USV nach Maß

USV nach Maß

Modulares Design hat weitere Vorteile: Bei einer redundanten Konfiguration wird die Gesamtlast nicht wie sonst üblich durch zwei identische Anlagen abgedeckt. Vielmehr wird die modulare USV so mit Leistungsmodulen bestückt, dass im Fehlerfall eines Moduls die verbleibenden Einheiten nach wie vor die Gesamtlast tragen können. Im Gegensatz zu herkömmlichen Anlagen kann der Anwender zudem mit wenigen Modulen starten und bei Bedarf aufstocken.

Für die Dimensionierung spielt auch die Lastcharakteristik eine wesentliche Rolle. Anders als im IT-Bereich kann im Maschinenbau nicht von Computernetzteilen als typischer Last ausgegangen werden. Viele USV-Systeme erwarten allerdings ein Schaltnetzteil, wie es normalerweise in PCs eingesetzt wird, als Normallast. Diese Netzteile besitzen einen induktiven Leistungsfaktor Cosinus Phi. In diesem Fall liefert eine USV nur bei einem solchen Cosinus Phi die spezifizierte Wirkleistung. Netzteile und Lasten mit kapazitiver Lastkennlinie können bei gleichem Leistungsbedarf auf deutlich weniger Wirkleistung zurückgreifen. Je kapazitiver Cosinus Phi ausfällt, desto weiter sinkt die Leistungskurve. So bleiben bei einer durchschnittlichen USV-Anlage von 30 kVANennleistung bei einem Cosinus Phi von 0,95 kapazitiv noch 21 kW Wirkleistung übrig, ein Cosinus Phi von 0,9 kapazitiv lässt die Wirkleistung sogar auf 18 kW einbrechen.

Transformatorlose USV-Systeme wie die Conceptpower DPA hingegen haben dieses Problem nicht, ihre Wirkleistung bleibt bis zu einem Leistungsfaktor von 0,9 kapazitiv konstant. Dieses bessere Handling kapazitiver Lasten verhindert die anderenfalls notwendige Überdimensionierung der USV. Die Verlustleistung und der Kühlaufwand werden auf das unbedingt Notwendige reduziert.

Thema Energie-Effizienz

Gerade bei den mittlerweile drastisch steigenden Energiekosten spielt auch im Anlagenbau die Energie-Effizienz eine große Rolle. Eine USV kann als „Dauerläufer“ für einen nicht unerheblichen Anteil am Stromverbrauch verantwortlich sein – ebenso aber auch einen Beitrag zum Stromsparen leisten.

Leistungsneutrale USV-Systeme gibt es nicht. Doch je höher der Wirkungsgrad der USV ist, desto geringer fällt die Zusatzbelastung für die Energiebilanz aus. USV-Systeme ohne ausgangsseitigen Transformator haben hier die Nase vorn. Sie können mit extrem hohen Wirkungsgraden von 95 % und mehr punkten. Aufgrund der enormen Leistungen, die durch eine USV geschleust werden, kann schon 1 % mehr Wirkungsgrad die Stromkosten pro Jahr um mehrere Zehntausend Euro drücken. Unabdingbare Voraussetzung einer Kaufentscheidung ist daher, sich die Spezifikationen genau durchzulesen beziehungsweise Messungen vorzunehmen, um die tatsächlichen Ein- und Ausgangswerte und damit den Wirkungsgrad zu ermitteln. Grundsätzlich ist auch dann Vorsicht angebracht, wenn eine effiziente USV ausgewählt wurde, die einen hohen Wirkungsgrad bei Volllast erreicht. Denn bei redundanten Konfigurationen teilen oft zwei gleichartige USV-Systeme die Last unter sich auf. Das heißt, beide arbeiten nur mit Lastwerten um die 50 %, da schließlich eine USV den Totalverlust der anderen abfangen können muss. In diesem Bereich ist der Wirkungsgrad aber erheblich schlechter, so dass Einsparungen nicht möglich sind. (Inka Meyerholz)

Die Anforderungen an die Filter-Eigenschaften sind also im Maschinenbau deutlich höher als bei der Verwendung in einem Rechenzentrum. Eine hohe Resistenz gegen Überspannungen und Variabilität bei der Verarbeitung der Eingangsfrequenz wiegt im Maschinen-Umfeld meist schwerer als eine extrem lange Überbrückungszeit. Hersteller, die eine variabel einsetzbare USV anbieten, haben hier einen Vorteil: die „Conceptpower DPA“-Anlagen von Newave beispielsweise können auch ohne Batterien verwendet werden und dienen auf diese Weise ausschließlich dem Glätten der Ausgangsspannung. Kurze Einbrüche fangen sie über die Kondensatoren in der DC-Strecke ab. Je größer der Schwankungsbereich sein darf, desto universeller kann die USV verbaut werden. Dies gilt für die Frequenzregulierung ebenso. Eine USV vom Typ VFI verkraftet Schwankungen zwischen 35 und 70 Hz und hält die gewünschte Ausgangsfrequenz dennoch stabil. Das heißt: Nutzt eine Anlage Standard-PCs für die Steuerung der elektronischen und elektromechanischen Komponenten, kann der Entwickler grundsätzlich den gleichen USV-Typ verwenden, den er auch für die Absicherung eines externen Servers einsetzen würde. Entwickler müssen so nur mit einem USV-System arbeiten und können die Ersatzteil- und Lagerhaltung optimieren. Wird die Maschine an einer schlecht zugänglichen Stelle eingebaut, zahlt es sich zudem aus, wenn der USV-Anbieter Akkus mit sehr langen Wartungsintervallen anbietet. Bis zu zehn Jahre sind – in der Regel gegen Aufpreis – möglich.

1. USV nach Maß
2. USV nach Maß
3. Der modulare Ansatz
4. Die USV-Spielarten