USV

Eine USV ist ein elektrisches Gerät, das zwischen Stromversorgung und kritischen Verbrauchern sitzt und bei Netzausfall oder gefährlichen Spannungseinbrüchen sofort AC-Strom liefert. Sie enthält einen Akku (üblicherweise Blei-Säure-, Lithium- oder Superkondensator-Technologie), einen Laderegler und einen Wechselrichter, der gespeicherte Gleichspannung bei Bedarf zurück in Wechselspannung umwandelt. Die gesamte Umschaltung läuft in Millisekunden ab, schnell genug, dass die meisten Geräte den Ausfall gar nicht bemerken.

Es gibt drei Haupttopologien. Offline-USV-Geräte (auch Standby genannt) überwachen die Eingangsspannung und schalten auf Akkubetrieb um, wenn sie unter einen Schwellwert fällt; sie sind günstig, führen aber eine kurze Verzögerung ein. Line-Interactive-Geräte gleichen Spannungseinbrüche und Überspannungen aus, ohne auf den Akku zu schalten, was die Laufzeit verlängert und vor Unterspannungen schützt. Online-USV-Geräte (auch Double-Conversion genannt) wandeln Akkuspannung kontinuierlich um, um den Verbraucher zu versorgen, während Laderegler den Akku füllen; das ankommende Netz wird von der Ausgabe isoliert, was elektrisches Rauschen ausschließt und garantierte Umschaltungszeit ohne Verzögerung bietet, allerdings zu höheren Anschaffungskosten und kontinuierlichen Verlusten im Wechselrichter.

Kapazität und Laufzeitangaben sind entscheidend

Die Kapazität wird in Voltampere (VA) oder Watt gemessen; ein 1000-VA-Gerät mit einem Leistungsfaktor von 0,8 liefert etwa 800 Watt. Die Laufzeit hängt von Akkugröße und Last ab; eine typische USV im Bürobereich mit einigen hundert Watt Last kann 5 bis 15 Minuten lang Strom liefern, genug um Daten zu sichern und sauber herunterzufahren. Rechenzentren nutzen externe Akkubatterien, um Laufzeiten von vielen Stunden zu erreichen. Eine USV zu überdimensionieren ist verbreitet, weil Lasten oft höher ausfallen als anfangs geschätzt und weil Spannungseinbruch des Akkus unter Spitzenlast zu vorzeitiger Umschaltung führen kann.

Typische Ausfallarten sind Akkuerschöpfung (normalerweise nach 3 bis 5 Jahren regelmäßiger Nutzung), fehlerhafte Wechselrichterkreise durch Überspannung oder Wärmestress und verschmutzte Kühlöffnungen, die interne Temperaturen in die Höhe treiben. Selbsttests, manuell oder automatisch ausgelöst, laden und entladen den Akku, um Einsatzfähigkeit zu prüfen; ein bestandener Selbsttest bedeutet, dass das Gerät bei echtem Ausfall den Verbraucher nicht schützt. Ersatzfilter und Akkus sind Verbrauchsmaterial; deren Alter zu erfassen verhindert Überraschungen.

USV-Geräte kommen in Krankenhäusern, Serverräumen, industriellen Steuerungssystemen und zunehmend in Home-Office-Setups zum Einsatz. In manchen Ländern schreiben Vorschriften USV-Schutz für Sicherheitssysteme und Notbeleuchtungskreise vor. Der Begriff ist in der Branche etabliert, wobei manche Hersteller von 'Uninterruptible Power Source' statt 'Supply' sprechen.