Бесперебойная наука
Как исследования и лаборатории зависят от качества и надежности источников энергии.
Сегодня для многих стран мира научные исследования — одно из приоритетных направлений, и государственные инвестиции в науку растут с каждым годом. Согласно подсчетам Института статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ, внутренние затраты на исследования и разработки с 1995 по 2016 год в Китае выросли в 21,9 раза, в странах ОЭСР — в 1,9 раза. Россия не отстает от мирового тренда — за этот же период инвестиции в науку увеличились в 2,6 раза.
Растет и количество научных центров — только в Соединенных Штатах их насчитывается более 14 000. Появляются крупные межнациональные проекты. Так, например, в работе над Большим адронным коллайдером принимали участие более 10 000 физиков из сотни стран.
Каждый подобный проект — это огромные затраты, которые не всегда окупаются. Сюда входит и оплата первоклассных специалистов, и расходные материалы, и дорогостоящее оборудование. Но какими бы передовыми и прорывными ни были исследования и инновационным — оборудование, все это может в любой момент превратиться в груду бесполезного металла или испорченных образцов, если произойдет элементарный сбой в электрической сети. В отдельных случаях последствия могут быть даже катастрофическими. Для того чтобы свести подобные риски к нулю, сегодня в лабораториях и исследовательских центрах устанавливают источники бесперебойного питания (ИБП). Это отдельное устройство, которое состоит из аккумулятора и преобразователя постоянного тока в переменный, собранных в одном корпусе. При отключении основного источника питания сети будут защищены от помех, а мощность напряжения сохранится на определенное количество времени.
Приведем несколько примеров, когда при сбоях в электропитании что-то может пойти не так.
- Неточность исследования. Так, в молекулярной биологии при проведении полимеразной цепной реакции, которая необходима для установления отцовства или выявления новых генов, отключение приборов может негативно повлиять на исследование или даже сделать его бесполезным.
- Поломка оборудования. Из-за перебоев в сети возникают скачки напряжения, которые могут привести к поломке дорогостоящих приборов. ИБП моментально обнаруживает электрическую проблему, переключается на питание переменного тока, которое генерируется батареей. Таким образом, каждому электрическому устройству он обеспечивает высокий уровень защиты от поломки.
- Опасность для персонала. В микробиологии при работе с опасными патогенами в специальных стерильных шкафах (ламинар-боксах) перебои в подаче энергии поставят жизнь исследователей под угрозу. Дело в том, что в случае отключения электричества в боксе перестанет функционировать воздушный фильтр, позволяющий без риска для жизни работать с вредными микроорганизмами. То есть, если при изучении патогенов прервется подача электричества, ученый может заразиться.
- Нарушение работы холодильных установок. При биологических исследованиях микроорганизмы, бактерии, вирусы требуют определенных условий хранения. В том числе им нужен специальный температурный режим. В случае сбоя в электропитании температура в холодильном оборудовании может повыситься. Если проблему быстро не решить, то микроорганизмы в течение двух-трех часов погибнут.
- Потеря данных. Самый серьезный вопрос для любых проектов, а особенно для научных, — сохранность полученной информации. Кратковременные нарушения в подаче электричества могут привести к остановке процедур записи компьютера и к его перезагрузке. ИБП позволяет избежать моментального выключения и дает возможность сохранить данные.
Как именно это работает?
Одним из примеров успешного внедрения ИБП в работу научных центров — Научно-исследовательский институт детских инфекций Федерального медико-биологического агентства в Санкт-Петербурге. В рамках последней реконструкции института были введены в эксплуатацию системы бесперебойного питания для магнитно-резонансных и компьютерных томографов, систем видеонаблюдения, охранно-пожарной сигнализации, освещения и системы дымоудаления.
Немецкая испытательная лаборатория уплотнительных колец Richter ввела в эксплуатацию ИБП для всего испытательного оборудования и 70 собственных хранилищ. Теперь их оборудование работает около трех часов после блэкаута — этого достаточно, чтобы завершить начатое исследование и сохранить нужную информацию. С этой техникой лаборатория стремится повысить воспроизводимость, безопасность и достоверность своих испытаний.
Российское подразделение GSK Biomed внедрило усовершенствованные ИБП в апреле 2016 года. Они необходимы для стабильного производства вакцин против гепатита А при очень нестабильных параметрах. Таким образом, крупнейшая фармацевтическая компания зарезервировала работу критически важного оборудования в случае проблем с электроэнергией.
Компания Hematology Oncology Consultants обнаружила серьезную проблему. Несмотря на наличие высококачественного оборудования для химиотерапии, в случае отключения энергии компания может потерять препараты на сотни тысяч долларов. Лекарства могут испортиться из-за несоблюдения температурного режима. Если блэкаут произошел в рабочее время, уровень риска не так высок — сотрудники перенесут лекарства в мобильное холодильное хранилище. Но если перебой случится, когда на месте никого нет, охлажденные жизненно важные препараты, которые требовались пациентам с онкологическими заболеваниями, придут в негодность. Решением проблемы стала установка ИБП.
Другим примером успешного использования ИБП является Космический центр Маршалла NASA в Хантсвилле, США. Там проводятся масс-спектрометрические испытания на Луне, метеоритах и планетах, которые потребляют большое количество энергии, сильно нагружая сеть. Чтобы обеспечить стабильную работу лаборатории и отдельных приборов, ученые установили ИБП. Такие же ИБП используются в лаборатории физики Солнца, которая ставит эксперименты по зондированию ракет.
Наука — прорывная высокотехнологичная отрасль. При этом такие, казалось бы, бытовые проблемы, как перебои с электропитанием, не только мешают работе, но и могут повлечь за собой серьезные последствия для любой лаборатории или научного центра. У таких вопросов уже давно есть решение — нужно просто грамотно выстроить электротехническую инфраструктуру, которая позволит минимизировать риски. Главная задача — обеспечить такой инфраструктурой все важные научные объекты.
Автор: Анастасия Киселева, директор по маркетингу компании Delta Electronics в России и СНГ