Die USV (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) ist ein entscheidendes Element, um zahlreiche Dienste in unserem Alltag zu gewährleisten.

Wir leben in einer hypervernetzten Welt, die die sofortige und ununterbrochene Verfügbarkeit unzähliger Dienste erfordert. In unserem täglichen Leben sind Tausende von Komponenten beteiligt, deren Existenz und Funktion vielen von uns nicht bewusst sind, um sicherzustellen, dass jedes Rädchen in unserer Gesellschaft stets einwandfrei funktioniert. Es ist unbestreitbar, wie unangenehm es ist, wenn Kommunikationsnetze oder die Stromversorgung ausfallen. Aus diesem Grund und trotz der Tatsache, dass technologische Investitionen in Telekommunikationsinfrastrukturen und Stromnetze erhebliche Fortschritte bei der Gewährleistung der Versorgung in allen Regionen erzielen, ist es unerlässlich, über Unterstützungs- oder Notfallgeräte zu verfügen, um Schäden im Falle einer unerwarteten Unterbrechung zu verhindern. Eines dieser Elemente, über das wir heute sprechen werden, sind USV-Anlagen (Unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme), auch bekannt unter dem Akronym USV (Uninterruptible Power Supply). Diese Geräte werden an so unterschiedlichen Orten wie Rechenzentren, Krankenhäusern, Bürogebäuden, Industrieanlagen, Transportinfrastrukturen wie Schiffen oder überall dort eingesetzt, wo eine zuverlässige und qualitativ hochwertige Stromversorgung jederzeit verfügbar sein muss. Sie sind verantwortlich für die Gewährleistung der unterbrechungsfreien Stromversorgung, wenn es im Stromnetz zu einem Ausfall oder einer Unterbrechung jeglicher Art kommt.

Die USV dient als Backup, sodass die Dienste unserer Systeme im Falle eines Stromausfalls nicht unterbrochen werden. Sie sind Geräte, die andere Geräte über ihre Batterien mit elektrischer Energie versorgen können, ohne auf das Stromnetz angewiesen zu sein. Die Autonomiezeit der USV hängt von der Art und Anzahl der Batterien im System ab. Je mehr Batterien, desto länger können wir einen Stromausfall überstehen.

Eine USV stellt beispielsweise sicher, dass die Energie, die ein Operationssaal für eine kritische Operation benötigt, jederzeit stabil bleibt; dass die Rechenzentren, die den Internetzugang zu unseren Haushalten ermöglichen, bei einer Überspannung durch ein Gewitter nicht ihren Betrieb einstellen; oder dass die Kommunikationssysteme eines Schiffes aufgrund eines kritischen Stromversorgungsfehlers nicht ausfallen und den Schiffsverkehr gefährden. Vielleicht sind Sie sich nun der Bedeutung dieser unbekannten Geräte etwas bewusster.

Darüber hinaus dient eine USV als Filter für elektrische Systeme oder Geräte, die an das Stromnetz angeschlossen sind. Das heißt, wenn wir beispielsweise ein solches unterbrechungsfreies Stromversorgungssystem (USV) an ein Boot anschließen, schützen wir die gesamte Computerausrüstung vor möglichen Überspannungen, Spannungsspitzen, Störungen, Frequenzschwankungen oder Mikrounterbrechungen. Die USV filtert all diese Störungen heraus und sorgt so für eine perfekte Reinigung der Ausgangssinuswelle. Dadurch wird nicht nur die einwandfreie Funktion der an das Netz angeschlossenen Geräte gewährleistet, sondern auch deren Lebensdauer verlängert.

Wie funktioniert eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)?

Um die Funktionsweise dieser Elemente zu verstehen, ist es zunächst notwendig zu wissen, aus welchen Komponenten eine USV besteht. Mal sehen:

• Gleichrichter/Ladegerät: Es ist für die Umwandlung des Wechselstroms zuständig. Strom, der über das Netz ankommt, wird in Gleichstrom umgewandelt, entweder zum Laden der Batterien oder zur Versorgung des Wechselrichters.
• Batterien: Sie liefern die elektrische Energie, die für den Betrieb des Systems im Falle eines Stromausfalls erforderlich ist.
• Wechselrichter: Dieses Bauteil wandelt den Strom – entweder vom Gleichrichter oder von Batterien – von Gleichstrom in Wechselstrom um, der dann an die an die USV angeschlossenen Systeme verteilt wird.
• Statische und Wartungsarbeiten Bypass: Dies ist die Art von Stromkreis, die die USV enthält und die es ermöglicht, die elektrische Ladung direkt mit dem Hauptnetz (oder einem separaten Netz) zu verbinden, wenn die USV einen Fehler aufweist. Steuereinheit: Dies ist das intelligente Element, mit dem das unterbrechungsfreie Stromversorgungssystem ausgestattet ist. Je nach Gerätetyp und Funktionen ermöglicht es eine Reihe von Funktionalitäten über Software oder andere Wege.

Wie funktioniert es im Normalbetrieb?

Wenn die USV normal arbeitet, d. h. mit einer verfügbaren und qualitativ hochwertigen Stromversorgung, gelangt der Strom über den USV-Anschluss ins Netz und durchläuft zunächst den Gleichrichter, der den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt.

Diese Umwandlung ist notwendig, da ein Teil des Stroms … Der Strom wird in der Batterie gespeichert – dort muss es sich um Gleichstrom handeln – und der restliche Strom fließt weiter zum Wechselrichter, der ihn wieder in Wechselstrom umwandelt, um die an die USV angeschlossenen Systeme zu versorgen.

Was passiert bei einem Stromausfall?

Stellen Sie sich vor, das Stromnetz ist nicht mehr verfügbar oder die Spannung liegt außerhalb der zulässigen Qualitätsgrenzen; dadurch ändert sich der Stromfluss. In diesem Fall wird der Wechselrichter mit der von den Batterien gelieferten Gleichspannung versorgt. Die Ausgangsleistung des Wechselrichters bliebe unverändert, und daher würde die dem System zugeführte elektrische Ladung ohne Unterbrechung weiterlaufen.

Die Autonomiezeit, also die Zeit, in der die Batterien das System versorgen können, hängt vom Stromverbrauch der vom Gerät gelieferten Ladung und der Batteriekapazität ab. Sobald die Netzspannung wiederhergestellt ist, d. h. einen Wert innerhalb der zulässigen Toleranzen erreicht, nimmt der Gleichrichter seinen Betrieb wieder auf und der Normalbetrieb wird wiederhergestellt.

Die Batterien erholen sich von der Entladung während des Stromausfalls durch Aufladen über die vom Gleichrichter/Ladegerät gelieferte Gleichspannung.

Was passiert bei einem Ausfall der USV oder wenn Wartungsarbeiten durchgeführt werden müssen?

Bei einem Fehler in der USV wird der statische Bypass automatisch aktiviert und leitet die elektrische Ladung sofort an das Hauptstromnetz (oder das externe Stromnetz) weiter. Bei Überlastung oder Kurzschluss wird der Stromfluss umgeleitet. So stellt die USV unabhängig vom Betriebszustand eine unterbrechungsfreie Stromversorgung sicher. Daher der Name.

Es gibt verschiedene USV-Schaltungen bzw. -Typen mit unterschiedlich vielen Schutz- und Filterelementen zur Gewährleistung von „sauberem“ Strom; alle enthalten jedoch mindestens die genannten Elemente. Für den korrekten Betrieb der USV verfügen die modernsten USV-Anlagen über Steuereinheiten und Software, die dem Benutzer Echtzeitinformationen sowie personalisierte Funktionen bereitstellen.Supsonik, 35 Jahre Erfahrung in der Leistungselektronik src=”https://www.velatia.com/wp-content/uploads/2022/03/logo-supsonik-big.png” alt=”Supsonik”/>