Wie lange kann eine USV ohne Stromversorgung betrieben werden?

Eine USV kann je nach verschiedenen Faktoren von einigen Minuten bis zu mehreren Stunden Strom liefern. Die Kapazität der USV ist der Hauptfaktor, der bestimmt, wie lange sie durchhält. Eine USV mit größerer Batteriekapazität hält länger.

Die Anzahl der an eine USV angeschlossenen Geräte beeinflusst ebenfalls die Laufzeit. Umweltfaktoren wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit wirken sich ebenfalls auf die Stromversorgung der USV aus.

Wir werden die Mechanismen einer USV untersuchen, um zu erklären, wie sie funktioniert und welche Faktoren die Dauer der Stromversorgung beeinflussen.

Komponenten einer USV

Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) liefert bei einem Stromausfall elektrische Energie. Zusätzlich kann dieses Gerät stabile Energie an alle angeschlossenen Geräte liefern, wenn die Hauptstromversorgung schwankt – das ist nur möglich, wenn alle Komponenten funktionieren. 

Eine USV besteht aus drei Hauptkomponenten, die zusammenarbeiten. Jede Komponente erfüllt eine bestimmte Funktion, und gemeinsam liefern sie sauberen Strom an die angeschlossenen Geräte.

Batterie

Normalerweise schließen Sie die USV an eine Steckdose an. Die USV wandelt den Wechselstrom (AC) aus der Steckdose in Gleichstrom (DC) um und speichert die Energie in ihrer Batterie.

Fällt die Hauptstromversorgung aus, wandelt die USV die Batteriestromenergie zurück in Wechselstrom um, um alle angeschlossenen Geräte mit Strom zu versorgen.

Wechselrichter

Der Wechselrichter ist eine entscheidende Komponente in einer USV. Er wandelt die Gleichstrombatterieenergie in Wechselstrom um, den die meisten elektrischen Geräte benötigen. Zusätzlich zur DC-AC-Stromumwandlung schützt der Wechselrichter die angeschlossenen Geräte vor Spannungsspitzen und Stromstößen aus dem Netz.

Ladegerät

Das Ladegerät wandelt den Wechselstrom aus der Steckdose in Gleichstrom um, der im USV-Batteriepack gespeichert wird. Es ist wichtig zu beachten, dass Lithium-Ionen-Batterien, die in vielen USV-Geräten verwendet werden, nur Gleichstrom (DC) speichern können. 

Viele Menschen verwechseln möglicherweise die Rolle des Ladegeräts mit der des Wechselrichters. Während beide Komponenten Strom umwandeln, wandelt das Ladegerät Strom aus dem Netz in Gleichstrom um, der im USV-Gerät gespeichert wird. 

Andererseits wandelt der Wechselrichter die Gleichstromenergie in der USV in Wechselstrom um, um alle angeschlossenen Geräte mit Strom zu versorgen.

Wie die USV Notstrom liefert

Die USV nutzt zwei Mechanismen, um im Notfall elektrische Energie bereitzustellen:

Batteriespeicher

Um eine Notstromversorgung bereitzustellen, speichert die USV Strom aus der Steckdose in ihrer Batterie. Jede USV verfügt über eine interne Batterie angegeben in Amperestunden (Ah). Die Batteriekapazität bestimmt, wie viel Energie die USV speichern kann.

Eine USV mit einer internen Batterie mit einer Kapazität von 100Ah kann bis zu 1.200Wh Energie liefern. Je höher die Batteriekapazität, desto mehr Energie kann die USV bei einem Stromausfall bereitstellen.

Stromumwandlung

Die USV verfügt über einen Wechselrichter, der den in der Batterie gespeicherten Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Der Wechselrichter regelt die Ausgangsspannung und sorgt dafür, dass sie stabil bleibt, auch wenn die Batterie schwankende Spannungen liefert.

Außerdem hält der Wechselrichter die Ausgangsfrequenz stabil, damit die angeschlossenen Geräte sauberen Strom mit perfekten Sinuswellen verbrauchen. Das macht eine USV ideal für die Stromversorgung empfindlicher Elektronik wie Smartphones und Fernseher.

Arten von USV-Systemen

Wenn Sie eine USV suchen, die während eines Stromausfalls Notstrom liefert, können Sie aus drei USV-Systemtypen wählen:

Standby-USV

Ein Standby-USV-System ist das einfachste. Verbraucher, die an diese USV angeschlossen sind, erleben eine kurze Stromunterbrechung, wenn die USV auf Batteriestrom umschaltet. Unter normalen Bedingungen bietet die USV Überspannungsschutz.

Line-Interactive-USV

Dieser USV-Typ liefert Notstrom und regelt die Ausgangsspannung mit seinem Autotransformator. Er schützt Ihre Geräte auch vor Stromstößen. Allerdings kommt es zu einer kurzen Stromunterbrechung, wenn der Autotransformator auf Batteriestrom umschaltet.

Online-USV

Obwohl sie teuer ist und mehr Strom verbraucht, schaltet eine Online-USV nahtlos auf Notstrom um, ohne Stromunterbrechungen, was sie ideal für die Stromversorgung von Servern und medizinischen Geräten im Notfall macht.

Faktoren, die die USV-Laufzeit beeinflussen

Die Größe der USV-Batterie und die Anzahl der angeschlossenen Geräte beeinflussen die Laufzeit der USV.

Batteriekapazität

Die Batteriekapazität gibt an, wie viel elektrische Energie eine Batterie speichern kann. Jede USV verfügt über eine interne Batterie mit einer bestimmten Kapazität.

Amperestunden-Bewertung

Die Batteriekapazität wird in Amperestunden (Ah) gemessen. Eine USV mit einer 100Ah-Batterie kann 100 Ampere Strom für 1 Stunde oder 20 Ampere für 5 Stunden liefern.

Spannung

Die Spannung (V) bestimmt, wie leistungsfähig die USV bei der Stromversorgung von Elektronik ist. Eine USV mit höherer Ausgangsspannung kann mehr elektrische Leistung liefern, um mehr Geräte über längere Zeiträume zu unterstützen. 

Stromlast

Die Anzahl der an die USV angeschlossenen Elektronikgeräte beeinflusst deren Laufzeit. Je mehr Geräte Sie anschließen, desto kürzer ist die Laufzeit.

Wattleistung der angeschlossenen Geräte

Ein Watt ist die elektrische Leistung, die von einem angeschlossenen Gerät verbraucht wird. Sie addieren die Wattzahl der angeschlossenen Geräte, um die Gesamtwattzahl der angeschlossenen Geräte zu ermitteln. Mehr Geräte führen zu einem höheren Stromverbrauch und einer kürzeren Laufzeit.

Variabilität des Stromverbrauchs

Wenn die angeschlossenen Geräte kontinuierlich Strom von der USV ziehen, UPS-Laufzeit ist leicht vorherzusagen. Einige Elektronikgeräte verbrauchen jedoch in bestimmten Phasen mehr Strom, zum Beispiel beim Start oder beim Laden bestimmter Anwendungen. Solche Elektronikgeräte verringern die USV-Laufzeit.

Alter der USV-Batterie

Mit der Zeit verschleißt Ihre USV-Batterie, besonders bei jedem abgeschlossenen Ladezyklus. Die Batterie speichert dann weniger Energie. Sie können erwarten, dass Ihre Batterie drei Jahre nach der Nutzung der USV als Stromversorgung weniger Energie hält.

Verschleiß im Laufe der Zeit

Die USV-Batterie muss sich aufladen und im Notfall die gespeicherte Energie bereitstellen. Beim Laden und Entladen der Batterie finden chemische Reaktionen statt. Diese Reaktionen verschleißen einige interne Komponenten der Batterie, was im Laufe der Zeit zu einer schwächeren Batterie führt.

Wartung und Austausch

Batterieverschleiß ist die Hauptursache für die abnehmende Leistung der USV im Laufe der Zeit. Batteriewartung und -austausch können die Leistung der USV wiederherstellen. Die Wartung achtet auf Korrosion und lose Anschlüsse und behebt solche Probleme.

Gleichzeitig kann die Batteriewartung auslaufende Elektrolyte reparieren. Wenn die Batterie irreparabel abgenutzt ist, kann der Einbau einer neuen Batterie die Leistung Ihrer USV wiederherstellen.

Schätzung der USV-Laufzeit

Sie können die USV-Laufzeit abschätzen, indem Sie die vom Hersteller angegebenen Informationen lesen. Für ein genaueres Ergebnis können Sie auch Lasttests durchführen. 

Herstellerspezifikationen

Der USV-Hersteller listet normalerweise Informationen auf der USV auf, die Ihnen helfen, zu bestimmen, wie lange die USV bei einem Stromausfall hält:

• Batteriekapazität
• USV-Spannungsausgang
• Lastkapazität
• Energieeffizienz

Lasttest

Sie können auch einen Lasttest durchführen, um die USV-Laufzeit zu bestimmen. Ein Lastbankgerät hilft Ihnen dabei, einen Lasttest an der USV durchzuführen. Die Lastbank entnimmt Energie vom USV-System, und Sie können die Entladungsrate der Batterie sowie die Spannungsausgabe überwachen.

Berechnung der Laufzeit basierend auf der Last

Sie können auch Berechnungen durchführen, um die USV-Laufzeit abzuschätzen. Eine gute Formel ist bei der Schätzung der USV-Laufzeit sehr hilfreich.

Formel zur Schätzung

Einige USVs geben ihre Batteriekapazität in Wattstunden an. Wenn die Batteriebewertung Ihrer USV in Amperestunden (Ah) angegeben ist, wandeln Sie diese in Wh um. Amperestunden beziehen sich auf die Ladung in der Batterie, während Wattstunden die Leistungsabgabe bewerten.

Addieren Sie die Wattzahl aller an Ihr USV-System angeschlossenen Geräte. Teilen Sie dann die Wattstunden-Bewertung (Wh) der USV durch die Gesamtwattzahl der Geräte, um die Laufzeit in Stunden zu erhalten.

Beispiele für Szenarien

Zum Beispiel, wenn Ihre USV-Batterie mit 1.200 Wh bewertet ist und Sie Geräte mit einer Gesamtleistung von 600 Watt angeschlossen haben, teilen Sie 1.200 durch 600 und erhalten so die Laufzeit in Stunden.

1.200 Wh ⁄ 600 Wh = 2 Stunden.

Sie können die Batteriekapazität in Amperestunden (Ah) mit der Batteriespannung (V) multiplizieren, um die Wattstunden-Leistung zu erhalten. Zum Beispiel hat eine 100-Ah-Batterie mit 12 V eine Batterieleistung von 1.200 Wattstunden.

Erwartete Laufzeit in praktischen Situationen

Die Laufzeit einer USV hängt von den Geräten oder Elektronikartikeln ab, die Sie in Ihrem Homeoffice oder Geschäft betreiben möchten.

Homeoffice

Ein Homeoffice verfügt über wichtige Geräte wie Computer, Internet-Router, Drucker und Scanner. Die Geräte in einem typischen Homeoffice verbrauchen nicht mehr als 200 Watt. Wenn die Geräte an eine 1.200-Watt-USV angeschlossen sind, können sie 20 Stunden ohne Hauptstromversorgung betrieben werden.

Rechenzentrum

Server, Netzwerkswitches und Router sind die Hauptgeräte, die Strom benötigen. Diese Geräte können bis zu 2.500 Watt verbrauchen. Daher ist ein leistungsstärkeres USV-System erforderlich, um das Rechenzentrum betriebsbereit zu halten.

Richtige USV-Wartung

Die Wartung einer USV verlängert die Batterielebensdauer und verbessert die Leistung der USV. Sie warten Ihre USV, indem Sie Folgendes tun:

Regelmäßige Tests

Sie führen regelmäßige Tests bei simulierten Stromausfällen durch, um zu überprüfen, ob die USV wie erwartet auf Batteriebetrieb umschaltet.

Batteriewechselplan

Wenn es ein Problem mit dem Umschalten auf Backup-Strom gibt, planen Sie eine Wartung oder den Austausch der USV-Batterie ein. Ein Techniker entfernt Staub und Rost aus den USV-Komponenten.

Überlastung vermeiden

Eine Überlastung eines USV-Systems führt zu Überhitzung, da die Komponenten härter arbeiten müssen, um die Stromversorgung zu gewährleisten. Hitze beschleunigt jedoch den Verschleiß und Ausfall der Batterie. Das Vermeiden von Überlastung verlängert die Lebensdauer der USV.

Verwendung externer Batteriepacks

Externe Batteriepacks können die USV-Backup-Stromversorgung ergänzen und die Laufzeit von geschäftskritischen Geräten verlängern. Die zusätzliche Energie, die das externe Batterypack liefert, entlastet das USV-System und verlängert so die Batterielaufzeit der USV.

Fazit

Eine USV ist ein kritisches Stromversorgung bei Ausfall Gerät, das jedes Homeoffice oder Unternehmen benötigt, um bei einem Stromausfall den normalen Betrieb aufrechtzuerhalten. Die USV kann jedoch nur für eine begrenzte Zeit Strom liefern. Die Ergänzung der USV-Stromversorgung durch externe Batteriepacks kann die Laufzeit von geschäftskritischen Geräten wie Servern verlängern.

Sie möchten eine Überlastung der USV vermeiden, um das Gerät vor Überhitzung und drohenden Schäden zu schützen. Außerdem sollten Sie Ihr USV-System regelmäßig warten und reparieren lassen, um eine optimale Leistung bei Stromausfällen sicherzustellen.