Was ist eine USV-Anlage? Aufbau und Funktion
Schon ein Stromausfall von Sekundenbruchteilen kann Server und Telefonanlagen zum Absturz bringen. Eine USV-Anlage (unterbrechungsfreie Stromversorgung) verhindert das: Das Gerät mit eigener Batterie versorgt Ihre Verbraucher bei Netzausfall weiter und schützt sie vor Spannungsschwankungen.
Eine USV schützt vor mehr als dem Stromausfall
Der komplette Stromausfall ist nur der auffälligste Fall. Ebenso gefährlich für Ihre Technik sind kurze Spannungseinbrüche und Spannungsspitzen, dauerhafte Über- oder Unterspannung und Frequenzschwankungen aus dem Netz.
Eine USV fängt diese Störungen ab. Ihre Geräte laufen weiter, und Sie entscheiden in Ruhe, ob Sie herunterfahren oder weiterarbeiten. Je nach Bauart gleicht die Anlage außerdem Unter- und Überspannung aus, sodass die Elektronik dauerhaft saubere Spannung bekommt.
Gleichrichter, Batterie, Wechselrichter, Bypass
Eine USV besteht im Kern aus Gleichrichter, Batterie und Wechselrichter. Die meisten Online-Anlagen haben zusätzlich einen internen Bypass. Der Gleichrichter wandelt die Netzspannung in Gleichstrom und hält die Batterie geladen. Die Batterie speichert die Energie für den Ausfall. Je nach Anlage sind verschlossene AGM- oder Gel-Batterien oder geschlossene Bautypen wie OPzS im Einsatz. Long-Life-Ausführungen sind unter Laborbedingungen auf bis zu 12 Jahre ausgelegt, im Betrieb halten sie meist kürzer. Der Wechselrichter macht aus dem Gleichstrom wieder Wechselspannung für Ihre Geräte. Der Bypass ist ein Umgehungsweg: Bei einem Defekt in der Anlage verbindet er die Geräte direkt mit dem Netz. Für die Wartung muss die USV abgeschaltet werden. Auf Wunsch planen wir für diese Zeit eine Übergangslösung ein.
Bei unseren Anlagen gehört die Kommunikation zum Standard: Netzwerkanbindung, Fernüberwachung und eine Shutdown-Software, die Ihre Server bei einem längeren Ausfall automatisch herunterfährt, bevor die Batterie leer ist.
| Bauteil | Aufgabe |
|---|---|
| Gleichrichter | wandelt die Netzspannung in Gleichstrom und lädt die Batterie |
| Batterie | speichert die Energie für den Ausfall |
| Wechselrichter | macht aus Gleichstrom Wechselspannung für Ihre Geräte |
| Interner Bypass (meist bei Online-USV) | verbindet die Geräte bei einem Defekt der Anlage direkt mit dem Netz |
Wie lange überbrückt eine USV einen Stromausfall?
Wie lange die Anlage Ihre Geräte trägt, heißt Autonomiezeit. Sie wird bei der Planung festgelegt. Für ein geordnetes Herunterfahren genügt eine kürzere Autonomiezeit. Möchten Sie bei einem Ausfall weiterarbeiten, benötigen Sie eine größere Anlage oder zusätzliche Batteriemodule.
Soll der Betrieb auch einen langen Ausfall überstehen, übernimmt ein Stromerzeuger. Die USV überbrückt dann nur die Zeit, bis das Aggregat gestartet ist und stabil läuft. Zusammen versorgen beide Ihre Verbraucher unterbrechungsfrei und zeitlich unbegrenzt.
Drei Bauarten für unterschiedlich empfindliche Technik
USV-Anlagen gibt es als Offline-, Line-Interactive- und Online-USV. Sie unterscheiden sich darin, wie sie im Normalbetrieb arbeiten und wie schnell sie beim Ausfall übernehmen. Für empfindliche Verbraucher wie Server, medizinische Geräte oder Steuerungen in der Produktion ist grundsätzlich eine Online-USV zu empfehlen. Den ausführlichen Vergleich mit Vor- und Nachteilen finden Sie im Artikel zu den USV-Typen.
USV-Typen vergleichen
Von der Heizungstherme bis zum Werk: wo USV-Anlagen arbeiten
Am bekanntesten ist der Schutz von IT, also von Serverräumen, Rechenzentren, Netzwerkschränken und Telefonanlagen. Mindestens so wichtig sind Industrie und Forschung. Dort sichern USV-Anlagen komplette Produktionsanlagen, Prozesstechnik, Steuerungen und motorische Antriebe, bei denen ein Ausfall Material, Maschinen und Lieferzeiten kostet.
Auch Krankenhäuser und Medizintechnik, Energieversorger, Verkehr und Bahn, Medienhäuser und der Handel mit seinen Kassensystemen setzen USV-Anlagen ein. Private Haushalte sichern damit ihre Heizung ab.
Wie oft muss eine USV gewartet werden?
Eine USV steht oft jahrelang unbemerkt im Schrank, und ihre Batterie altert dabei. Deshalb gehört eine jährliche Wartung dazu. Einmal im Jahr prüfen wir alle Gerätefunktionen und erproben sie im Testlauf, bis hin zur verbraucherunabhängigen Kapazitätsprobe der Batterie. Mit der regelmäßigen Wartung sichern Sie die Betriebszuverlässigkeit Ihrer Anlage. Unser Prüfprotokoll dokumentiert alle Messwerte. So kennen Sie den Zustand Ihrer Batterie und können sie rechtzeitig tauschen.
Umfang der USV-Wartung ansehenDamit die USV zu Ihrer Anwendung passt, klären wir vier Punkte: Leistungsbedarf, Autonomiezeit, Montage und Aufstellungsort.
Häufige Fragen
Was bedeutet USV?
USV ist die Abkürzung für unterbrechungsfreie Stromversorgung. Gemeint ist ein Gerät mit eigener Batterie, das Ihre Verbraucher bei Netzausfall weiterversorgt und vor Spannungsschwankungen schützt. Im Englischen heißt dieselbe Technik UPS (Uninterruptible Power Supply), USV und UPS meinen also dasselbe.
Wie funktioniert eine USV?
Eine USV speichert Energie in einer Batterie und versorgt damit Ihre Geräte, wenn das Netz ausfällt. Ein Gleichrichter lädt bei Netzbetrieb die Batterie, ein Wechselrichter macht aus deren Gleichstrom wieder Wechselspannung für Ihre Geräte. Fällt das Netz aus, übernimmt die Batterie automatisch, je nach Bauart mit einer Umschaltlücke von wenigen Millisekunden oder ganz ohne.
Was kostet eine USV-Anlage?
Den Preis einer USV-Anlage bestimmen drei Größen: Leistung in kVA, Bauart und Überbrückungszeit, also die Batterie. Dazu kommen Aufstellung, Netzwerkanbindung und Wartung. Eine belastbare Zahl liefert deshalb erst ein Angebot auf Basis Ihrer Geräteliste, das wir für Ihre Last und Ihren Standort erstellen.
Wie ist eine USV-Anlage aufgebaut?
Eine USV-Anlage besteht im Kern aus Gleichrichter, Batterie und Wechselrichter. Online-Anlagen haben meist zusätzlich einen internen Bypass, der die Geräte bei einem Defekt der Anlage direkt mit dem Netz verbindet. Netzwerkanbindung, Fernüberwachung und Shutdown-Software gehören bei unseren Anlagen zum Standard. Die GridCo Energy Solutions GmbH plant USV-Anlagen von 10 bis 6.400 kVA und wartet Anlagen von 0,4 bis 6.400 kVA.
Größe und Bauart sind die nächsten Fragen
Nach der Grundlage folgen zwei Entscheidungen: welche Bauart Ihre Geräte benötigen und wie groß die Anlage sein muss. Wie USV-Anlagen geplant, geliefert und installiert werden, zeigt die Seite USV-Anlagen.