USV als kostengünstiger Netzwerkschutz
Garant für volle Leistung
Die störungs- und unterbrechungsfreie Stromversorgung eines IT-Netzwerkes trägt nicht nur zur erhöhten Sicherheit und längeren Betriebsdauer aller im Netzwerk integrierten Geräte bei. Ein 100%ig gedeckter Leistungsbedarf dient auch zur Absicherung aller Informationen im System. Der Leistungsverbrauch der einzelnen Geräte entscheidet darüber, welche USV-Technologie verwendet wird.
Die störungs- und unterbrechungsfreie Stromversorgung eines IT-Netzwerkes trägt nicht nur zur erhöhten Sicherheit und längeren Betriebsdauer aller im Netzwerk integrierten Geräte bei. Ein 100%ig gedeckter Leistungsbedarf dient auch zur Absicherung aller Informationen im System. Störungen oder Schwankungen im Netzwerk bedeuten für Unternehmen jeglicher Branchen Verluste hinsichtlich Zeit, Geld und Arbeitskraft. Da immer mehr Geschäftsprozesse von einer gut funktionierenden IT abhängen, – vom Telefonieren via IP über die digitale Signatur bis hin zum mobilen Zugriff auf Unternehmensdaten – erhöhen sich auch automatisch die Ausfallkosten. Viele Unternehmen sind sich dessen oft nicht bewusst und haben keine Vorstellung, welche Folgen ein Systemausfall haben kann. Dabei gibt es bereits für jede Anwendung kostengünstige Alternativen, um bösen Überraschungen aus dem Weg zu gehen. Eine Möglichkeit stellt USV dar: Die unterbrechungsfreie Stromversorgung stellt sicher, dass alle wichtigen Geräte rund um die Uhr mit Energie versorgt sind. Allgemein unterscheidet man dabei zwischen kritischen und unkritischen Verbrauchern. Während empfindliche Geräte besonders hohe Anforderungen an die Strom- und Spannungsqualität stellen und bereits kleine Spannungsspitzen oder -schwankungen ihnen zusetzen können, ‚überleben‘ andere Hardwarekomponenten eine Störung, ohne größeren Schaden davon zu tragen. USV-Geräte können Schwankungen oder Ausfälle ausgleichen oder verhindern. Für die einzelnen Anwendungsfälle gibt es unterschiedliche Lösungen.
USV-Technologien im Vergleich
Bei USV unterscheidet man zwischen drei Technologien: Voltage and Frequency Dependent (VFD), Voltage Independent (VI) und Voltage and Frequency Independent (VFI). Die einfachste, heute nur noch selten angebotene Art ist die VFD-USV, auch bekannt als Offline- oder Standby-USV. Hier wird der Strom im Normalbetrieb direkt zu den Verbrauchern weitergeleitet. Ein Gleichrichter sorgt für eine permanente Ladung der Batterie. Bei Netzausfällen oder Spannungsschwankungen übernimmt die USV über einen Wechselrichter die Versorgung der Verbraucher. Diese Lösung ist zwar sehr kostengünstig und hat einen hohen Wirkungsgrad, aufgrund der relativ langen Umschaltzeit zwischen 4 und 10ms ist sie jedoch für viele Verbraucher ungeeignet.
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VI- bzw. Line-Interaktiv- oder Single-Conversion-USV ist eine Lösung, bei der die Batterie über einen Wechselrichter stets mit dem Ausgang der USV verbunden ist. Der Strom wird vom Eingang über einen Transformer auf den Ausgang weitergeleitet. Weicht die eingehende Spannung um einen bestimmten Prozentsatz (meist ca. ±10%) von der Nennspannung ab, wird dies vom Transformer gefiltert. Bei größeren Abweichungen (ca. ±25%) werden die Verbraucher über die Batterie und einen Wechselrichter versorgt. Geliefert wird hier entweder eine Sinus-modifizierte Spannung oder ein reiner Sinus. Vorteile dieser Lösung sind neben den geringen Kosten ein hoher Wirkungsgrad von ca. 95 bis 98% sowie Umschaltzeit von 2 bis 4ms.
Voltage and Frequency Independent (VFI)
Die fortschrittlichste Technologie ist die VFI, bekannt auch als Online-, Double-Conversion oder Doppelwandler. Die Verbraucher beziehen ihren Strom permanent von der Batterie. Der eingehende Wechselstrom wird über einen Gleichrichter in Gleichstrom umgewandelt. Damit wird die Batterie ständig geladen. Diese gibt ihren Gleichstrom wiederum an einen Wechselrichter ab. Hier wird dann erneut Wechselstrom erzeugt. Ein konstanter Stromkreislauf sorgt somit dafür, dass die Verbraucher kontinuierlich und ohne Abweichungen versorgt sind. Damit ein Batteriewechsel im laufenden Betrieb oder zu Wartungszwecken stattfinden kann, verfügt diese Technologie über eine Bypass-Schaltung, mit der der Strom vom Eingang direkt auf den Ausgang umgeleitet werden kann. Dieser Bypass kann auch manuell geschaltet werden. Diese USVs schützen gegen sämtliche Arten von Störungen und Ausfällen, haben keine Umschaltzeiten und liefern eine reine Sinus-Spannung. Der Nachteil liegt allein in den höheren Kosten und einem etwas geringerem Wirkungsgrad von ca. 90%.
Ermittlung der benötigten USV
Welche der drei Technologien die richtige ist, hängt vor allem von dem Leistungsverbrauch der einzelnen Geräte ab. Anhand der Leistungsdaten der Verbraucher, entweder in Watt (Wirkleistung) oder in VA (Scheinleistung/Voltampere), kann die richtige USV-Leistungsgruppe herausgefunden werden. Die genaue Methode dazu ist, die Werte mittels einer Stromzange direkt zu ermitteln. Dies sollte man aber zu unterschiedlich stark belasteten Zeiten durchführen, um einen Mittelwert zu bekommen. Hat man den Wert in Watt, muss dieser nur noch mit dem Power-Faktor (~1,6) multipliziert werden, um auf die Scheinleistung in VA zu kommen.
Verwaltung und Wartung
Die anfälligsten Bauteile einer USV sind natürlich die Batterien. Diese sollten alle drei, spätestens alle fünf Jahre gewechselt werden, sofern die Verwaltungssoftware nicht bereits vorher auf einen Wechsel hinweist. Viele USVs verfügen heutzutage über eine Software, mit der die USV verwaltet und die angeschlossenen Verbraucher geregelt heruntergefahren werden können, beispielsweise bei einem Stromausfall. Einige Modelle wie die Black Box ServPower XP bieten zusätzlich die Möglichkeit, optional SNMP- oder Relais-Karten zu integrieren. Andere Modelle des Herstellers, beispielsweise die ServPower SP, verfügen über zwei RJ45-Buchsen. Hier kann u.a. das lokale Computernetz durchgeschleift und somit gegen Überspannungen abgesichert werden. Auch für spezielle Anwendungen, beispielsweise im medizinischen Bereich, gibt es von Anbietern Geräte, die die Anforderungen für diesen Einsatz erfüllen.
