W przypadku UPS-ów niemal połowa respondentów (44%) przyznała, że sytuacja poprawia się, natomiast 31% sygnalizowało jej regres. Z kolei w przypadku zasilaczy małogabarytowych 63% badanych oceniło, że klimat pozostaje bez zmian, a 21% wskazywało jego poprawę. Zdaniem reszty osób koniunktura słabnie. W efekcie przedstawione dane nie pozwalają na stwierdzenie, że problemy przeminęły i będzie dobrze. Jesteśmy raczej na etapie spowolnienia i pozostaje jeszcze poczekać na wzrosty rynków.
Pomimo powyższego obydwa omawiane sektory są niezmiennie branżami o sporej wartości. W 2020 roku respondenci szacowali wielkość rynku zasilaczy w przedziale od 90 do 200 mln zł rocznie, zaś UPS-ów – od 50 do 200 mln zł. Z kolei w badaniu z 2022 roku dla każdego z sektorów potwierdzone zostały wskazania na poziomie 200 mln zł. Dzisiaj, pod koniec 2024 roku respondenci szacowali wartość rynku zasilaczy w przedziale od 30 do 400 mln zł przy średniej wynoszącej 198 mln zł. W przypadku UPS-ów, były to głównie wartości z przedziału od 50 do 800 mln zł ze średnią 262 mln zł rocznie.
Popularne marki…
W krajowej branży profesjonalnych zasilaczy małogabarytowych działa wielu dostawców, jednak pod względem popularności marek cały czas dominują te z Dalekiego Wschodu. Najbardziej rozpoznawalną firmą jest Mean Well, kolejne popularne marki to m.in. Delta Electronics oraz Omron Electronics (patrz rys. 7). Wśród firm z Europy Zachodniej najczęściej wymienianymi producentami byli: Phoenix Contact, Siemens i Weidmüller. Zmiany w porównaniu do poprzednich lat są minimalne, bez większego wpływu na listę liderów zestawienia.
Jeżeli chodzi o lokalny rynek urządzeń UPS oraz systemów zasilania gwarantowanego, to jest on zdominowany przez producentów zachodnich. Liderem rankingu popularności jest APC (marka należąca do Schneider Electric), drugie miejsce zajął Eaton, dalej znalazły się m.in. Phoenix Contact, Socomec oraz Delta Electronics (patrz rys. 8). Warto zauważyć, że popularność poszczególnych firm może istotnie różnić się w zależności od branży końcowej (np. przemysł, sektor teleinformatyczny, itd.).
…i dostawcy urządzeń
Rynek produkcji i dystrybucji zasilaczy małogabarytowych w Polsce charakteryzuje się dużą różnorodnością podmiotów na nim działających. Są tu zarówno specjalistyczni dystrybutorzy automatyki, tacy jak Astat, Elmark Automatyka, Micros czy MPL Power Elektro, jak też jej producenci – choćby wymienieni wcześniej Phoenix Contact, Siemens oraz Weidmüller. Zasilacze to również oferta licznych dystrybutorów katalogowych, których przykładami są: TME, Farnell, RS Components, Conrad Electronic oraz DigiKey. Na rynku są ponadto obecni producenci krajowi, w tym m.in. Imcon-Intec, Merawex, Polwat i Pulsar. W omawianej branży działają wreszcie przedsiębiorstwa specjalizujące się w dostarczaniu produktów elektronicznych czy przykładowo oświetleniowych, które nie są bezpośrednio związane z przemysłem.
Dostawcy zasilaczy buforowych i UPS-ów o mniejszych mocach, w tym UPS-DC, również tworzą szerokie spektrum firm – od producentów zagranicznych do różnorodnych dystrybutorów i integratorów systemów. W przypadku urządzeń średnich i dużych mocy rynek ma bardziej specjalistyczny charakter i jest zdominowany przez przedsiębiorstwa oferujące kompletne systemy, w tym tworzone pod potrzeby klientów. Na leżą do nich m.in. APC (Schneider Electric), Eaton, Socomec, Medcom, Ever, a także Delta Energy Systems. Rynek uzupełniają specjalizowani dostawcy akumulatorów i ich pakietów – przykładowo Dacpol oraz Wamtechnik.
Dodajmy, że sektory zasilaczy i systemów zasilania gwarantowanego były zawsze wysoce konkurencyjne, zaś napływ producentów z Dalekiego Wschodu dodatkowo to wzmocnił. Obecnie jedynie co czwarty ankietowany ocenił, że konkurencja na omawianych rynkach jest standardowa, porównywalna z innymi branżami przemysłu. Większość osób (67% w przypadku zasilaczy i 75% w przypadku UPS-ów) stwierdziła, że rywalizacja jest tu silna (rys. 9). Są to wyniki podobne do rezultatów badań przeprowadzonych przez redakcję w poprzednich latach.
Perspektywy dla branż
Raport zamykamy tradycyjnym spojrzeniem w przyszłość, analizując perspektywy rynku krajowego. Głównymi odbiorcami mniejszych zasilaczy do zastosowań profesjonalnych powinny pozostać, zgodnie ze wskazaniami respondentów, przemysł oraz energetyka, które dominują w tym sektorze. Na trzecim miejscu uplasowały się ex aequo transport, w szczególności szynowy, oraz zastosowania teleinformatyczne.
Nieco inaczej niż dla zasilaczy, w przypadku rynku UPS-ów oraz systemów zasilania gwarantowanego głównymi odbiorcami będą po równo: przemysł, energetyka i branża IT/telekomunikacyjna. Istotnym, choć niszowym odbiorcą, będzie także sektor medyczny, gdzie systemy zasilania gwarantowanego stosowane są w urządzeniach o krytycznym znaczeniu dla zdrowia i bezpieczeństwa.
Perspektywiczne zastosowania przedstawiono zbiorczo na rys. 10 i polecamy przyjrzenie się tej ilustracji, bowiem zawiera ona również wskazania wielu innych branż i aplikacji. Jednocześnie dodajmy, że perspektywy dla rozwoju rynków są zależne od poziomu inwestycji (modernizacje i nowe projekty) oraz naturalnie przyszłej sytuacji gospodarczej.
Zbigniew Piątek
Źródłem wszystkich danych przedstawionych w tabelach oraz na wykresach są wyniki uzyskane w badaniu ankietowym przeprowadzonym wśród krajowych firm dostarczających zasilacze, UPS-y, akumulatory i agregaty
