USV-Serie, Teil 2: Basics & More
USV-Batterien - richtige Wahl und richtiges Handling
Der erste Teil der dreiteiligen Serie „USV – Basics & More“ befasste sich mit der Bestimmung des bedarfsgerechten USV-Typs: Wann sollten Offline-, wann Line-Interactive- und wann Online-USVs eingesetzt werden? In Teil zwei geht es jetzt um die USV-Batterien. Welcher Batterietyp wird überhaupt in USV-Systemen eingesetzt? Und wie sieht ein optimales Batterie-Management aus?
Anlagen zur unterbrechungsfreien Stromversorgung stellen einen Batteriepuffer bereit, der bei Stromausfall oder Netzschwankungen die Versorgung elektrischer Verbraucher sicherstellt. Dieser Batteriepuffer wird im allgemeinen so dimensioniert, dass er das angeschlossene Equipment etwa fünf bis zwanzig Minuten lang mit Strom versorgen kann; in manchen Fällen werden auch deutlich längere Stützzeiten realisiert. Dadurch wird ein Spielraum gewonnen, der es ermöglicht, den Betrieb von Geräten und Maschinen entweder aufrechtzuerhalten oder diese auf fachgerechte Weise vom Netz zu nehmen. So lassen sich beispielsweise Server und Workstations auch bei einem Stromausfall ordnungsgemäß herunterfahren. Datenverlusten oder Systeminkonsistenzen wird dadurch effektiv vorgebeugt.
VRLAs als klassische Batterielösung
Doch welche Batterietypen eignen sich eigentlich für USV-Anlagen? Die klassische Lösung stellen ventilregulierte Blei-Akkumulatoren (VRLA) dar, die oft auch als gekapselte Batterien bezeichnet werden. Dieser Name geht auf das abgedichtete Polypropylengehäuse der VRLAs zurück, das in Verbindung mit einem eingedickten Elektrolyt-Gel ein Auslaufen oder Überschwappen der Batterieflüssigkeit verhindert.
Neben diesen klassischen VRLA-Batterien kommen zuweilen auch sogenannte VRLA-AGM-Batterien (AGM = Absorbent-Glass-Mat) zum Einsatz, bei denen das schwefelsäurehaltige Elektrolyt in einem Glasfaser-Vlies gebunden wird. Da diese Technologie den Verlust selbst kleinster Tropfmengen verhindert, ist die Position von VRLA-AGM-Batterien prinzipiell frei wählbar, was für mehr Flexibilität in Konstruktion und Platzierung einer USV-Anlage sorgt. Da in VRLA-AGM-Batterien überdies dünnere Bleiplatten verbaut sind als in klassischen VRLA-Batterien, weisen sie einen geringeren Innenwiderstand auf. Das hat den Vorteil, dass sie zum einen schneller geladen werden können und zum anderen größere Entladungsströme zur Verfügung stellen. VRLA-AGM-Batterien eignen sich deshalb insbesondere für Verbraucher mit sehr hohem Strombedarf. Um die optimale Batterielösung zur Absicherung solcher Verbraucher zu finden, müssen allerdings auch noch andere Faktoren berücksichtigt werden, wie zum Beispiel der Peukert-Effekt (siehe Infokasten).
Nach Eurobat-Norm unterscheidet man grundsätzlich zwischen vier Kategorien von VRLAs: Standard Commercial, General Purpose, High Performance und Long Life. In USV-Anlagen kommen allerdings hauptsächlich Batterien der Klassifizierungsstufen Standard Commercial und High Performance zum Einsatz; sie werden auch als 5- bzw. 10-Jahres-Batterien bezeichnet. Für die Sicherungsansprüche von PC’s und TK-Anlagen in Büroumgebungen genügen im allgemeinen 5-Jahres-Batterien. Geht es um den Schutz empfindlicherer IT-Systeme, empfiehlt sich der Rückgriff auf 10-Jahres-Batterien, da diese durch höhere Sicherheitsstandards gekennzeichnet sind. Für die Absicherung besonders sensibler Bereiche werden in Einzelfällen darüber hinaus auch Long Life Batterien mit einer Lebenserwartung von über 12 Jahren eingesetzt.
Regelmäßige Wartung unabdingbar
Für Bleiakkumulatoren jedes Typs ist es charakteristisch, dass infolge elektro-chemischer Prozesse während des Entladevorgangs an der positiven Elektrode Sauerstoff und an der negativen Elektrode Wasserstoff entsteht. Diese Gase werden bei herkömmlichen, nicht ventilregulierten Bleibatterien an die Umgebung abgegeben und verdampfen. Bei VRLAs hingegen verbleiben Sauer- und Wasserstoff innerhalb des Batteriegehäuses und reagieren bei Wiederaufladung der Batterie zu Wasser. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, Flüssigkeit nachzufüllen, was ventilregulierten Bleiakkumulatoren die Bezeichnung „wartungsfreie Batterien“ eingetragen hat. Doch diese Bezeichnung täuscht. Denn auch bei den angeblich wartungsfreien VRLAs treten Korrosionsschäden auf oder können sich Verbindungselemente am Batteriestrang lockern. Eine sorgfältige Kontrolle und Wartung der Batterien ist deshalb trotz der anderslautenden Bezeichnung Pflicht.
- USV-Batterien - richtige Wahl und richtiges Handling
- Umgebungstemperatur als entscheidender Leistungsfaktor
- Intelligente Ladetechniken verlangsamen Korrosionsprozess
- Austausch: 80 Prozent der ursprünglichen Kapazität als Grenzwert // Infokasten
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