USV Arten im Überblick

Es gibt verschiedene USV Arten auf dem Markt. Sie verfolgen jedoch alle ein Hauptziel: Ihre wertvollen und wichtigen Geräte auch bei Schwankungen im Stromnetz oder bei einem Netzausfall betriebsbereit zu halten. USV steht für Unterbrechungsfreie Stromversorgung.

USV Systeme unterscheiden sich vor allem durch Umschaltzeit, Anschaffungskosten, Betriebskosten, Wirkungsgrad und die Art, wie gut sie Störungen aus dem Netz vom Verbraucher entkoppeln.

Die drei gängigen USV Typen

In der Praxis werden USV Systeme häufig nach ihrer Funktionsweise in drei Typen eingeteilt: Offline, Line Interactive und Online.

Offline

Typischer Einsatz: Einzelne Arbeitsplätze, kleinere Verbraucher, einfache Peripherie, dort wo kurze Umschaltzeiten in der Regel toleriert werden.

Vorteile: geringe Anschaffungskosten, sehr niedrige Betriebskosten, guter Wirkungsgrad.

Nachteile: kurze Umschaltzeit im Fehlerfall, meist keine aktive Spannungsregelung, Störungen aus dem Netz werden nur begrenzt reduziert.

Richtwert Umschaltzeit: bis etwa 10 Millisekunden, je nach Gerät.

Line Interactive

Typischer Einsatz: Computersysteme, Netzwerke, Telekommunikationsanlagen, kleine Serverumgebungen, insbesondere wenn Spannungsschwankungen häufiger auftreten.

Vorteile: moderate Anschaffungskosten, hohe Effizienz, bessere Stabilisierung bei Unter und Überspannung durch integrierte Spannungsregelung.

Nachteile: kurze Umschaltzeit im Fehlerfall.

Richtwert Umschaltzeit: häufig bis etwa 4 Millisekunden, je nach Gerät.

Online

Typischer Einsatz: Server und sensible IT Systeme, Datenkommunikation, Mess und Steuertechnik, überall dort, wo maximale Entkopplung vom Stromnetz und eine unterbrechungsfreie Versorgung entscheidend sind.

Vorteile: praktisch keine Umschaltzeit, sehr gute Entkopplung und Filterwirkung gegenüber Netzstörungen, je nach Gerät auch sehr stabile Frequenz und Spannung.

Nachteile: höhere Anschaffungskosten, höhere Betriebskosten durch Wandlungsverluste, je nach Gerät und Betriebsmodus geringerer Wirkungsgrad als bei den anderen Typen.

Funktionsweise der USV Typen

Im Folgenden skizzieren wir die grundlegenden Funktionsweisen der drei Typen, damit Sie die Unterschiede schneller einordnen können.

Offline USV Anlagen

Bei einer Offline USV wird die Netzspannung im Normalbetrieb weitgehend an den Ausgang durchgeschaltet. Parallel überwacht die USV das Netz und lädt bei Bedarf den Akku.

Kommt es zu einem Netzausfall oder zu Abweichungen außerhalb eines definierten Toleranzfensters, schaltet die USV auf Akku und Wechselrichter um. Dabei entsteht eine kurze Umschaltzeit. Moderne Schaltnetzteile können kurze Unterbrechungen häufig überbrücken, dennoch kann es bei empfindlichen Anwendungen sinnvoll sein, auf einen Typ mit kürzerer oder ohne Umschaltzeit zu setzen.

Der Wirkungsgrad ist im Normalbetrieb meist hoch, da die Energie überwiegend direkt aus dem Netz kommt. Die genaue Filter und Schutzwirkung hängt vom jeweiligen Gerät ab und reicht je nach Modell von Basisschutz bis zu erweiterten Funktionen.

Line Interactive USV Anlagen

Line Interactive USV Systeme können als praxisnaher Kompromiss verstanden werden. Sie schützen gegen Netzausfall und reduzieren zusätzlich typische Spannungsschwankungen.

Dazu nutzen sie eine integrierte Spannungsregelung, oft in Form eines automatischen Spannungsreglers. Dadurch kann die Ausgangsspannung innerhalb bestimmter Grenzen stabilisiert werden, ohne sofort auf Batteriebetrieb zu wechseln. Das schont die Batterie, erhöht die Effizienz und verbessert die Versorgung bei häufigen Unter und Überspannungen.

Der Wirkungsgrad ist in der Regel sehr gut und liegt häufig im Bereich der hohen Neunziger, abhängig vom Gerät und der aktuellen Netzsituation.

Online USV Anlagen

Online USV Anlagen arbeiten nach dem Doppelwandlerprinzip. Der Verbraucher wird permanent über einen Gleichrichter und einen Wechselrichter versorgt. Dadurch werden Spannungsschwankungen sehr zuverlässig vom Verbraucher entkoppelt. Je nach Ausführung kann auch die Frequenz besonders stabil gehalten werden.

Da im Störfall kein Umschalten in einen anderen Betriebsmodus nötig ist, entfällt die Umschaltzeit praktisch vollständig. Das ist ein entscheidender Vorteil für empfindliche Systeme.

Die permanente Wandlung führt jedoch zu elektrischen Verlusten und Wärme. Deshalb sind Anschaffungs und Betriebskosten höher als bei Offline oder Line Interactive Systemen. Der Wirkungsgrad hängt stark vom Gerät und vom Betriebsmodus ab. Viele Systeme bieten zusätzlich Betriebsarten, die den Wirkungsgrad verbessern können, wenn die Netzqualität ausreichend gut ist.

Wichtig zur Batterie: Im Normalbetrieb wird die Batterie in der Regel erhaltungsgeladen und nicht ständig zyklisch entladen. Dennoch ist sie ein Verschleißteil. Die Lebensdauer hängt vor allem von Batterietyp, Temperatur, Ladebedingungen und der Anzahl realer Entladeereignisse ab. Je nach Einsatzbedingungen kann ein Austausch nach einigen Jahren erforderlich sein, häufig im Bereich von drei bis fünf Jahren, teils länger bei optimalen Bedingungen.

Kurze Entscheidungshilfe

Wenn es vor allem um kostengünstigen Schutz vor Netzausfall geht, kann Offline ausreichend sein.

Wenn zusätzlich häufige Spannungsabweichungen auftreten und Sie mehr Stabilisierung wünschen, ist Line Interactive meist die bessere Wahl.

Wenn Sie maximale Entkopplung vom Netz benötigen oder Umschaltzeiten grundsätzlich vermeiden wollen, ist Online in der Regel die passende Lösung.