USV-Serie, Teil 1: Basics & More
USV-Typen und ihre Einsatzbereiche
Systeme zur unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) bieten sicheren Schutz vor Blackouts und Netzschwankungen. Auf ihren Einsatz zu verzichten, kann sich heute fast kein Unternehmen mehr leisten. Die dreiteilige Serie „USV – Basics & More“ liefert vertieftes Grundlagenwissen für alle, die eine bedarfsoptimierte USV-Lösung suchen. Thema aktuell: die einzelnen USV-Typen und ihre Einsatzbereiche.
Sich auf Lücken in der Stromversorgung einzustellen, ist für Unternehmen heute unerlässlich. Seit Beginn der Energiewende hat die Qualität des deutschen Stromnetzes deutlich nachgelassen – eine Entwicklung, die sich unter anderem auf Versäumnisse beim Ausbau von Netz- und Speicherkapazitäten zurückführen lässt. Rund 179.000 Versorgungsunterbrechungen von mehr als drei Minuten Dauer registrierte die Bundesnetzagentur im Jahr 2013; mindestens ebenso hoch ist nach Angaben von Industrie und Energieversorgern die Anzahl kürzerer Ausfälle, so genannter Mini-Blackouts. Hinzu kommen Unter- und Überspannungsphasen, die vor allem durch die schwankende Einspeisung „grünen“ Stroms aus regenerativen Energiequellen verursacht werden.
Diese defizitäre Versorgungslage stellt vor allem für IT-Infrastrukturen eine ernstzunehmende Bedrohung dar: Rechner und Server stürzen bereits bei Versorgungsunterbrechungen von wenigen Sekunden ab, Überspannungen können irreparable Schäden anrichten. Die Folgen sind zuweilen fatal: Industrieanlagen, Kliniken und Verwaltungseinrichtungen werden bei Ausfall ihres IT-Equipments weitgehend lahmgelegt, von Rechenzentren ganz zu schweigen.
USV-Systeme schützen vor Blackouts und Netzschwankungen
Da diese kritische Versorgungslage auf Jahre hinaus Bestand haben wird, setzen immer mehr Unternehmen auf Systeme zur unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV). Solche Systeme stellen einen Batteriepuffer bereit, mit dessen Hilfe sich Ausfallzeiten, aber auch Phasen schlechter Netzqualität überbrücken lassen. Der maximale Überbrückungszeitraum hängt von der Auslegung des Batteriepuffers ab und reicht je nach Batteriekapazität von wenigen Minuten bis zu mehreren Stunden. Die gewonnene Stützzeit lässt sich für ununterbrochenen Betrieb oder – bei längeren Unterbrechungen – für eine fachgerechte Abschaltung von Maschinen und Geräten nutzen. Intelligente USV-Steuerungen ermöglichen entsprechende Voreinstellungen und leiten dann zum Beispiel den rechtzeitigen Shutdown von Datenbank-Servern oder Industrie-PCs ein. Darüber hinaus überwacht die Steuerungssoftware kritische Informationen wie Batterieladestand oder aktuelle Auslastung und bietet zudem geschützten Fernzugriff auf alle Messwerte, Parameter und Systemeinstellungen.
USV-Anlagen stehen heute in verschiedensten Bauformen zur Verfügung, sodass grundsätzlich für jeden Bedarf die passende Lösung gefunden werden kann. Modelle für 19-Zoll-Serverschränke sind ebenso erhältlich wie Tisch- und Wandgeräte oder Standalone-Modelle im Tower-Format (sieh Bild ). Selbst für maritime oder erdbebengefährdete Umgebungen sind spezielle, erschütterungsunempfindliche USV-Systeme entwickelt worden. Die optimale Lösung ausfindig zu machen, ist indessen eine anspruchsvolle Aufgabe, bei der zahlreiche Parameter berücksichtigt werden müssen. Neben dem Einsatzgebiet spielen dabei Typus und Empfindlichkeitsgrad der angeschlossenen Geräte sowie nicht zuletzt die Versorgungsqualität am jeweiligen Standort eine wichtige Rolle. Darüber hinaus ist aufgrund der stetig steigenden Strompreise mittlerweile auch die Energieeffizienz der USV-Anlage ein entscheidender Faktor. Erst nach sorgfältiger Abwägung dieser Punkte lässt sich der passende USV-Typ sicher bestimmen.
Erstes Auswahlkriterium ist prinzipiell die anliegende Netzspannung. In gewöhnlichen Arbeitsumgebungen wie zum Beispiel Büros sind sämtliche Geräte an klassische Haushalts-Steckdosen angeschlossen, die 220 bis 230 V Einphasen-Wechselstrom liefern. Maschinen in industriellen Großanlagen und Produktionsstätten hingegen werden oft mit 400 V Dreiphasen-Wechselstrom – dem so genannten Stark- oder Drehstrom – betrieben. Für beide Anforderungen existieren USV-Systeme, welche die jeweilige Netzspannung zuverlässig liefern. Zudem gibt es USV-Anlagen, die eine anliegende 400 V Netzspannung in eine Ausgangsspannung von 230 V verwandeln. Diese zentralen USV-Systeme sind speziell für Rechenzentren interessant, wo Rechner und Server zwar mit 230 V betrieben werden, aber häufig eine 400 V Eingangsspannung anliegt.
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