Strom sparen mit dem Eco-Modus bei einphasigen Online-USVs

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Die Merkmale des Eco-Modus in einphasigen Online-USVen

Der Bypass-Pfad ist zwar nicht direkt an den Ein- und Ausgang gekoppelt, aber indirekt über einige Schutzmechanismen, die über TVSS- (Transient Voltage Surge Suppressor) und EMI/RFI-Filter (Electromagnetic Interference/Radio-Frequency Interference) mit dem Eingang verbunden sind. Diese Art der Anbindung hat Konsequenzen in Bezug auf Schutz und Wirkungsgrad:

Arbeitet eine Online-USV im Eco-Modus, ist parallel zur kontinuierlichen Messung und Überwachung der Ausgangsspannung ein Überspannungsschutz gegeben. Dafür sorgen einige Vorrichtungen am Spannungseingang, die etwa vor Spannungsspitzen oder Überstrom schützen. So ist sichergestellt, dass Spannungs- und Stromzufuhr laufend über den Haupt-Mikroprozessor der USV kontrolliert werden und sich in einem akzeptablen Bereich bewegen – auch im Fall einer Überlast oder einer anderen ungewöhnlichen Situation. Im schlimmsten Fall eines internen Fehlers (beispielsweise am Wechselrichter oder Mikroprozessor) ist somit immer noch ein Schutz am Eingang gegeben, der Störungen filtern oder limitieren kann, sodass sie nicht weitergeleitet werden.

Wer sich für den Eco-Modus entscheidet, sollte sich bewusst sein, dass sogar in diesem Modus sowohl die Leistungsumwandler am Eingangsgleichrichter als auch am Wechselrichter operativ bleiben und sich im Stand-by-Modus befinden. Beide Blöcke anzuschalten würde zwar ein paar Watt einsparen und den Wirkungsgrad erhöhen, es hätte allerdings auch einen negativen Effekt: Das Umschalten vom Eco- zum Online-Modus würde beträchtlich länger dauern – je nach Modell zwischen 4 und 10 ms. Eine Zeitspanne, die die kontinuierliche Stromversorgung und Lastsicherheit beeinträchtigen kann.

Hervorzuheben ist außerdem, dass während des Eco-Modus keine Spannungsregulierung am Ausgang der USV stattfindet. Hierin unterscheiden sich Online-USVen maßgeblich vom Line Interactive USV-Typ. Diese sind dank der bereits erwähnten automatischen Spannungsregelung (AVR) in der Lage, im Rahmen einer breiten Spanne der Eingangsspannung jederzeit einen hohen Wirkungsgrad zu gewährleisten.

Um zu verstehen, wann der Eco-Modus in einer Online-USV in Betracht zu ziehen ist, sollten auch Oberschwingungen im Eingang berücksichtigt und bewerten werden. Wie auch immer die Ausgangslast im Online-Modus aussieht – ob widerstandsfähig oder mit starken Oberschwingungen: Der Gleichrichter am Eingang ist verantwortlich für eine perfekte Sinuswelle des Eingangsstroms – ein entscheidender Vorteil einer Online-USV. Arbeitet die USV allerdings im Eco-Modus, werden die Oberschwingungen am Eingang ein Spiegel der Oberschwingungen sein, die von der Last verursacht werden.

Oberschwingungen stellen bei modernen Stromversorgungen mit aktiver Power Factor Correction (PFC) am Eingang, wie sie in neuen Servern, Routern oder in der IP-Telefonie inzwischen häufig verwendet werden, zwar kein ernsthaftes Problem dar. Doch sollten sich Nutzer des beschriebenen Verhältnisses bewusst sein und es verstehen, um die richtige Entscheidung hinsichtlich der Wahl des Betriebsmodus – Eco oder Online – zu treffen und den maximalen Nutzen daraus zu ziehen. Vor der Entscheidung für oder gegen eine Online-USV mit Eco-Modus sollte abgeschätzt werden, wie hoch auf der einen Seite die Kosten für die Implementierung sein werden und welche konkreten finanziellen Vorteile sich auf der anderen Seite hinsichtlich Energiekosteneinsparungen ergeben.

Die folgenden Punkte sollten vor einer Entscheidung berücksichtigt werden:

• Der Wirkungsgrad, der durch den Eco-Modus erzielt wird,

• der Eingangs-Betriebsbereich im Bypass-Modus,

• Anzeige des Signal- und USV-Status für den Nutzer (LCD oder Software),

• die Möglichkeit zu bestimmen, ob die USV im Bypass- oder Eco-Modus betrieben wird,

• die Umschaltzeit,

• (vom Nutzer) konfigurierbare Parameter, die den Betrieb in den Eco-Modus versetzen,

• der Schutz der USV im Eco-Modus am Eingang und Ausgang (Trennschalter oder Überspannungsschutz),

• die Möglichkeit, den Betriebsmodus aus der Ferne zu überwachen oder zu steuern,

• die Möglichkeit, interne Batterietests während des Eco-Modus durchzuführen.

Nicht jede USV eignet sich für jede Umgebung

Grundsätzlich sollte man immer vorab die Frage nach der richtigen USV stellen, denn nicht jede USV eignet sich für jede Umgebung. Hier sind verschiedene Aspekte zu beachten, u.a. wie kritisch ist die zu schützende Anwendung, oder wieviel Energie benötigt die USV, um gegen Störungen und Unterbrechungen abzusichern. Bei einphasigen Online-USVs ist der Eco-Modus ein vielversprechendes Feature zum Steigern des Wirkungsgrades, aber nicht immer sinnvoll. Um den vollen Nutzen aus dem Eco-Modus zu ziehen und tatsächliche Verbesserungen in der Effizienz zu erzielen, ist es entscheidend, dass Nutzer die konkrete Funktionsweise des Eco-Modus, seine Merkmale und die Rahmenbedingungen kennen, unter denen er eingesetzt werden soll.

* Martin Reinert ist Sales Director Germany bei Emerson Network Power.

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