Die ASI (Alimentation Sans Interruption), im internationalen Sprachgebrauch UPS (unterbrechungsfreie Stromversorgung), ist ein entscheidendes Gerät. Es stellt die kontinuierliche Stromversorgung Ihrer IT-Systeme (Computer, Monitore, Peripheriegeräte, Server) bei Ausfall der Netzspannung sicher.
Dieses Gerät verschafft Ihnen eine Sicherheitsreserve, um die notwendigen Maßnahmen zu ergreifen: Ihre Arbeiten speichern, den Computer sicher herunterfahren oder ein sekundäres Stromversorgungssystem in Betrieb nehmen.
In der Regel enthält die USV einen oder mehrere Akkus. Wenn die Netzversorgung ausfällt, liefern diese Energiespeicher sofort den benötigten Strom an die an die Einheit angeschlossenen Geräte.
Typologie der unterbrechungsfreien Stromversorgungssysteme
Der Markt gliedert sich in drei große USV-Familien, die jeweils einen eigenen Funktionsmodus haben:
Offline‑USV (Backup‑USV)
Dies ist das grundlegendste Modell. Bei normaler Spannung leitet es den Strom aus dem Netz direkt an die Geräte weiter. Kommt es zu einer Unterbrechung, schalten die Geräte augenblicklich auf den Akku um. Dieser Wechsel erfolgt sehr schnell (einige Millisekunden) und verursacht in der Regel keine Störungen. Diese USV‑Anlagen sind kompakt und eignen sich ideal für den privaten Einsatz.
- Vorteile
- Geringe Anschaffungskosten.
- Kompaktes Design.
- Einfache Handhabung.
- Nachteile
- Die an die Geräte gelieferte Elektrizität wird nicht von Netzstörungen gefiltert.
- Beim Umschalten zwischen Netz und Akku ist eine geringe Umschaltzeit erforderlich.
- Die Ladeelektronik kann die Lebensdauer des Akkus beeinträchtigen und die Ladezeit verlängern.
Line‑Interactive‑USV (interaktive Online‑USV)
Dieses Modell basiert auf der Offline‑Architektur, weist jedoch eine technische Verbesserung auf: Der Akku wird dauerhaft geladen. Bei einem Stromausfall erfolgt die Umwandlung der Akkuspannung in Wechselstrom schneller, wodurch die Umschaltzeit verringert wird. So wird die Umschaltzeit zwischen den beiden Energiequellen minimiert. Das Ladesystem ist optimiert und erhöht die Gesamteffizienz.
- Vorteile
- Kostengünstig (vergleichbar mit passiven Modellen).
- Kürzere Umschaltzeit der Stromversorgung.
- Fähigkeit zur Spannungsregelung und -filterung.
- Nachteile
- Es besteht noch Verbesserungspotenzial beim Schutz der Geräte.
- Die Umschaltung zwischen den Stromquellen ist weiterhin vorhanden.
- Die internen Schutzkomponenten unterliegen mit der Zeit einer Alterung.
Online‑USV mit Doppelwandler (kontinuierliche Umwandlung)
Bei diesem Aufbau werden die Geräte ständig über den Akku versorgt. Dieser ist dauerhaft in einen Lade‑/Entladezyklus eingebunden. Der große Vorteil besteht in der vollständigen Eliminierung der Umschaltzeit zwischen externer Versorgung und Akku. Diese Systeme sind am zuverlässigsten und werden daher bevorzugt eingesetzt, um Server oder Computer zu versorgen, deren Ausfall inakzeptabel ist.
- Vorteile
- Vollständige Beseitigung des Umschaltprozesses zwischen den Energiequellen.
- Maximaler Schutz der Geräte vor jeglichen elektrischen Anomalien, da die Versorgung vollkommen unabhängig vom eingehenden Netz ist.
- Nachteile
- Weniger energieeffizient aufgrund der permanenten Akkuladung.
- Höhere anfängliche Anschaffungskosten.
USV mit zusätzlicher Stromversorgung
Auch wenn die meisten USV‑Anlagen Akkus integriert haben, erfordern manche Situationen eine deutlich längere Autonomie. Es ist möglich, eine USV mit einem externen Akku zu verwenden, der separat vom Hauptgerät untergebracht ist. Diese Option ermöglicht den Betrieb über mehrere zusätzliche Stunden.
Welche Einsatzbereiche hat eine USV?
Die unterbrechungsfreie Stromversorgung ist in vielen Bereichen ein unverzichtbares Werkzeug. Sie wird häufig zu Hause, im Büro und in der Industrie (zum Beispiel in Rechenzentren) eingesetzt, wo ein Stromausfall schwerwiegende Folgen oder den Verlust wichtiger Daten verursachen kann.
USV‑Anlagen werden üblicherweise eingesetzt für:
- Im privaten Bereich werden USV am häufigsten verwendet für:
- Die Stromversorgung eines Desktop‑PCs (besonders gefragt bei Gaming‑Fans).
- Den Betrieb der Umwälzpumpen von Heizkesseln oder Zentralheizungen.
- Pelletbrenner.
- Boiler bzw. Warmwasserbereiter, die mit Solarenergie betrieben werden.
- Im Büro ist der Haupteinsatzbereich:
- Die Versorgung von Arbeitsplatzrechnern und Peripheriegeräten.
- In der Industrie werden USV hauptsächlich verwendet für:
- Die Versorgung von Serversystemen.
Wie lässt sich die Autonomie Ihrer USV abschätzen?
Die Autonomie der USV wird durch die Kapazität ihres Akkus und den Verbrauch der angeschlossenen Geräte bestimmt. Um die ungefähre Betriebsdauer im Notfall zu berechnen, können Sie folgende Formel verwenden:
- $T = \frac{A \cdot U}{P}$
- $T$ : Autonomiezeit in Stunden.
- $A$ : Kapazität des Akkus in Amperestunden (Ah).
- $U$ : Spannung des Akkus in Volt (V).
- $P$ : Gesamtleistung aller angeschlossenen Geräte (in Watt W).
Zahlenbeispiel: Ein Gerät (P) hat eine Leistung von 300W, der Akku (A) hat 100Ah und seine Spannung (U) beträgt 12V.
$T = \frac{100 \cdot 12}{300} = 4$
Der Akku kann diese Last somit über einen Zeitraum von 4 Stunden tragen.
Wie bestimmen Sie die erforderliche Leistung der USV?
Die Wahl der USV‑Leistung hängt von der Einsatzumgebung und vom Ziel ab. Vor der Entscheidung müssen Sie unbedingt ermitteln, wie viele Geräte Sie schützen möchten und welche Leistung diese benötigen. Es wird immer empfohlen, ein Gerät zu wählen, das etwas leistungsstärker ist als unbedingt nötig, um eine Reserve für die spätere Erweiterung um zusätzliche Geräte zu haben.
Welche Vorteile bietet der Einsatz einer USV?
- Erhöhter Schutz: Spannungsschwankungen und plötzliche Überspannungen können lebenswichtige Komponenten Ihrer Geräte beschädigen. Die USV bildet einen wirksamen Schutzschild, um die Sicherheit Ihrer Systeme zu gewährleisten. Außerdem verschafft sie Ihnen Zeit, Ihre Daten zu sichern und die Geräte ohne Absturzrisiko herunterzufahren.
- Längere Lebensdauer der Geräte: Eine instabile Stromversorgung kann die Alterung der Komponenten beschleunigen und Fehlfunktionen verursachen. Eine hochwertige USV liefert die nötige stabile Spannung und trägt damit dazu bei, die Lebensdauer aller angeschlossenen Geräte zu verlängern.
- Aufrechterhaltung des Betriebs bei Stromausfällen: In Regionen mit häufigen Ausfällen und wenn Ihre Heizung vom Strom abhängt, gewährleistet die USV einen essenziellen Mindestbetrieb. Sie reduziert das Risiko von Schäden an der Anlage und hält die Umwälzpumpe Ihrer Heizung für eine Sicherheitsdauer in Betrieb.
