Die Abkürzung USV steht für unterbrechungsfreie Stromversorgung. Sie hat den Zweck, bei Störungen am Stromnetz die Stromversorgung weiterhin sicherzustellen. Der Einsatz von USVen verhindert zum Beispiel den Ausfall von lebenserhaltenden Maschinen in Krankenhäusern. Seltener findet die unterbrechungsfreie Stromversorgung Verwendung in Privathaushalten oder kleinen Büros.
Auch wenn der Name eine unterbrechungsfreie Versorgung verspricht, kann diese für wenige Millisekunden unterbrochen werden. Dies bleibt für die Verbraucher aber ohne Funktionseinbußen, da diese in ihren Netzteilen ausreichend Energie speichern, um einige Millisekunden selbst überbrücken zu können.
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Eine USV versorgt den Verbraucher nicht nur im Fall eines Stromausfalls. Je nach Aufbau können Unter- und Überspannungen ebenso wie Frequenzänderungen und Oberschwingungen abgefedert werden. Da immer wieder große Ströme ungewollte Auswirkungen auf das Stromnetz zur Folge haben, können empfindliche Geräte durchaus beschädigt werden.
Beim Abschalten großer Lastabnehmer ist plötzlich viel mehr Spannung vorhanden, dies wird als Überspannung bezeichnet. Das Anschalten großer Abnehmer hingegen ruft Spannungsabsenkungen, die sogenannten Unterspannungen, hervor. Dies kann auch durch das ständige Nachregeln der Energieversorger nicht verhindert werden. Indem eine USV die angeschlossenen Geräte aus Akkumulatoren speist, die ihrerseits permanent aus dem Stromnetz nachgeladen werden, können Schwankungen und Ausfälle im Netz ausgeglichen werden.
Ausstattung einer USV
Die unterbrechungsfreie Stromversorgung besteht aus Stromrichtern, einer elektronischen Regelung und Akkumulatoren. USVen, die in Serie produziert werden, haben meistens eine Leistung von mindestens 300 Voltampere (VA). Die Belastbarkeit der verbauten Stromrichter ist ausschlaggebend für die USV-Leistung. Ein anderes sehr wichtiges Merkmal ist natürlich die Zeit, die mithilfe der unterbrechungsfreien Stromversorgung überbrückt werden. Diese ist abhängig von der Kapazität der verwendeten Akkus. Je nach Verwendungszweck reicht die Überbrückungszeit von wenigen Sekunden bis zu mehreren Stunden.
In Fällen, in denen ein großer Bedarf an Überbrückungszeit und Leistung besteht, kommen mitunter sogenannte Stromerzeugungsaggregate zum Einsatz. Mit diesen werden dann die Akkus der USV nachgeladen. In kleineren Rechenzentren kommuniziert die USV mit den Servern. Auf diese Art wird gewährleistet, dass die Computer vor Ablauf der zur Verfügung stehenden Überbrückungszeit automatisch heruntergefahren werden. Dabei werden geöffnete Dateien kontrolliert geschlossen, um einen möglichen Datenverlust zu verhindern. Größere Rechenzentren hingegen nutzen Notstromgeneratoren. Die USV wird in diesem Fall nur benötigt, um die Zeit zu überbrücken, welche die Generatoren zum Anlaufen benötigen.
USV Kategorien
Es gibt drei Kategorien für USVen. Die Offline USV leitet im Normalbetrieb den Strom vom Eingang zum Ausgang und somit an den Verbraucher weiter. Ein vom Eingang versorgter Gleichrichter lädt die Akkumulatoren. Wenn die Versorgung aus dem Stromnetz abbricht, schaltet der Ausgang auf einen Wechselrichter um, den die Akkus speisen. Eine USV dieser Kategorie wird als passiv bezeichnet. Die netzinteraktive USV nutzt einen Umrichter als zentrales Bauteil. Dieser erzeugt, abhängig vom Bedarf, aus der eingehenden Wechselspannung die zum Laden der Akkumulatoren benötigte Gleichspannung oder aus der Gleichspannung, die die Akkus liefern, die Wechselspannung, die von den Verbrauchern am Ausgang abgenommen wird.
Der Umrichter begrenzt außerdem die Spannung am Ausgang der USV. USVen aus dieser Kategorie schützen also vor den Folgen von Stromausfällen und vor denen die durch Unter- oder Überspannung entstehen. Eine Online USV speist durch einen Gleichrichter am Eingang direkt die Akkus. Am Ausgang bezieht ein Wechselrichter die Energie über den Gleichrichter, bei Netzausfall dann über die Batterieanlage. Diese unterbrechungsfreie Stromversorgung schützt somit vor allen Störungen, die im Stromnetz auftreten können.
Häufige Fragen und Antworten
Vor welchen Störungen schützt die USV?
Eine USV sichert die Stromversorgung bei Störungen des Stromnetzes. Neben Stromausfällen schützt sie auch vor Unter- und Überspannungen, Frequenzänderungen und Oberschwingungen. Dies ist besonders wichtig, da diese Störungen empfindliche Geräte beschädigen können.
Ausstattung einer USV
Die unterbrechungsfreie Stromversorgung besteht aus Stromrichtern, einer elektronischen Regelung und Akkumulatoren. USVen haben eine Leistung von mindestens 300 Voltampere (VA) und die Belastbarkeit der Stromrichter bestimmt die USV-Leistung. Die Überbrückungszeit hängt von der Kapazität der Akkus ab und reicht von wenigen Sekunden bis zu mehreren Stunden. Bei größeren Anforderungen kommen zusätzlich Stromerzeugungsaggregate zum Einsatz.
USV Kategorien
Es gibt drei Kategorien für USVen: Offline USV, netzinteraktive USV und Online USV. Die Offline USV leitet den Strom im Normalbetrieb direkt weiter und schaltet bei Stromausfall auf Akkustrom um. Die netzinteraktive USV nutzt einen Umrichter, um die Akkus zu laden und die benötigte Wechsel- oder Gleichspannung zu erzeugen. Die Online USV speist die Akkus direkt über einen Gleichrichter und bezieht die Energie am Ausgang über einen Wechselrichter. Sie schützt vor allen Störungen im Stromnetz.