Energie nicht verbraten

Weniger ist mehr

Jedes Element im Spannungspfad der USV verursacht Verluste. An einigen Komponenten wie den Wechselrichtern führt, zumindest bislang, kein Weg vorbei. Für eine gute Verträglichkeit mit der Versorgungsquelle sollte der Eingangs-Powerfaktor nahe 1 liegen. Dies lässt sich durch Powerfaktor-Korrektur im USV-Eingang oder durch den Einsatz von so genannten IGBTs (Insulated-Gate-Bipolar-Transistor) im USV-Gleichrichter erreichen. Die Weiterentwicklung in der Leistungselektronik erlaubt es heute, den IGBT-Wechselrichter ohne Ausgangstransformator zu betreiben. Die Qualität der Ausgangsspannungskurven wird dabei nicht verschlechtert, aber die hohen Verluste im Wechselrichtertransformator fallen weg, was zu einem deutlich verbesserten Wirkungsgrad von mindestens 95 Prozent und mehr führt.

Eine USV-Kenngröße, die ebenfalls Einfluss auf den Wirkungsgrad hat, ist der Spannungsbereich, in dem der Gleichrichter den Wechselrichter mit Energie versorgen kann, ohne auf Batteriebetrieb umschalten zu müssen. Wird dieser großzügiger ausgelegt, dann ist vielleicht der USV-Wirkungsgrad im Normalbetrieb niedriger. Aber da die Batterie seltener entladen und geladen werden muss, könnte die Gesamt-Energiebilanz auf Dauer günstiger sein. Der Gleichrichter wird meist auch bei der Ladung der Batterie beansprucht. Er sollte deshalb optimal an die angeschlossene Zahl und Kapazität der Akkus angepasst sein, um Verluste durch Über- oder Unterdimensionierung zu vermeiden.
Ein weiterer Trend zeigt sich bei der Art des Systemaufbaus. Herkömmliche USV-Anlagen waren monolithisch, das heißt als Einzelblock, konstruiert. Eine Anlage versorgte das komplette Rechenzentrum mit Strom. Um für die notwendige Redundanz zu sorgen, musste der Betreiber im Prinzip zwei identische Anlagen aufstellen. Beide laufen, auch wenn im Normalfall nur eine tatsächlich benötigt wird. Das hat Auswirkungen auf den Wirkungsgrad, der in der Regel nur nahe der Volllast optimal ist. Weil beide monolithischen USVs in einem Bereich um die 50 Prozent Auslastung arbeiten, liegt der Wirkungsgrad am unteren Limit. Zusätzlich schlägt der Stromverbrauch der Reserve-USV voll auf die Energiebilanz durch. Noch negativer wirkt sich die zusätzlich aufzuwendende Kühlleistung aus. Jedes Kilowatt Verlustwärme muss abgeführt werden, ein niedriger Wirkungsgrad belegt indirekt proportional hohe Kühlkapazität, die nicht mehr für die Server zur Verfügung steht.

1. Energie nicht verbraten
2. Geld und Leben
3. Dimensionierung verantwortlich für Effizienz
4. Weniger ist mehr
5. Modulare Technik für mehr Flexibilität
6. Checkliste