Die drei Haupttypen von USV-Systemen
USV-Systeme sind in vielen Situationen die letzte Sicherung, um Datenverlust oder Schäden an empfindlichen Geräten zu vermeiden oder maximale Sicherheit für wichtige Systeme wie Smart-Home-Anlage zu gewährleisten. Dabei werden drei verschiedene Typen von USV-Anlagen unterschieden:
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Offline- oder Standby-USV: Dies ist die einfachste und kostengünstigste Art. In normalen Betriebsbedingungen wird Strom direkt aus dem Netz bezogen. Bei einem Stromausfall schaltet das System nahezu sofort auf die Batterie um, um die Stromversorgung aufrechtzuerhalten.
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Line-Interactive-USV: Diese Art bietet eine verbesserte Netzfilterung und stabilisiert die Spannung durch einen automatischen Spannungsregler (AVR). Sie ist effektiver bei der Bewältigung von Spannungsschwankungen als eine Offline-USV.
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Online- oder Doppelwandler-USV: Diese bieten den höchsten Schutzgrad. Sie wandeln den eingehenden Wechselstrom ständig in Gleichstrom um und dann zurück in Wechselstrom, um die angeschlossenen Geräte zu versorgen. Dadurch wird eine kontinuierliche, saubere und stabile Stromversorgung sichergestellt, unabhängig von Schwankungen im Stromnetz.
Die Kapazität einer USV wird in Voltampere (VA) oder Kilowatt (kW) angegeben und bestimmt, wie viel Last sie tragen kann und wie lange sie nach einem Stromausfall die Versorgung aufrechterhalten kann.
USV-Systeme enthalten in der Regel Batterien, die regelmäßig gewartet und nach einer bestimmten Lebensdauer ersetzt werden müssen. Sie können auch mit Überwachungssoftware ausgestattet sein, die den Zustand der USV überwacht und bei Problemen Warnungen ausgibt. Moderne LiFePO4-Akku sorgen hier für sehr lange Laufzeiten, minimalen Wartungsaufwand und ausreichend Leistung bei Störungen der USV-Batterie.
Wofür werden USV-Systeme häufig genutzt?
Neben der Anwendung in Krankenhäusern, großen Datenzentren und anderen öffentlichen oder sicherheitsrelevanten Einrichtungen, werden kompakte USV-Anlagen auch im Privatbereich immer beliebter. Hier werden sie zum Beispiel in folgenden Systemen eingesetzt:
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Computersysteme und Heimbüros: Eine USV kann sicherstellen, dass Desktop-Computer, Laptops, und Netzwerkgeräte wie Router und Modems bei Stromausfällen weiterlaufen. Dies ist besonders wichtig für Menschen, die von zu Hause aus arbeiten, um Datenverluste zu verhindern und die Kontinuität der Arbeit zu gewährleisten.
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Heimunterhaltungssysteme: USV-Systeme werden eingesetzt, um Fernseher, Spielkonsolen, Heimkinoanlagen und andere Unterhaltungselektronik vor Stromausfällen und Spannungsspitzen zu schützen. Dies hilft, Schäden an sensiblen elektronischen Komponenten zu vermeiden und ermöglicht es, auch bei Stromausfall weiterhin Entertainment-Inhalte zu genießen.
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Netzwerkspeichergeräte (NAS): Für diejenigen, die wichtige Daten zu Hause auf Netzwerkspeichergeräten speichern, kann eine USV vor Datenverlust schützen, indem sie bei einem Stromausfall eine kontinuierliche Betriebszeit ermöglicht.
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Smart-Home-Geräte: In modernen Häusern, die mit Smart-Home-Geräten ausgestattet sind, kann eine USV dazu beitragen, dass Sicherheitssysteme, intelligente Thermostate, Beleuchtung und andere verbundene Geräte auch bei Stromausfällen funktionieren.
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Ladegeräte für mobile Geräte: Eine USV kann auch genutzt werden, um Smartphones, Tablets und andere mobile Geräte aufzuladen, wenn der Strom ausgefallen ist.
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Aquarien oder Terrarien: In Haushalten, in denen Aquarien oder Terrarien vorhanden sind, kann eine USV lebenswichtige Pumpen und Heizsysteme am Laufen halten und somit das Leben der Tiere sichern.
USV-Systeme von Accurat
Mit einer USV-Anlage von Accurat bekommen Sie hochwertige Lösungen für mehr Sicherheit für Ihre elektrischen Geräte.
GUARD Serie
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Premium-Serie für besonders empfindliche und teure Geräte
- Am besten für: Homeoffice, teure Desktop-PC, kleine Server, 3D-Drucker, Gaming-Setups, HiFi-Anlagen, Kassensysteme
- Tower USV mit Online-Topologie
- Erhältlich als 1000VA oder 2000VA Variante
SHIELD Serie
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Basic-Serie, zuverlässig und preiswert
- Am besten für: Homeoffice, Desktop-PC, Bildschirme, Spielkonsolen, Fernseher, Drucker, Kassensysteme
- Tower USV mit Inline-Interactive-Topologie
- Erhältlich als 1000VA oder 2000VA Variante
FLUX Serie
- Tabletop-Serie, weniger leistungsstark, aber dafür mit vielen Ausgängen (Schuko und USB)
- Am besten für: Büro, Homeoffice, Drucker, Bildschirme, Desktop-PC, Smartphone, Tablet, Smartphone
- Steckdosenleiste USV mit Inline-Interactive-Topologie
- 850 VA
PICO Serie
- Mini-Serie, super kompakt und klein, aber nur für Gleichstrom-Geräte
- Am besten für: Router/Modem, Überwachungskameras, Smarthome, Sprachassistenten, Telefon
- Mini-DC-USV
LOG SNMP Karte
- Zubehör für GUARD
- Ermöglicht Remote-Überwachungs- und Verwaltungsfunktionen
Dynamische und statische USV-Anlagen: Die Unterschiede
Eine USV-Anlage (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) kann entweder als dynamische oder statische Anlage ausgelegt sein. Diese beiden Typen unterscheiden sich hauptsächlich in ihrer Funktionsweise und Konstruktion.
Was ist eine Statische USV-Anlage?
Eine statische USV-Anlage ist die gängigste Form der USV. Sie verwendet Batterien (meist Blei-Säure- oder Lithium-Ionen-Akkus) und einen Wechselrichter, um bei einem Stromausfall eine ununterbrochene Stromversorgung zu gewährleisten.
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Funktionsweise: Im Normalbetrieb wird der Strom aus dem Netz durch die USV gefiltert und an die angeschlossenen Geräte weitergeleitet. Bei einem Stromausfall schaltet die USV sofort auf den Batteriebetrieb um, wobei der Wechselrichter den Gleichstrom der Batterie in Wechselstrom umwandelt, um die angeschlossenen Geräte weiterhin zu versorgen.
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Anwendung: Statische USVs werden in einer Vielzahl von Umgebungen eingesetzt, von kleinen Büroanwendungen bis hin zu großen Datenzentren. Sie sind ideal für Situationen, in denen eine sofortige Umschaltung auf Batteriebetrieb erforderlich ist und eignen sich besonders für kürzere Stromausfälle oder zur Überbrückung, bis ein Generator hochfährt.
Was ist eine Dynamische USV-Anlage?
Eine dynamische USV-Anlage, auch als DRUPS (Diesel Rotary Uninterruptible Power Supply) bekannt, kombiniert einen Dieselmotor mit einem Kinetischen Energiespeicher (oft eine Schwungradtechnologie).
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Funktionsweise: Bei normalem Betrieb wird die kinetische Energie des Schwungrades genutzt, um bei einem Stromausfall sofort Energie bereitzustellen. Gleichzeitig startet der Dieselmotor, der dann den Generator antreibt. Sobald der Motor die erforderliche Geschwindigkeit erreicht hat, übernimmt er die Energieversorgung. Das Schwungrad dient hierbei als temporäre Energiequelle, um die Zeit zu überbrücken, bis der Dieselmotor vollständig hochgefahren ist.
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Anwendung: Dynamische USVs sind besonders geeignet für Anwendungen, die eine langfristige Backup-Energieversorgung erfordern, wie z.B. in Rechenzentren, Industrieanlagen oder Krankenhäusern. Sie sind für größere Leistungsanforderungen ausgelegt und können längere Stromausfälle überbrücken.
Beide USV-Typen haben spezifische Vor- und Nachteile und werden je nach den Anforderungen der Anwendung und der zu sichernden Last ausgewählt. Dynamische USVs sind oft robuster und für langanhaltende Ausfälle geeignet, während statische USVs für eine schnelle und effiziente Umschaltung bei kurzfristigen Unterbrechungen ausgelegt sind.
Wie funktioniert eine USV-Anlage?
Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) funktioniert als eine Art Puffer zwischen dem Stromnetz und den angeschlossenen Geräten, um eine konstante und ununterbrochene Stromversorgung sicherzustellen. Der grundlegende Ablauf in einer USV kann wie folgt beschrieben werden:
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Stromversorgung unter normalen Bedingungen: Im Normalbetrieb wird Strom aus dem Stromnetz bezogen und direkt an die angeschlossenen Geräte weitergeleitet. In einigen USV-Systemen, insbesondere bei Online- oder Doppelwandler-USVs, wird der Strom zunächst in Gleichstrom umgewandelt und dann wieder zurück in Wechselstrom, um eine konstante Qualität des Stroms zu gewährleisten.
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Batterieladung: Während des Normalbetriebs lädt die USV gleichzeitig ihre internen Batterien auf. Diese Batterien sind der Schlüssel zur unterbrechungsfreien Stromversorgung, da sie Energie speichern, um sie im Falle eines Stromausfalls bereitzustellen.
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Erkennung eines Stromausfalls: Wenn die USV eine Unterbrechung oder eine signifikante Schwankung in der Stromversorgung feststellt, beispielsweise bei einem Stromausfall oder bei starken Spannungsabfällen, wird automatisch auf den Batteriebetrieb umgeschaltet.
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Umschaltung auf Batteriebetrieb: Im Falle eines Stromausfalls schaltet die USV nahezu augenblicklich (typischerweise innerhalb von Millisekunden) auf die interne Batterie um, um eine kontinuierliche Stromversorgung zu gewährleisten. Bei Offline- oder Standby-USVs kann es eine kurze Umschaltzeit geben, während Online-USVs nahtlos umschalten.
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Stromversorgung während des Ausfalls: Die Batterie liefert den benötigten Strom, um die angeschlossenen Geräte weiterhin zu betreiben. Die Dauer der Stromversorgung durch die Batterie hängt von ihrer Kapazität und der Last der angeschlossenen Geräte ab.
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Rückkehr zum Normalbetrieb: Sobald die normale Stromversorgung wiederhergestellt ist, schaltet die USV automatisch zurück auf den Netzstrom, lädt die Batterien wieder auf und wartet auf den nächsten Einsatz.
Die Effektivität einer USV hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Art der USV (Offline, Line-Interactive, Online), der Batteriekapazität, der Qualität der Spannungsregulierung und der Geschwindigkeit der Umschaltung zwischen Netz- und Batteriebetrieb.
Überspannungs-Schutz durch USV-Systeme
USV-Anlagen stehen in direktem Zusammenhang mit Überspannungsschutz, da sie nicht nur eine kontinuierliche Stromversorgung bei Ausfällen gewährleisten, sondern auch dazu beitragen, angeschlossene Geräte vor Überspannungen und anderen Stromnetzstörungen zu schützen.
Überspannungsschutz:
Viele USV-Systeme bieten einen eingebauten Überspannungsschutz. Überspannungen können durch verschiedene externe Ereignisse wie Blitzeinschläge oder interne Ereignisse wie Schaltvorgänge in elektrischen Anlagen verursacht werden. Ohne Schutz können diese Überspannungen empfindliche elektronische Geräte beschädigen oder zerstören.
Spannungsregulierung:
Neben dem Überspannungsschutz bieten viele USV-Systeme eine Spannungsregulierung (oft in Line-Interactive- und Online-USV-Systemen vorhanden). Dies bedeutet, dass die USV die Eingangsspannung überwacht und bei Bedarf anpasst, um sicherzustellen, dass die angeschlossenen Geräte eine konstante und sichere Spannung erhalten. So werden die Geräte nicht nur vor Überspannung, sondern auch vor Unterspannung und Spannungsschwankungen geschützt.
Verhinderung von Datenverlust und Geräteschäden:
Bei empfindlichen elektronischen Geräten wie Computern, Servern und medizinischen Geräten können durch Überspannungen Datenverluste oder irreparable Schäden entstehen. Eine USV hilft, diese Risiken zu minimieren, indem sie eine stabilisierte Stromversorgung bereitstellt.
