Socomec Mit USV-Anlagen Produktionsausfälle verhindern

Schutzarten berücksichtigen

Allerdings ist nicht jeder Doppelwandler für den industriellen Einsatz geeignet. Die Anforderungen an USV-Systeme in der Industrie unterscheiden sich deutlich von denen für die Absicherung von IT-Equipment. Ein Faktor sind die Umweltbedingungen am Aufstellort. Im Datacenter sind für USV-Anlagen und Energiespeicher abgetrennte, klimatisierte Räume von vorne herein eingeplant, in der Industrie ist das keine Selbstverständlichkeit. Die Anlagen werden dort untergebracht, wo Platz ist, unter Umständen auch auf den Produktionsflächen. Dort können sie Staub, hohen Temperaturen, Vibration und aggressiven Medien wie Spritzwasser, Dämpfen, Säuren oder Laugen ausgesetzt sein. Entsprechend robust müssen Gehäuse und Anlage beschaffen und der der Anwendung angemessenen Schutzart als IP-Variante (Industrial Process) angepasst sein. Typischerweise werden in Industrieanlagen Systeme der Schutzart IP54 eingesetzt.

Die IP-Schutzklassen legen fest, in welchem Umfang das elektrotechnische System Umwelteinflüssen ausgesetzt werden kann, ohne beschädigt zu werden oder ein Sicherheitsrisiko darzustellen. Dabei geht es insbesondere um den Berührungsschutz und den Schutz gegen das Eindringen von Wasser und Feuchtigkeit. Für das System ist die notwendige Wärmeabfuhr einer der wesentlichen zu berücksichtigenden Parameter bei Erhöhung der Schutzart. Industriell ausgeführte USV-Systeme werden werksseitig standardmäßig mit höherer Schutzart projektiert und können bei Socomec als Standardprodukt mit IP54-Klassifizierung ausgeführt werden.

Anwendungsspezifische Speichertechnologien
 
Auch hinsichtlich der Überbrückungszeit unterscheiden sich Industrie und Rechenzentrum. Die erforderliche Zeit wird von der Anwendung vorgegeben und mittels technisch unterschiedlicher Energiespeicher umgesetzt. In Rechenzentren beispielsweise hat sich eine Überbrückungszeit von 10 bis 15 Minuten durchgesetzt, damit die Last sicher an eine Netzersatzanlage übergeben werden kann. Dafür eignen sich Bleibatterien als Energiespeicher. In jüngster Zeit treten häufiger Lithium-Ionen-Batterien an ihre Stelle, weil sie weniger temperaturempfindlich sind, bei hoher Zyklenfestigkeit eine längere Lebenszeit haben und schneller aufgeladen werden können. Diese Eigenschaften machen sie darüber hinaus auch für industrielle Anwendungen interessant.

Je nach Anwendung kann in der Industrie die Überbrückung von Ausfällen im Millisekunden-Bereich, wie sie durch Blitzeinschläge im Stromnetz verursacht werden, ausreichen. Oder die Anlage soll so viel Überbrückungszeit bereitstellen, dass bestimmte Prozessschritte heruntergefahren werden können. Für Mikro- und Kurzzeitausfälle von unter einer Minute stehen Speichertechnologien zur Verfügung, die rauen Umgebungsbedingungen besser als Bleibatterien widerstehen - wie etwa das robuste und langlebige Schwungrad, bei dem kinetische Energie in rotierenden Massen gespeichert wird. Aktuelle Neuentwicklungen bei den Kurzzeitspeichern sind Lithium-Ionen-Kondensatoren, die als Hybriden aus Lithium-Ionen-Batterie und Superkondensator ebenfalls Eigenschaften wie hohe Energie- und Leistungsdichte sowie hohe Zyklenfestigkeit aufweisen und bei Temperaturen bis 30 °C ohne zu berücksichtigende Reduktion der Lebensdauer eingesetzt werden können.

Besondere Art der Lasten
 
Während in der IT vorwiegend kapazitive und konstante Lasten anzutreffen sind, findet sich bei industriellen Lasten je nach Applikation eine große Bandbreite von Anforderungen. Lasten in der Industrie müssen deshalb hinsichtlich elektrotechnischer Parameter wie das Verhältnis von Wirkleistung zu Scheinleistung, Lastsprünge, Anlaufströme und Kurzschlussströme ausgewählt werden. Zum Beispiel sind im Betrieb auftretende Ströme wie der Anlaufstrom von motorischen Lasten in Aufzügen, Lüftern und Motoren in die Dimensionierung des USV-Systems einzubeziehen. Als Konstantstromquelle sind USV-Systeme nicht in der Lage, außerhalb ihrer definierten Nenn- bzw. Überlastparameter Strom zu liefern. Für den Fall eines abgangsseitigen Kurzschlusses müssen für das Kurzschlussverhalten der USV der Bypass-Betrieb und bei nicht zur Verfügung stehender Eingangsstromquelle der Batteriebetrieb unterschieden werden. Für beide Betriebsfälle sind die Kurzschluss-Schutzeinrichtungen mit der Abschaltbedingung in Einklang zu bringen.