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Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) ist ein Gerät, welches zwischen Stromnetz und Verbraucher geschaltet wird. Verbraucher sind Computer, Telefonanlagen, Messeinrichtungen und vieles mehr was mit Strom betrieben wird.

Einbindung USV in Stromversorgung

Der ursprüngliche Zweck ist, dafür zu sorgen, dass im Falle eines Stromausfalls der Verbraucher weiter betrieben werden kann. Dafür liefern die in der USV eingebauten Batterien für eine gewisse Zeit die notwendige Leistung.

Moderne Verbraucher, insbesondere Computer, zeigen sich aber auch recht empfindlich auf allgegenwärtige Störungen im Stromnetz, die noch lange kein Stromausfall sind: die typische Sinuskurve wird durch Einflüsse im Stromnetz in jede Richtung verzerrt. Einer Kaffeemaschine macht das nichts aus, ein Server könnte dabei aber in die Knie gehen oder sich einfach mal so “aufhängen”.

Dagegen helfen hochwertige USV-Geräte, die nicht nur im Bedarfsfall einspringen, sondern den Verbraucher kontinuierlich mit frisch produziertem, perfektem Strom versorgen. EDELSTROM eben.

Für unterschiedliche Anforderungen gibt es unterschiedliche Lösungen.

Es gibt drei verschiedene Arten von Anlagen zur unterbrechungsfreien Stromversorgung mit denen Sie Ihre Verbraucher absichern können. Das sind die Dauerwandler-, die Line Interactive- und die Offline-USV-Anlagen. Nachfolgend erfahren Sie mehr über die jeweiligen Eigenschaften dieser USV-Systeme sowie Vor- und Nachteile. Zudem erhalten Sie durch die Blockschaltbilder einen Überblick über deren Funktionsweise.


Dauerwandler USV - 100 Prozent Sicherheit

Dauerwandler USV-Anlagen werden auch VFI-Systeme (Voltage and Frequency Independent) oder Online-Wandler genannt. Verbraucher haben keine direkte Verbindung zum Stromnetz. Dauerwandler USV-Anlagen gewährleisten eine konstante Ausgangsspannung durch Eingangseitige Ladegleichrichter und Ausgangsseitige Wechselrichter. Der Ladegleichrichter wandelt die Eingangsspannung zu Gleichstrom um und speist so den Akku. Der Wechselrichter bezieht Strom im Normalbetrieb über den Ladegleichrichter und bei Stromausfall aus dem Akku. Dauerwandler USV-Anlagen bieten eine hohe Filterwirkung dank ständiger Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom. Sie verfügen meist über einen internen Bypass. Der Bypass sorgt bei einem Defekte in der USV selbst für unterbrechungsfreien Anschluss des Wechselrichters an das Netz. Dauerwandler USV-Anlagen sind speziell für empfindliche Verbraucher, wie beispielsweise wichtige Server grundsätzlich zu empfehlen.

Blockschaltbild Online Dauerwandler USV

Dauerwandler USV Vorteile

  • Durch Ständige Spannungswandlung ergibt sich eine saubere Sinusspannung am Ausgang.
    (Doppelwandlerprinzip = EDELSTROM, der Strom wird veredelt)
  • Keine Schaltzeit beim Umschalten auf Akkubetrieb bei Netzausfall.
  • Integrierter elektronischer Bypass.
  • Lange Überbrückungszeiten möglich, Akkuerweiterungen sind möglich.
  • Optimaler Schutz gegen Netzstörungen.

Dauerwandler USV Nachteile

  • Kostenintensiver als Line-Interactive- und Offline-USV
  • Wirkungsgrad von etwa 90 Prozent.
  • Kühlung erforderlich.

Line-Interactive USV - Weniger Sicherheit

Line-Interactive USV-Anlagen werden auch VI-Systeme (Voltage Independent) genannt. Beim Einsatz solchen USV zur unterbrechungsfreien Stromversorgung werden Verbraucher im Normalbetrieb direkt vom Netz versorgt. Bei Stromausfall oder Spannungsschwankungen schaltet die Anlage auf Batterieversorgung um. Line interactive USV-Anlagen verfügen außerdem über eine automatische Spannungsanpassung (AVR). Diese gleicht Über- oder Unterspannungen aus. Line-Interactive USV-Anlagen sind ein relativ guter Kompromiss zwischen angemessener Sicherheit und geringen Betriebskosten. Sie dienen der Absicherung von Einstiegsservern, Netzwerken und Telefonanlagen. Einsatz für Verbraucher bis zu 5 kVA, zur reinen Absicherung vor Totalausfällen sinnvoll.

Blockschaltbild Line-Interactive USV

Line-Interactive USV Vorteile

  • Hoher Wirkungsgrad
  • Gutes Preis- / Leistungsverhältnis
  • Ausgangsspannung: Trapez oder aufbereiteter Sinus, je nach Qualität der USV
  • Erweiterung der Überbrückungszeit zum Teil möglich

Line-Interactive USV Nachteile

  • Durch Umschaltung nach Netzausfall entstehen Schaltzeiten von 4 bis 10 ms
  • Es erfolgt keine Korrektur der Eingangsspannung

Offline USV - Minimale Sicherheit

Offline USV-Anlagen werden auch VFD-Systeme (Voltage and Frequency Dependent) oder Standby-USV genannt. Bei Verwendung solches USV zur Unterbrechungsfreien Stromversorgung werden Verbraucher im Normalbetrieb direkt vom Netz versorgt. So können kurzzeitige Einwirkungen wie Frequenzschwankungen fast ungehindert Einfluss auf den Verbraucher nehmen. Erst bei Stromausfall oder Spannungsschwankungen schaltet die Offline USV-Anlage auf Batterieversorgung um. Spannungseinbrüche und -spitzen werden aufgefangen. Offline USV-Anlagen dienen der Absicherung von PCs, Workstations, Peripherien und kleinen Telefonanlagen. Einsatz für Verbraucher bis 1,5 kVA, zur reinen Absicherung vor Totalausfällen sinnvoll.

Blockschaltbild Offline USV

Offline-USV Vorteile

  • Hoher Wirkungsgrad und lange Akku-Lebensdauer.
  • Geringe Abmessungen und einfacher Aufbau, günstige Preise.
  • Ausgangsspannung: Rechteck oder Trapez, je nach Qualität der USV.
  • Diese Geräteklasse haben wir nicht standardmäßig im Programm,
    können sie aber auf Wunsch selbstverständlich besorgen.

Offline-USV Nachteile

  • Durch Umschaltung nach Netzausfall entstehen Schaltzeiten von bis zu 20 ms
  • Ausgangsspannung: Rechteck oder Trapez, je nach Qualität der USV
  • Erweiterung der Überbrückungszeit meist nicht möglich

Wissenswertes zur unterbrechungsfreie Stromversorgung

Ein nach ein paar Minuten zur Verfügung stehender Notstrom ist nach heutigen Begriffen alles andere als eine „unterbrechungsfreie“ Stromversorgung. Als aber stunden- oder tagelange Stromausfälle abseits der Metropolen noch ein alltägliches Phänomen waren, waren einige Minuten Betriebsunterbrechung noch ziemlich nah an „unterbrechungsfrei“.

Für Rechenzentren oder industrielle Produktionsumgebungen kommen minutenlange Stromausfälle selbstverständlich nicht in Betracht.

In anderen Fällen, beispielsweise in Kühlhäusern, sind einige Sekunden oder Minuten Stromausfall hingegen unkritisch. Für Unterbrechungsfreie Stromversorgungen liegen die Umschaltzeiten heute im einstelligen Millisekundenbereich.

Unsere zahlreichen USV Hersteller

Die Anforderungen an den USV Strom sind mit der Sensibilität der angeschlossenen Verbraucher gestiegen. Die USV Technologie muss nicht nur kurze Umschaltzeiten garantieren, sondern je nach Anwendung auch Spannungsspitzen filtern und für hohe Frequenzstabilität sorgen. Darüber hinaus werden Lösungen für weite Leistungsbereiche benötigt. Manchmal schützt eine USV Server, manchmal industrielle Großverbraucher.

Weil eine USV Anlage heute ein Hightech-Produkt ist, besteht ein intensiver Wettbewerb um die beste Lösung unter den USV Herstellern. Darunter befinden sich sowohl auf unterbrechungsfreie Stromversorgungen* spezialisierte Unternehmen* als auch breit aufgestellte große Technologiekonzerne. Eine Auswahl, alphabetisch sortiert:

• ABB • APC • Eaton • Enersine • GE • Huawei • Multimatic USV-Systeme• PCM • Powercom • Socomec • Vertiv •

Auswahl zwischen verschiedenen USV Technologien

Wenn Sie auf eine herstellerunabhängige Beratung Wert legen, sind wir Ihre Alternative zum technischen Vertrieb der USV Hersteller. Auch für Unterbrechungsfreie Stromversorgungen existieren inzwischen zahlreiche Klassifizierungen und technische Normen. Diese erleichtern die Auswahl der USV Anlagen, die Ihren spezifischen Anforderungen genügen.

Für viele Anwendungsfälle haben sich Line Interactive Systeme als optimaler Kompromiss zwischen Kosten und Aufwand einerseits und dem Sicherheitslevel andererseits bewährt. Sie zeichnen sich durch kurze Umschaltzeiten und eine stabile Ausgangsspannung aus. Eine Line Interactive USV stößt jedoch an Grenzen, wenn hohe Kapazitäten oder eine stabile Wechselstromfrequenz gefordert sind.

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