USV-Systeme im Überblick: Arten, Eigenschaften und Vorteile

Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)-Systeme sind die stummen Wächter der digitalen Welt, in der wir leben. Sie bieten eine schützende Barriere aus kritischer Verteidigung für eingebaute elektronische Geräte gegen Stromunterbrechungen wie Stromausfälle, niedrige Spannung, Spannungsspitzen und Frequenzfluktuationen. Für IT-Manager, Betreiber von Rechenzentren und alle anderen Beteiligten, die mit sensibler Technologie arbeiten, ist es wichtig, die verschiedenen Kategorien von USV-Systemen und deren Spezifikationen zu kennen, um eine kontinuierliche Betriebsfähigkeit sicherzustellen.

Double-Conversion-USV vs. Delta Conversion – Was ist der Unterschied

Bei der Auswahl einer USV für den Einsatz in sicherheitskritischen Anwendungen reduzieren zwei fortschrittliche Technologien – Online-Zweifachumrichtung und Online-Delta-Umrichtung – die Liste der verfügbaren Optionen. Beide Systeme arbeiten durchgängig online (24/7), doch ihre Funktionsweise und Ergebnisse sind sehr unterschiedlich.

Online-USV mit Doppelwandler-Technik

Diese Technologie gilt als Goldstandard, wenn es darum geht, sensible Lasten sicher zu versorgen. Eine USV mit Doppelwandler-Technik funktioniert nach dem Prinzip, dass die eingehende Wechselstromversorgung zunächst in Gleichstrom und anschließend wieder in sauberen, stabilen Wechselstrom umgewandelt wird. Dieser Vorgang löst die Geräte vollständig aus der direkten Abhängigkeit zur Netzversorgung und beseitigt sämtliche Störungen durch Harmonische, Frequenzabweichungen und Spannungsschwankungen. Der Wechselrichter ist stets mit der Batterie verbunden, und im Falle eines Stromausfalls entsteht keine Umschaltzeit, da der Wechselrichter automatisch weiterhin Strom aus der Batterie bereitstellt.

Online-USV mit Delta-Umrichtertechnik

Die Delta-Wandlertechnologie konditioniert die Energie ebenfalls kontinuierlich und bietet eine Null-Übergangszeit zur Batterie. Ihre wesentliche Besonderheit besteht darin, dass sie mit hoher Effizienz konzipiert wurde. Sie betreibt ein Delta-Wandlungsmodul, um den Leistungsfaktor aktiv zu verbessern und die Spannung zu regulieren. Eine solche Konstruktion ermöglicht es, ausschließlich mit demjenigen Teil der Leistungsbelastung umzugehen, der Korrekturen erfordert, und nicht mit der gesamten Leistungsbelastung. Dies führt zu einer deutlich gesteigerten Betriebseffizienz, insbesondere bei normalen Lastverhältnissen, bietet jedoch dennoch die vollständige galvanische Trennung und Schutzfunktion eines Online-Systems. Sie eignet sich insbesondere besonders gut für Anwendungen mit wechselnden Lasten, vor allem dort, wo Energieeffizienz von großer Bedeutung ist.

Wichtige Merkmale von Online-UPS-Systemen

Sowohl die Doppelwandler- als auch die Delta-Wandlertechnik von Online-USV-Systemen bieten eine Vielzahl von Eigenschaften, die diese Systeme zu unverzichtbaren Bestandteilen kritischer Infrastrukturen machen.

Reine Sinuswellenleistung

Moderne Server-Netzteile und medizinische Geräte verwenden sensible elektronische Komponenten, die für den Betrieb mit einer perfekten Sinuswelle konzipiert sind. In Online-USV-Systemen wird eine gleichmäßige, stabile Sinuswelle erzeugt. Dies gewährleistet die vollständige Kompatibilität mit sämtlicher Ausrüstung und vermeidet Probleme wie Überhitzung, Instabilität oder Schäden, die durch die simulierten Sinuswellen-Ausgänge von preiswerten USV-Modellen verursacht werden können.

Keine Übertragungszeit

Das wichtigste Merkmal jeder Online-USV ist die Funktion der Null-Übergangszeit. Da der Inverter ständig mit der Last verbunden ist, ist bei einem Netzausfall kein mechanischer Umschalter erforderlich. Der Übergang zur Batterieversorgung erfolgt sofort und nahtlos. Dies ist entscheidend für den Schutz komplexer Systeme, die bereits bei einem Stromausfall von nur einer Millisekunde abstürzen oder versagen können.

Skalierbarkeit und Modularität

Mit steigenden geschäftlichen Anforderungen erhöhen sich auch die Leistungsanforderungen. Die meisten modernen Online-USV-Systeme sind auf eine skalierbare Bauweise ausgelegt. Dies kann beispielsweise das Hinzufügen von externen Batteriemodulen zur Verlängerung der Laufzeit oder der Einsatz modularer, hot-swappbarer Einheiten umfassen, um eine Kapazitätserweiterung und einfache Wartung zu ermöglichen, ohne die versorgte Last jemals offline zu schalten.

Hauptvorteile von Online-USV-Systemen für Rechenzentren und kritische Anwendungen

Die Online-USV ist die einzige mögliche Lösung für Umgebungen, in denen Ausfallzeiten nicht akzeptabel sind. Die Grundlagen für Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit basieren auf ihren Vorteilen.

Die vollständige Trennung der elektrischen Stromversorgung, die durch den Doppelwandlerprozess geboten wird, garantiert, dass die Server und die Netzwerkhardware nur mit sauberem Strom versorgt werden. Dies trägt erheblich dazu bei, die Belastung der Hardware zu verringern, verlängert die Lebensdauer der Geräte und verhindert Datenbeschädigungen aufgrund von unsauberem Strom. Die Null-Übergangszeit stellt sicher, dass sogar die sensibelsten Systeme, wie z. B. Systeme, die Finanztransaktionen abwickeln, oder Echtzeitverarbeitungssysteme, während eines Stromausfalls keine Störungen aufweisen.

Zudem sind diese Systeme skalierbar und ermöglichen es Leitern von Rechenzentren, zunächst eine passgenaue Stromversorgungsschutzlösung einzurichten und diese dann vorhersagbar und kosteneffizient auszubauen, wenn sich die Infrastruktur vergrößert. Ein solcher Schutz, eine solche Konsistenz und ein zukunftsorientiertes Design machen die Online-USV zur unverzichtbaren Grundlage jeder kritischen Anwendung.