Special USV: Den Strom fließen lassen

Die drei gängigsten USV-Varianten

USV-Systeme müssen nicht nur mit Netzausfällen umgehen können, sondern auch kurzzeitige Unter- und Überspannungen außerhalb des Toleranzbereiches abfangen. Nicht jede IT-Umgebung hat dabei die gleichen, hohen Anforderungen. Folglich existiert eine Reihe unterschiedlicher USV-Systeme für alle Ansprüche. Leider hat sich hier ein Verwirrspiel mit nicht geschützten Begriffen etabliert: Offline, Line-Interactive, True-Online, Online, Online-Sharing. Damit der Anwender die für die jeweilige Anwendung richtige USV-Anlage anhand eindeutiger Kriterien auswählen kann, wurden in der EN62040-3 (VDE 0558 Teil 3) die Betriebsarten und das Betriebsverhalten statischer USV-Anlagen definiert.  Drei Klassen im USV-Bereich haben sich am Markt etabliert: Passiver Mitlaufbetrieb (VFD: Voltage Frequency Dependent), Aktiver Mitlaufbetrieb (VI: Voltage Independent) und USV-Anlagen in Doppelwandlertechnologie (VFI: Voltage Frequency Independent). Diese Klassifizierungen sagen noch nichts über die Qualität der USV aus, sondern beschreiben nur die Betriebsart. Der weitere Schlüssel gibt dann Auskunft über die Qualität der Ausgangsspannung im Normal- und im Batteriebetrieb wie SS - reiner Sinusausgang in beiden Betriebsarten, gefolgt von einer 3-stelligen Kombination für die Umschaltzeit und das Verhalten bei Lastwechsel.

Standby- oder Offline-USVs eignen sich hauptsächlich für einzelne oder mehrere PCs, das heißt für relativ geringe Leistung. In dieser Betriebsart werden die Verbraucher im Normalfall mit Netzspannung versorgt und gleichzeitig die Batterie in der USV geladen. Bei einem Netzausfall oder starken Schwankungen schaltet die USV auf Batteriebetrieb um und versorgt die Verbraucher über den Wechselrichter mit Spannung. Auch für Heimanwender empfiehlt sich diese preiswerte und einfach zu installierende Variante.

Anders sieht es im Business-Umfeld aus: Im Leistungsbereich von 750 VA bis 5000 VA sind nahezu alle für den Einsatz in modernen IT-Anwendungen verkauften USVs entweder Lineinteraktiv oder arbeiten in Doppelwandlertechnologie (Online). Andere Topologien sind in diesem Bereich kaum gebräuchlich.

Eine line-interaktive USV arbeitet prinzipiell nach dem gleichen Prinzip, prüft und regelt zusätzlich die Netzspannung innerhalb bestimmter Toleranzen auf ein für die IT-Geräte verträgliches Maß. Schwankt die Netzspannung zu stark oder liegt sie nicht mehr an, erzeugt der Wechselrichter die Ausgangswechselspannung mit Energie aus den eingebauten Akkus.

Doppelwandler-USV-Systeme funktionieren nach einem anderen Prinzip: Wie die Bezeichnung impliziert, wird die Spannung zweimal gewandelt. Zunächst wird die Eingangswechselspannung mit allen Spannungsspitzen, Störungen und anderen Abweichungen in eine Gleichspannung transformiert, diese versorgt den nachgeschalteten Wechselrichter und lädt die Batterie. Danach wird die Gleichspannung wieder in eine sehr saubere, stabile Wechselspannung und -frequenz gewandelt. Innerhalb eines großen Eingangsspannungsbereiches (meist +/- 20 Prozent) regelt die USV die Netzschwankungen ohne Batteriebeanspruchung.

Überschreitet allerdings die Eingangswechselspannung diese Werte, so erfolgt nur eine Energieumkehr in der USV, und die Batterie versorgt über den Wechselrichter die angeschlossenen Verbraucher, ohne jedwede Unterbrechung.

1. Special USV: Den Strom fließen lassen
2. Die drei gängigsten USV-Varianten
3. Energiekosten – ein Faktor zur Entscheidungshilfe
4. Optionen für die Zukunft