Strom aus Bewegung Active Powers Schwungrad-USV garantiert einen hohen Wirkungsgrad

USV-Anlagen von Active Power nutzen anstelle von Batterien ein oder mehrere Schwungräder als Energiespeicher.
USV-Anlagen von Active Power nutzen anstelle von Batterien ein oder mehrere Schwungräder als Energiespeicher.

Das Schwungrad-Verfahren ermöglicht die »kurzfristige Bereitstellung hoher Energiemengen und eignet sich für die zuverlässige Absicherung großer Lasten bei Kurzzeitausfällen«, sagt Uwe Schrader-Hausmann, CTO von Active Power. Der Wirkungsgrad der flywheel-basierenden USV-Systeme liegt bei 98 Prozent unter optimalen Lastbedingungen »und sinkt auch bei ungünstigen Lastverhältnissen von 33 Prozent nicht unter 95 Prozent«.

Weil ein Versorgungssystem, das eine Verfügbarkeit von 99,999 Prozent für kritische Verbraucher sicherstellen soll, ohnehin nicht ohne Notstromaggregat auskommt, »reicht die durch das Schwungrad-Verfahren bereitgestellte Überbrückungszeit aus, bis der Dieselgenerator die Last unterstützt«,versichert Schrader-Hausmann. Dies lässt sich innerhalb von 12 s erreichen. Längere Überbrückungszeiten verbesserten die Wahrscheinlich nicht, dass der Diesel nach einem Fehlstart bei einem zweiten Startversuch anspringt, »sondern verschärfen nur das Temperaturproblem im Rechenzentrum«.

Im Normalbetrieb dreht sich das Schwungrad mit gleichbleibender Geschwindigkeit und speichert dabei kinetische Energie in rotierenden Massen. Grundsätzlich wird die Last aus dem Versorgungsnetz gespeist, wird aber dieser Stromfluss unterbrochen, wandelt das System die im Schwungrad gespeicherte Energie in elektrische Energie um. Liegt wieder Spannung vom Versorgungsnetz an, schaltet das System sowohl die Last als auch das Schwungrad für die Wiederaufladung auf das Versorgungsnetz zurück. Die volle Ladungskapazität hat das Schwungrad mit 7.700 UpM erreicht, einsatzbereit ist die USV bei 4.000 UpM. Je nach Entladungstiefe dauert die Ladezeit wenige Sekunden bis hin zu 2 Minuten, bleibt aber selbst bei der Inbetriebnahme der Anlage unter 5 Minuten.

Die Kosten für Schwungrad-USV-Anlagen liegen über denen für eine USV-Anlage derselben Leistungsklasse in herkömmlicher Bauweise, wobei die Differenz in erster Linie den höheren Kosten für das Schwungrad geschuldet ist. »Allerdings stehen den Mehrkosten bei der Anschaffung Einsparungen bei Wartung und Ersatz von Batterien, beim Platzbedarf und bei den Stromkosten gegenüber«, führt der Activ-Power-CTO aus. Active Powers Schwungrad-Lösungen machten sich im Schnitt bereits nach zweieinhalb Jahren« bezahlt: So liegen Einsparungen im Verbrauch bei der CleanSource UPS im Jahr bei rund 380.000 kWh. Das mache bei den Stromkosten für den Betrieb der USV »rund 45.000 Euro im Jahr aus, bezogen auf einen um 4 Prozentpunkte höheren Wirkungsgrad. Zudem sänken die Kosten für die Kühlung um bis zu 15.000 Euro. Außerdem vermindere sich der CO2-Ausstoß um bis zu 273 t jährlich, des Weiteren entfallen Umweltbelastungen durch die Entsorgung bzw. das Recyceln der in Batterien verwendeten Inhaltsstoffe. Ausgelegt ist die Flywheel-Technik auf eine Lebenszeit von bis zu 20 Jahren.