Eine USV (kurz für Unterbrechungsfreie StromVersorgung, engl. UPS: Uninterruptible Power Supply) sorgt dafür, wie der Name vermuten lässt, dass Verbraucher kontinuierlich mit Energie versorgt werden, auch wenn die Netzspannung abfällt bzw. ausfällt.
Das Ziel ist also, das abrupte und unkontrollierte Abschalten von Verbrauchern zu vermeiden, was zum Beispiel bei Computern dazu führen würde, dass alle nicht gespeicherten Dateien oder Änderungen verloren gehen würden.
Bei der Wahl einer geeigneten USV sind einige Aspekte wichtig, die im wesentlichen aber davon abhängen, was genau Sie absichern und ermöglichen möchten.
Es gibt drei wesentliche Varianten: Offline USV, Line-Interactive USV, und Online USV, mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen, die der Funktionsweise geschuldet sind.
Offline USV
Wie funktioniert eine Offline USV?
Eine Offline USV funktioniert passiv und wird deshalb auch Standby USV genannt.
Bei Netzversorgung im Normalbetrieb werden die Versorger direkt mit der Netzspannung versorgt und betrieben.
Gleichzeitig ist die USV selbst ein Verbraucher und lädt ihr Akku auf, bzw. hält es geladen.
Bei Ausfall des Netzes schaltet die Offline-USV auf Batteriebetrieb um und versorgt die Verbraucher aus dem Akku.
Diese Umschaltung ist sehr rasch, etwa 2ms bis 5ms, und wird von vielen Geräten, wie etwa Computern nicht bemerkt. Für sehr empfindliche Geräte ist diese Unterbrechung jedoch störend.
Wird das Netz wieder verfügbar, schaltet die Standby-USV ebenso wieder zurück auf den Normalbetrieb. Die Verbraucher werden wieder direkt aus dem Netz gespeist und der USV-Akku wird wieder aufgeladen.
Vorteile und Nachteile der Offline USV
Die wesentlichen Vorteile einer Offline USV sind:
- preisgünstig.
- langlebig, da der Akku nur bei Ausfall wirklich genutzt und entladen wird.
- dies führt auch zu einem guten bis perfekten Wirkungsgrad von 98-100%.
- geringer Eigenbedarf der USV, da i.w. passiv. Typisch sind etwa 3 W.
Die wesentlichen Nachteile einer Standby USV sind:
- es kommt zu sehr kurzen Ausfall beim Umschalten auf Batteriebetrieb von wenigen Millisekunden.
- Spannungsschwankungen werden i.a. 1:1 weitergegeben, da die Verbraucher im Normalbetrieb direkt mit der Netzspannung versorgt werden
- Bei einer Störung der USV oder des Akku kommt es zu einem Ausfall, da die Netzspannung nur über die USV zum Verbraucher gelangt.
Line-Interactive USV
Wie funktioniert eine Line-Interactive USV?
Die Line-Interactive USV ist darauf ausgelegt, aktiv in die Spannungsregelung einzugreifen.
Anders als bei der passiven Offline USV, bleibt die Line-Interactive USV während des Normalbetriebs nicht nur im Standby, sondern sie nimmt aktiv an der Stromversorgung teil.
Im Normalbetrieb erfolgt die Versorgung der Verbraucher direkt über die Netzspannung. Die USV überwacht jedoch kontinuierlich die Qualität der Netzspannung.
Falls es zu Spannungsschwankungen oder -problemen kommt, greift die USV ein.
Die Line-Interactive USV verwendet einen automatischen Spannungsregler (AVR), um Unregelmäßigkeiten in der Netzspannung auszugleichen.
Diese Funktion trägt dazu bei, eine stabilere Spannung für die angeschlossenen Geräte sicherzustellen.
Im Falle eines Stromausfalls schaltet die USV nahtlos auf den Batteriebetrieb um, um die kontinuierliche Stromversorgung aufrechtzuerhalten.
Vorteile und Nachteile der Line-Interactive USV
Die wesentlichen Nachteile einer Line-Interactive USV sind:
- sorgt für stabilere Spannung
- Wirkungsgrad höher als bei Online-USV
- günstiger als Online-USV
Die wesentlichen Nachteile einer Hybrid USV sind:
- nur etwas teurer als Offline USV.
- Wirkungsgrad durch AVR mit ca. 95-98% etwas geringer.
- es kommt zu sehr kurzen Ausfall beim Umschalten auf Batteriebetrieb von wenigen Millisekunden.
- Bei einer Störung der USV oder des Akku kommt es wie bei der Offline USV zu einem Ausfall, da die Netzspannung nur über die USV zum Verbraucher gelangt.
Online USV
Wie funktioniert eine Online USV?
Die Online USV ist das genaue Gegenteil der Offline USV und funktioniert aktiv. Die Verbraucher werden immer vom Akku mit Energie versorgt und hängen nicht direkt am Netz.
Die Netzspannung wird nur zum Laden des Akku verwendet.
Dieses Vorgehen wird auch Doppelwandlung genannt erlaubt auch eine perfekt stabile Spannung ohne Schwankungen. Online USV heißen daher auch Doppelwandler.
Die erzeugte Spannung ist sinusförmig und stabil.
Da die Verbraucher vom Netz entkoppelt sind, und die Energie kontinuierlich vom Akku beziehen, bemerken sie einen Netzausfall gar nicht. Da absolut unterbrechungsfrei, ist sie auch für sehr empfindliche Geräte geeignet.
Online USV bieten zudem meist eine Bypass-Funktion, die dafür sorgt, dass ein Defekt der USV oder des Akku nicht notwendig zu einem Ausfall der Verbraucher führt.
Im Prinzip ist es genau anders herum als bei der Offline Variante. Hier wird in diesem Fall auf direkt Netzversorgung umgeschaltet, mit minimaler Unterbrechung, so dass die meisten Verbraucher weiterlaufen solange Netz anliegt, was die Möglichkeit zum Wechsel gibt.
Oft ist auch eine manuelles Umschalten auf den Netzbetrieb möglich, so dass die USV selbst ausgetauscht oder gewartet werden kann.
Vorteile und Nachteile der Online USV
Die wesentlichen Vorteile einer Online USV sind:
- absolut unterbrechungsfrei
- ein Defekt der USV oder Ausfall des Akku führt nicht notwendig zu einem Ausfall der Verbraucher
Die wesentlichen Nachteile einer Doppelwandler USV sind:
- teurer
- kontinuierliches Wandeln erhöht den Eigenverbrauch
- kontinuierliche Akku-Nutzung verkürzt die Lebenszeit kürzer (ca. 3-4 Jahre)
- der Wirkungsgrad liegt bei etwa 90%
Welche USV wann, und meine eigene Erfahrung
Das kommt, wie gesagt, auf Ihre Ansprüche und die zu sichernden Geräte an.
Wenn Sie sehr empfindliche Geräte absichern müssen, kommen Sie um eine Online USV nicht herum.
Die meisten Geräte, wie Computer und Festplatten können sehr kurze Unterbrechungen in der Spannung mühelos kompensieren, da Sie stets Restkapazitäten haben. Hier genügt Line-Interactive oder Offline, abhängig davon, ob Sie Spannungsschwankungen besser ausgleichen möchten, was i.a. eine Option ist.
Ich selbst nutze – für Rechner und Peripherie – nur Offline-USVs und hatte nie Probleme.
Sämtliche Stromausfälle wurden überbrückt, meist komplett, ansonsten in der Form, dass Rechner kontrolliert in den Ruhezustand versetzt werden.
Letzteres funktioniert so, dass die USV per USB an den Rechner angeschlossen ist, womit dieser die Ausgangslast kennt und so aus der verbleibenden Kapazität die verbleibende
Zeit der Überbrückung bestimmen kann.
In der zugehörigen Software habe ich festgelegt, wann der Rechner in den Ruhezustand wechseln soll.
Für welche Variante haben Sie sich entschieden?
