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EinleitungWer in seinem Haushalt oftmals mit Stromschwankungen oder gänzlichen Stromausfällen zu kämpfen hat und dabei sensible Elektrogeräte wie Computer und Monitore betreibt, sollte über die Anschaffung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) nachdenken. Schon bei geringeren Stromschwankungen können Komponenten in Computersystemen Schaden nehmen. Doch nicht nur Stromschwankungen bedrohen PC-Systeme, auch Blitzeinschläge, die kurzzeitig mehrere 1.000 Volt durch das System jagen, können Systemkomponenten regelrecht schmoren und somit beträchtliche Schäden anrichten. Die folgenden Ausführungen sollen dem Leser zunächst bei der Entscheidung behilflich sein, ob er oder sie eine USV benötigt und falls ja, auf welche technischen Spezifikationen zu achten ist.Die TechnikIm schlimmsten Fall kann es durch eine Unregelmäßigkeit in der Stromversorgung zu Schäden am Computer kommen. Manchmal sind nur kleinere Baugruppen wie Transistoren oder einzelne Widerstände betroffen, oftmals sind jedoch Netzteile oder die Hauptplatine zerstört. Als eher glimpflich ist ein Zwischenfall zu bezeichnen, bei dem zum Beispiel durch einen Stromausfall das System lediglich abrupt ausgeschaltet wird und es zu keinen weiteren technischen Beschädigungen kommt. Doch auch dies kann durchaus zu wirtschaftlichen Schäden führen, wenn sensible Daten und Informationen verloren gehen oder Netzwerke für längere Zeit lahm gelegt werden. Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung soll hier Abhilfe schaffen. Die USV ist quasi ein Akku für den PC, der durch eine eingehende Stromversorgung gespeist wird und im Falle eines Stromausfalls oder einer extremen Spannungsschwankung möglichst unterbrechungsfrei einspringt und die angeschlossenen Geräte über mehrere Minuten hinweg mit Strom versorgt, bis die eigentliche Stromquelle wieder störungsfrei Strom liefert oder das Gerät manuell abgeschaltet wird.
Bei der technischen Umsetzung unterscheidet man verschiedene Typen von USV.Online-USVDie so genannten Online-USV oder Doppelwandler versorgen das System permanent mit Spannung. Die eingehende Wechselspannung aus dem Versorgungsnetz wird in Gleichspannung gewandelt, mit der die integrierten Akkus geladen werden. Anschließend wird die Gleichspannung zurück in Wechselspannung transformiert, mit der die angeschlossenen Geräte versorgt werden. Kommt es zu Stromschwankungen von Seiten des Netzbetreibers, bekommen die angeschlossenen Geräte nichts davon mit – sie werden kontinuierlich von der gleichbleibenden Spannung der USV versorgt. Kommt es zu einem Ausfall des Versorgungsnetzes, schaltet die USV automatisch auf vollen Batteriebetrieb um - die Umschaltzeit ist bei diesen Systemen gleich null.Offline-USVDer Online-USV steht sowohl preislich als auch technisch mit Abstand die Offline-USV gegenüber. Hier wird die eingehende Spannung unübersetzt direkt an die angeschlossenen Geräte weitergegeben. Einzig die Batterien des Systems werden permanent geladen und somit auf einem hohen Ladungsniveau gehalten. Im Falle eines Netzausfalls springt die USV ein und versorgt die angeschlossenen Geräte mit Strom. Kritisch bei Offline-USV ist daher die Umschaltzeit, da diese je nach USV so lange sein kann, dass angeschlossene Geräte durch den Stromausfall Schaden nehmen können oder es zu Datenverlusten kommt.Line-Interactive-USVEinen Kompromiss zwischen Online- und Offline-USV stellen die Line-Interactive-USV dar. Ihr technischer Aufbau und ihre Funktionsweise ähnelt der von Offline-USV und auch preislich liegen sie in diesem günstigen Rahmen. Spezielle Filter helfen diesen Systemen jedoch, Stromschwankungen schneller zu erkennen und somit kürzere Umschaltzeiten zu erreichen. Sehr kleine Schwankungen können sogar ganz ohne Umschalten auf die integrierten Akkus egalisiert werden.Online-Sharing USVEbenfalls ein Kompromiss zwischen Online- und Offline-USV ist die Online-Sharing Technologie, die ähnlich wie die Line-Interactive Modelle die eingehende Spannung direkt an die angeschlossenen Geräte weitergibt. Jedoch sorgen hier ausgeklügelte Überwachungsfilter und eine enorm schnelle Einsatzbereitschaft der integrierten Akkus für eine nahezu verlustfreie Umschaltzeit bei etwaigen Stromausfällen oder –schwankungen. Auch preislich stellt diese Variante einen interessanten Kompromiss zwischen Online- und Offline-Systemen dar.LeistungsfähigkeitNach der Entscheidung für eine bestimmte Technik stellt sich die Frage nach der Dimensionierung der USV. Hierbei spielen die anzuschließenden Geräte, deren Leistungsaufnahme und letztlich die Überbrückungsdauer eine entscheidende Rolle.Welche Geräte sollten angeschlossen werden?Bei der Wahl der Geräte, die an eine USV angeschlossen werden, gilt die Devise: so wenig wie nötig. Zwar kommt eine schwankungsfreie Spannungsversorgung letztlich allen Elektrogeräten zu Gute, doch steigt durch eine größere Gerätezahl der Leistungsanspruch an die USV bei gleichzeitigem Sinken der Überbrückungsdauer. Folglich sollte bei der Verwendung einer USV an einem Einzelarbeitsplatz nur der Computer und der Bildschirm angeschlossen werden. Der Anschluss von Peripheriegeräten wie Druckern oder Ähnlichem sollte vermieden werden, da der Verlust von Druckaufträgen bei weitem nicht so schlimm ist wie der Verlust der entsprechenden Dokumente auf dem PC.LeistungsdimensionierungUm sich im Klaren darüber zu sein, welche Leistung von einer USV abverlangt wird, bedarf es zunächst der Identifizierung aller Geräte, die an sie angeschlossen werden sollen. Die Leistungsfähigkeit von USV wird in Volt-Ampere (VA) angegeben. Ist weder dem Handbuch, noch dem Netzteil der zu schützenden Geräte zu entnehmen, wie viel VA diese benötigen, so kann man deren Wattzahlen addieren und mit 1,6 multiplizieren. Eine USV sollte im Schnitt etwa 20 bis 30 Prozent mehr Leistung abgeben können, als von den angeschlossenen Geräten benötigt, um auch für folgende Gerätegenerationen gerüstet zu sein. Auch Geräte mit aufrüstbaren Akkus sind erhältlich, diese sind jedoch deutlich teurer als herkömmliche Geräte. Wichtig ist, dass auf keinen Fall eine leistungstechnisch zu niedrig dimensionierte USV eingesetzt wird, da diese aufgrund des eigenen Überspannungsschutzes einfach den Dienst verweigern und somit keinerlei Schutz bieten. Ein typischer Office PC hat eine Leistungsaufnahme von ca. 350 VA. Ein 15 Zoll TFT-Bildschirm ca. 90 VA, ein 17 Zoll Monitor hingegen ca. 150 VA. Ein Powermac G4 kommt auf satte 600 VA, während ein iMac mit einem 15 Zoll TFT-Bildschirm auf etwa 210 VA kommt. Bei diesen Werten handelt es sich um sehr grobe Richtwerte. Vor einer Kaufentscheidung sollten die eigenen Geräte genau auf deren Leistungskennzahlen untersucht werden.ÜberbrückungsdauerPrinzipiell lässt sich sagen, dass eine USV keinesfalls für stundenlanges Arbeiten bei ausgefallener Stromversorgung konzipiert ist. Sie dient lediglich dem Speichern und Schließen aller offenen Anwendungen und Daten und dem sicheren Herunterfahren des Betriebssystems und PCs. Unter Volllast kann man von einer Überbrückungsdauer von 5 bis 10 Minuten ausgehen. Wird das System nicht unter Volllast betrieben können gut und gerne 20 bis 30 Minuten erreicht werden. Hochwertige Systeme verfügen über eine LED Anzeige an der Gehäusefront, die über die verbleibende Versorgungsdauer Auskunft gibt. Daneben gibt es Systeme, die über eine Software mit dem Computer kommunizieren und dem Anwender über den Bildschirm über die Restversorgungsdauer informieren. Auf diese Systeme soll im Folgenden eingegangen werden.Technische DetailsPC-AnschlussManche USV Systeme können so mit einem PC verbunden werden, dass eine Kommunikation zwischen USV und einer speziellen Steuerungs- und Protokollsoftware möglich ist. Der Anschluss erfolgt entweder über die serielle RS-232- oder die USB-Schnittstelle. Letztere ist der seriellen Schnittstelle vorzuziehen, da sie Plug&Play fähig ist und zudem eine schnellere Kommunikation ermöglicht. Ist der Anschluss der USV an den PC möglich, so hat der Anwender zahlreiche Steuerungs- und Diagnosetools zur Hand. Die mitgelieferte Software verfügt oftmals über Protokollierungstools, welche Informationen über Stromschwankungen und –ausfälle mit genauen Datums- und Zeitangaben ermöglichen. Zudem kann sich der Anwender über den aktuellen Ladestand der Akkus informieren und im Falle eines Ausfalls über die verbleibende Versorgungsdauer. Besonders interessant für Systeme, die länger unbeaufsichtigt bleiben ist die Funktion der Steuerungssoftware, das System im Falle eines Stromausfalls selbständig herunterzufahren. Hier werden zunächst alle offenen Anwendungen geschlossen und etwaige Dateien gespeichert. Danach erfolgt der Shutdown des Systems. Mitunter funktioniert dieses Feature auch netzwerkübergreifend. So kann eine intelligente USV im Netzwerk den Befehl zum Herunterfahren an alle weiteren im Netzwerk verbundenen PCs geben, die selbst nur über eine herkömmliche USV verfügen.USV-GehäuseBei der Wahl einer USV ist auch auf das Gehäuse zu achten. Aufgrund der integrierten Akkus ist eine bestimmte Mindestgröße technisch bedingt. Trotzdem sind USV für Heimanwender und kleinere Office Betriebe in der Regel so dimensioniert, dass sie ohne weiteres auf oder unter dem Schreibtisch Platz finden. Für den Einsatz in größeren Netzwerken und Firmen bieten sich USV an, die über so genannte 19 Zoll Gehäuse verfügen und somit optimal in Serverschränke integriert werden können.AkkuwechselDer Austausch der integrierten Akkus steht bei jeder USV nach einem bestimmten Zeitraum an, da sie sich durch die permanenten Ladezyklen abnutzen. Je nach Einsatzhäufigkeit, Qualität der Akkus und Lademanagement der USV liegt dieser Zeitraum zwischen 3 und 6 Jahren, wobei 6 Jahre das absolute Maximum für die Akkus darstellt. Ein Austausch der Akkus ist bei den meisten Systemen vorgesehen und ist in der Regel einfach zu bewerkstelligen. Sehr hochwertige und damit teure Geräte verfügen zudem über eine Hot-Swapping Funktion, bei der die Akkus bei laufendem USV Betrieb getauscht werden können. Für Anwender, die keine Sekunde auf den Schutz ihrer Geräte verzichten müssen ist dies ein lohnendes Feature.AufrüstbarkeitWie bereits weiter oben beschrieben, verfügen einige USV über die Möglichkeit, ihre Leistung durch Austausch der integrierten Akkus durch kapazitätsstärkere Akkus zu erhöhen. Dieses Feature erfordert jedoch zum einen, dass das Gehäuse der USV Spielraum für einen solchen Ausbau lässt und zum anderen ein intelligentes Lademanagement der USV, da durch eine höhere Akkukapazität auch Lade- und Entladezyklen angepasst werden müssen. In der Regel reicht es, schon beim Kauf auf einen gewissen Leistungspuffer zu achten, sodass auch bei Geräteneuanschaffungen ein gewisser Spielraum nach oben gewährleistet ist.LautstärkeAufgrund der leistungsstarken Akkus und Transformatoren im Inneren des USV Gehäuses, ist eine gewisse Hitzentwicklung unvermeidlich. Um diese Hitze aus dem Gehäuse nach außen zu führen, werden in der Regel ein oder mehrere relativ groß dimensionierte Gehäuselüfter verbaut, die je nach Qualität des Modells durchaus lautstärkeintensiv sein können. Befindet sich die USV in einem getrennten Raum oder in einem Serverschrank, so ist die Lautstärkeentwicklung als nicht allzu störend einzustufen. Soll die USV jedoch im Arbeitszimmer oder im Büro betrieben werden, so ist unbedingt auf einen Geräuschpegel von unter 35 dB (Dezibel) zu achten, da ansonsten kein konzentriertes Arbeiten möglich ist. Soll die USV keine Höchstleistungen vollbringen, so kann auch auf ein Gerät mit passiver Kühlung zurückgegriffen werden.FazitWie bereits eingangs erläutert kann die Anschaffung einer USV insbesondere in Haushalten, die mit regelmäßigen Stromschwankungen oder gar Ausfällen zu kämpfen haben, durchaus sinnvoll sein. Doch auch sonst kann die unterbrechungsfreie Stromversorgung deutlich zur Schonung der Geräte durch eine kontinuierlich gleich bleibende Versorgungsspannung beitragen. Bei der Wahl eines bestimmten Modells ist in erste Linie auf die eingesetzte Technik zu achten, die sich in der Regel auch im Preis niederschlägt. Zudem sollte bei der Dimensionierung auf die Anzahl und Leistungsaufnahme der zu schützenden Geräte geachtet werden, wobei ein Puffer von 20 bis 30 Prozent nach oben sinnvoll ist. Werfen Sie einen Blick in unseren Preisvergleich – es erwartet Sie mit Sicherheit das eine oder andere Interessante Angebot im Bereich USV
Autor: Ahmet Altun |
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