USV-Berechnung

USV-Berechnung: Warum?

Im Auswahlprozess einer neuen USV-Anlage (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) ist die korrekte Dimensionierung ein zentraler Schritt.

• Zu klein dimensioniert: Geräte und Prozesse sind im Störfall nicht ausreichend geschützt – die Investition verfehlt ihren Zweck.
• Zu groß dimensioniert: Unnötig hohe Anschaffungskosten und häufig auch höhere Betriebs- und Wartungskosten.

Ziel einer USV-Berechnung ist daher eine technisch passende und kosteneffiziente Lösung.

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Hauptkriterien der USV-Berechnung

Für die Auslegung sind vor allem zwei Punkte entscheidend:

1. Benötigte Leistung (Wirkleistung in W und Scheinleistung in VA)
2. Gewünschte Autonomiezeit (Überbrückungszeit)

Zusätzlich spielt bei der finalen Auswahl der USV-Typ (Offline/Line-Interactive/Online) eine Rolle.

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Leistung: Wirkleistung vs. Scheinleistung

Wirkleistung (W)

Die Wirkleistung ist die Leistung, die Ihre Verbraucher tatsächlich in Nutzenergie umsetzen (z. B. Rechenleistung, Licht, Wärme). In vielen Fällen liegt die reale Leistungsaufnahme unter der maximalen Angabe auf Netzteilen/Typenschildern.

Scheinleistung (VA)

Die Scheinleistung ist die Gesamtleistung, die das USV-System liefern muss. Sie setzt sich aus Wirkleistung und Blindleistung zusammen.

Wichtig: Scheinleistung ist immer gleich oder größer als Wirkleistung (je nach Leistungsfaktor).

Leistungsfaktor (PF / cos φ)

Die Beziehung zwischen W und VA hängt vom Leistungsfaktor PF (Power Factor) ab:

• P (W) = S (VA) × PF
• S (VA) = P (W) ÷ PF

Der PF ist lastabhängig. Moderne IT-Verbraucher mit aktiver PFC liegen häufig deutlich höher (z. B. nahe 0,9), andere Lasten können niedriger liegen. Wenn Sie den PF nicht kennen, sollte man konservativ rechnen oder die Daten des Verbrauchers/Herstellers nutzen.

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Autonomiezeit (Überbrückungszeit)

Die Autonomiezeit gibt an, wie lange die Verbraucher bei Netzausfall oder Netzstörung weiter betrieben werden.

Für typische IT-Anwendungen (Server/PC/Netzwerk) sollte die Autonomiezeit mindestens ausreichen, um:

• Anwendungen kontrolliert zu schließen,
• Daten zu speichern,
• Systeme geordnet herunterzufahren.

Wichtig: Die Autonomiezeit wird in der Praxis meist über Hersteller-„Runtime Charts“ bzw. Auslegungstools bestimmt (abhängig von Last und Batteriekapazität).

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USV-Berechnung: Leitfaden

Schritt 1: Verbraucher erfassen

Ermitteln Sie die Leistungsaufnahme möglichst realistisch:

• Idealfall: Messung mit einem Leistungsmessgerät (Wattmeter) bzw. Server-Management-Daten.
• Alternativ: Datenblattwerte („typisch“ und „max“).

Hinweis: Angaben wie „0,5 A“ am Netzteil sind oft Maximalwerte. Für die Auslegung kann das bewusst konservativ sein – sollte dann aber als „Worst Case“ verstanden werden.

Schritt 2: Wirkleistung addieren (W)

Summieren Sie die Wirkleistung aller Verbraucher.

Schritt 3: In VA umrechnen (falls erforderlich)

Wenn die USV in VA dimensioniert wird oder Sie VA-Werte haben, nutzen Sie den Leistungsfaktor:

• S (VA) = P (W) ÷ PF

Wenn PF unbekannt ist, wählen Sie eine konservative Annahme (z. B. PF = 0,8) oder orientieren Sie sich an den Angaben der geplanten USV bzw. der Verbraucher.

Schritt 4: Reserve einplanen

Planen Sie Reserve für Lastspitzen, Wachstum und Batterietoleranzen ein:

• typisch 20–30 %

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Beispielrechnung für eine USV

Sie möchten folgende Verbraucher absichern:

• Zwei Computer mit jeweils 300 W
• Ein Server mit 500 W
• Ein Router mit 15 W (Beispielwert; bitte real messen oder Datenblatt nutzen)

1) Wirkleistung (W) berechnen

P_ges = 2 × 300 W + 500 W + 15 W = 1.115 W

2) Scheinleistung (VA) berechnen

Angenommener Leistungsfaktor (konservativ): PF = 0,8

S_ges = 1.115 W ÷ 0,8 = 1.393,75 VA

3) Leistungsreserve (20 %) einplanen

P_USV = 1.115 W × 1,2 = 1.338 W

S_USV = 1.393,75 VA × 1,2 = 1.672,5 VA

➡️ Ihre USV sollte demzufolge mindestens ca. 1.340 W und ca. 1.670 VA leisten können.

Tipp: Wenn Sie den PF Ihrer Verbraucher kennen (oder die USV einen hohen PF bietet), kann die erforderliche VA-Leistung niedriger ausfallen.

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Was eine reine W/VA-Rechnung nicht vollständig abdeckt

Je nach Anwendung sollten zusätzlich geprüft werden:

• Einschalt-/Anlaufströme (Inrush) und nichtlineare Lasten
• Batteriealterung (Autonomie sinkt über die Jahre)
• USV-Topologie (Offline/Line-Interactive/Online) und Netzqualität
• Einphasig/Dreiphasig, Redundanz, Bypass und ggf. Generatorbetrieb

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