Eine stabile elektrische Versorgung ist die Grundlage für jedes Rechenzentrum. Damit diese auch bei Schwankungen im Netz
zuverlässig funktioniert, nutzen Unternehmen Anlagen zur unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV). Ist eine bestehende Lösung zu erweitern oder eine neue zu beschaffen, gilt es, die Vor- und Nachteile verschiedener USV-Varianten zu beachten. Denn moderne USV-Geräte bieten großes Sparpotenzial.

Das Stromnetz ist ein hochkomplexes, von vielen Parametern abhängiges System, in dem schnell Unregelmäßigkeiten auftreten. Das Einschalten großer Verbraucher, zum Beispiel von industriellen Anlagen in RZ-Nähe, führt beispielsweise zu Unterspannungen. Ein Blitzschlag wiederum kann Überspannungen verursachen: Im Netz treten dann eventuell kurzzeitig Spannungen von über 6.000 Volt auf. Dabei kommt es fast immer zu Hardwareschäden.

USV-Systeme sorgen selbst bei Spannungsschwankungen für den stabilen RZ-Betrieb. Bild: Eaton

Hier helfen USVs, bestehend aus den drei Grundkomponenten Gleichrichter, Batterie und Wechselrichter. Bei der passiven oder Offline-Technologie versorgt die USV an­geschlossene Verbraucher im normalen Betrieb direkt aus dem Stromnetz. Die Batterieladung wird ebenfalls mit Netzstrom aufrechterhalten, sodass man im Bedarfsfall auf Batteriebetrieb umschalten kann. Line-Interactive-USVs ergänzen diese Funktion um die Möglichkeit, dauerhafte Über- oder Unterspannungen auszugleichen, ohne dafür in den Batteriebetrieb wechseln zu müssen.

Bei der Doppelwandler-Ausführung, auch als Online-USV bezeichnet, sind Gleich- und Wechselrichter ständig in Betrieb: Das Gerät wandelt den Strom immer in Gleichspannung und anschließend wieder in Wechselspannung. Da diese Spannung im Gerät erzeugt wird, ist sie völlig unabhängig von Schwankungen und Störungen des Netzes. Parallel dazu wird die Batterie bei Bedarf aus dem Zwischenkreis geladen und übernimmt die Versorgung der angeschlossenen Last bei einem Netzausfall unterbrechungsfrei.

Bei der Wahl einer USV kommt es zunächst auf die Art der Stromversorgung an. Während in Büros und kleineren Rechenzentren üblicherweise Einphasenleitungen verlegt sind, laufen industrielle Anlagen überwiegend mit Dreiphasenstrom. Auch in mittleren und großen Rechenzentren kommt diese effizientere Technik zunehmend zum Einsatz. Die Größe der abzusichernden Einrichtungen ist ausschlaggebend für eines der wichtigsten Entscheidungskriterien, der gewünschten Leistung. Modular aufgebaute USV-Anlagen können mit der In­fra­struktur mitwachsen, die sie versorgen.

Ein entscheidender Aspekt für die Größe und den Preis einer USV ist ihre Laufzeit im Fall einer Stromunterbrechung. Längere Laufzeiten brauchen mehr Batteriekapazität, die Geräte sind damit größer und teurer. RZ-Betreiber müssen sich hier Gedanken über ihren Bedarf machen oder ihn gemeinsam mit einem Anbieter ermitteln. Statt sicherheitshalber Überkapazitäten aufzubauen, sollten Unternehmen auf skalierbare Lösungen setzen. Zu einer guten USV gehört zudem eine leistungsfähige Power-Management-Software, mit der Nutzer ihre Geräte überwachen können.

Die Online-USV liefert zwar zuverlässig Strom, allerdings fällt durch den permanenten Betrieb der beiden Wandler eine hohe Verlustleistung in Form von Abwärme an. Um diese wieder herunterzukühlen, ist nochmals ein Energieaufwand erforderlich. Hier schaffen moderne Online-USVs mit einer Energiesparfunktion Abhilfe. Dabei wird nur auf Doppelwandlerbetrieb geschaltet, wenn der Netzstrom zu stark von vorgegebenen Werten abweicht. So erreichen diese Geräte Wirkungsgrade von über 99 Prozent, im Vergleich zu den rund 90 Prozent der meisten herkömmlichen Online-USVs. Unternehmen müssen dabei nicht befürchten, dass die Umschaltzeit zu lange dauert: Moderne Systeme bewältigen den Transfer bereits innerhalb von zwei Millisekunden. Mit solchen USV-Geräten sind Einsparungen von bis zu 2.000  Euro pro 15-kW-Rack möglich.

Simon Feger ist Produkt Support Manager bei Eaton, www.eaton.com.