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Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)

Was bedeutet unterbrechungsfreie Stromversorgung?

Als unterbrechungsfreie Stromversorgung, kurz USV, werden alle technischen und organisationalen Vorkehrungen bezeichnet, die dafür sorgen, dass Geräte und Maschinen ohne Einschränkungen funktionieren können, auch wenn die primäre Stromquelle ausfällt. Diese Notstromversorgung ist als redundantes System vor allem für Infrastruktur ausgelegt, bei der eine permanente Stromversorgung erforderlich für den Betrieb ist. Im Gegensatz zu einer nahezu nahtlosen Versorgung bei der USV, findet bei einer allgemeinen Ersatzstromversorgung (AEV) kurzzeitig eine Unterbrechung der Stromversorgung statt, wenn vom Primärsystem auf die sekundäre Versorgung umgeschaltet wird.

Eine USV schützt die daran angeschlossenen Systeme vor Stromausfall, Überspannungen, Frequenzänderungen und mehr.

Wie funktioniert eine unterbrechungsfreie Stromversorgung?

Eine USV kann Schwankungen und Stromausfälle damit ausgleichen, dass angeschlossene Geräte mit Energie aus Akkus versorgt werden, welche im Normalzustand durch die primäre Stromquelle, also das normale Stromnetz, aufgeladen werden. Diese batterie- oder akkugestützte Variante der USV ist am weitesten verbreitet. Andere technische Ausführungen, wie beispielsweise die rotationsbasierte USV, die mit Energiespeicherung aus einem Schwungrad arbeitet, kommen vor allem bei größeren Ersatzstromsystemen zum Einsatz.

Zur besseren Einordnung der konkreten Verfahrensweise unterteilt man die USV in drei Klassen:

  1. Klasse: Die USV der Klasse 1 sorgt dauerhaft für eine gleichbleibende Netzspannung. Sie wird deshalb auch Online-USV oder Dauerwandler-USV genannt. Sie ist durchgehend in Betrieb, überwacht angeschlossene Geräte und passt das Spannungslevel entsprechend an. Diese Variante ist aufgrund des Dauerbetriebs jedoch auch die teuerste Art einer USV.
  2. Klasse: Die netzinteraktive USV der Klasse 2 ist nicht im Dauereinsatz, sondern springt dann ein, wenn Spannungsstörungen oder Stromausfälle eintreten. Sie schaltet sich also erst bei einem Netzausfall ein, hat dafür aber eine sehr geringe Umschaltdauer von nur rund 3 Millisekunden, sodass der Übergang kaum zu bemerken ist.
  3. Klasse: Die kostengünstigste Möglichkeit eine USV zu realisieren ist eine sogenannte Standby- oder Offline-Lösung. Diese Variante tritt ebenfalls erst bei Netzausfällen ein, benötigt aber ein wenig mehr Zeit für die Umschaltung als Klasse 1 und 2. In der Regel ist die USV nach vier bis zehn Millisekunden eingesprungen.

Vor allem bei Klasse 2 und Klasse 3 fällt auf, dass bei diesen einfachen Ausführungen die Stromversorgung, entgegen dem Namen, für einen kurzen Zeitraum unterbrochen wird. Dieser Zeitraum von wenigen Millisekunden hat in der Regel jedoch keine Auswirkungen auf die angeschlossenen Geräte.

Wo wird eine unterbrechungsfreie Stromversorgung benötigt?

Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung kommt vor allem bei kritischen Infrastrukturen zum Einsatz, wo es zwingend erforderlich ist, dass alle Systeme lückenlos funktionieren. Das ist beispielsweise in Krankenhäusern der Fall, wo eine durchgehende Stromversorgung für die Gesundheit der Patienten eine Rolle spielt.

Auch Leitstellen, wie die der Polizei, des Notdienstes, der Feuerwehr oder eben auch Notruf- und Serviceleitstellen (NSL) von Sicherheitsdiensten sind auf eine durchgehende Energieversorgung angewiesen. Letztere vor allem deshalb, damit Alarmsignale einer Alarmanlage, z.B. bei Fernüberwachung, definitiv bearbeitet werden können.

Große Rechenzentren, in denen ein enormer Datenverkehr stattfindet, sind ebenfalls davon abhängig, dass die Versorgung mit Strom reibungslos und ohne Unterbrechungen stattfindet. Ebenso auch Eisenbahn-Stellwerke, bei denen der reguläre, unfallfreie Betrieb nur mit Strom funktionieren kann. Aber auch in kleineren Büros oder mittlerweile auch in vielen Privathaushalten werden USV-Anlagen genutzt.

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