Der elektrische Strom ist zu einem Grundbedürfnis der modernen Welt geworden. Er wird nahezu als selbstverständlich angesehen und nicht weiter hinterfragt. Dabei sind Spannungsschwankungen oder Komplettausfälle keine Seltenheit. Wenige Sekunden genügen, um sensible Geräte vom Stromnetz zu trennen und bei der empfindlichen Elektronik Schaden anzurichten. Der folgende Beitrag erklärt, wie sich diese Geräte am besten schützen lassen.
Die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)
USV steht als Kurzform für unterbrechungsfreie Stromversorgung und dient als Erweiterung verschiedener elektronischer Systeme. Bei einem Netzausfall oder einer kurzen Unterbrechung springt die USV ein und sorgt für den weiteren Betrieb der Systeme. Spannungsschwankungen dagegen erzeugen Stromwerte oberhalb oder unterhalb der zulässigen Toleranzen. Die Systeme werden also nicht nur weiter mit Strom versorgt, sondern auch vor Überspannung geschützt. Die Geräte sind daher klar von einer Ersatzstromversorgung abzugrenzen. Diese erzeugt eine kurze Unterbrechung, bis die Stromversorgung wiederhergestellt ist. Gerade im Bereich der Computertechnik erzeugt eine kurze Unterbrechung verheerende Folgen. Neben dem Datenverlust können Defekte in den Geräten entstehen. Die USV versorgt kritische Lasten sofort und verhindert eine solche Unterbrechung.
Hinweis: Gerade bei sensiblen Geräten genügen Millisekunden der Unterbrechung in der Stromversorgung, um Schäden anzurichten. Spannungsschwankungen sind mit der richtigen USV auszugleichen.
Wo entstehen Spannungsschwankungen?
Der Versorgungsunterbrechung scheint der schlimmste Vorfall. Hier liegt keine Spannung mehr an und es muss möglichst nahtlos auf eine externe Versorgung umgeschwenkt werden. Moderne USV-Systeme greifen sofort ein. Durch das gut ausgebaute Energienetz treten Stromausfälle im westlichen Europa selten auf. Spannungsschwankungen sind häufiger zu messen. Dazu gehören auch Änderungen in der Frequenz. Unterschiede gibt es zwischen:
- Unterspannung: Die Spannung sinkt, wenn ein Kurzschluss entsteht oder hohe Einschaltströme gefordert werden.
- Überspannung: In diesem Fall steigt die Spannung im Stromnetz, wenn beispielsweise ein Blitz einschlägt oder große Lasten plötzlich abgeschaltet werden.
Das Stromnetz selbst ist nicht in der Lage, diese Schwankungen abzufangen oder zu korrigieren. Die Lage könnte durch regenerative Energiequelle noch instabiler werden. Windparks oder Solaranlagen erzeugen den Strom noch sehr unregelmäßig, was zwangsläufig zu Spannungsspitzen führen kann. Nur eine USV oder ein Inverter Stromerzeuger schaffen Abhilfe und halten auch bei einem Komplettausfall Strom aus Akkumulatoren bereit. Die Akkus werden vorher durch das Stromnetz geladen und laden sich bei stabiler Versorgung wieder auf.
Was ist ein Inverter Stromerzeuger?
Diese Stromerzeuger setzen auf die Inverter-Technologie und schützen deshalb besonders gut vor Spannungsschwankungen. Selbst sensible Geräte, wie Smartphones, Computer oder Fernseher können betrieben oder wieder aufgeladen werden. Die meisten dieser Geräte besitzen ein eigenes Netzteil, um Spannungsspitzen abzufangen und damit die empfindlichen Mikrochips im Inneren zu schützen. Doch auch ein Inverter Stromerzeuger hilft weiter. Das Prinzip kann mit einem Wechselrichter verglichen werden, der für die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom zuständig ist. Der Stromerzeuger hat die gleiche Funktion, wie das Netzteil der Geräte und sorgt für einen unterbrechungsfreien Betrieb. Mehr Information zur Funktionsweise und zu den Unterschieden dieser Geräte gibt es auf VERGLEICH.ORG. Die Leistungsangaben der Geräte werden genauer erklärt und auch hilfreiche Extras werden vorgestellt.
Spannungswächter als Blitzschutzfilter
Der Spannungswächter schützt wiederum vor einer Überspannung in einem normalen 230 Volt Netz oder in einer Datenleitung. Auch mit dieser Technik lassen sich sensible Geräte abschirmen, ob zu Hause oder im Unternehmen. Der Spannungswächter reagiert sowohl auf Überspannung als auch auf Unterspannung oder auf einen kompletten Stromausfall. Blitzeinschläge, verschiedene Schaltvorgänge im Stromnetz oder das Schalten bestimmter Verbraucher erzeugen solche Spannungen und Messspitzen. Der Spannungswächter gleicht umgehend aus und liefert die gleiche Spannung an die Geräte weiter. Schäden an der Elektronik und den Bauteilen, weitere Defekte oder gar Brände können verhindert werden. Zu den besonders sensiblen Geräten gehören:
- Heizungssteuerung
- Computer
- HiFi-Anlagen
- smarte TV-Geräte
- Heimautomatisierungen
Einsatzbereiche: Privat und im Büro
Im eigenen Haushalt genügt ein einfaches Modell einer USV, um ärgerliche Defekte an den Elektrogeräten zu verhindern. Auch manche Sicherheitsfunktionen hängen vom Strom ab, wie beispielsweise Überwachungskameras oder Elemente im Smart-Home. Unternehmen sollten etwas umfassender vorsorgen. Ein Datenverlust von mehreren Gigabyte oder der Defekt eines Geräts kann zu enormen Ausfällen und Einbußen führen. Ausfallzeiten der Arbeitskraft lassen sich nur schwer wieder ersetzen. Daneben sind sensible elektronische Spezialgeräte zu berücksichtigen, die in der Forschung eingesetzt werden. Die USV für einen professionellen Einsatz benötigt mehr Leistung und Zusatzoptionen. Dazu gehört beispielsweise ein Monitoring aus der Ferne oder auch einstellbare Autonomiezeiten.
Vor dem Kauf muss also ausgerechnet werden, wie viel Leistung die USV abzudecken hat. Außerdem ist die Kapazität des Akkus genauer zu betrachten. Sie bestimmt, wie lange die Geräte ohne funktionierenden Stromanschluss betrieben werden können. Eine Alternative zwischen der USV und dem automatischen Spannungsregler ist die Line Interactive USV. Sie schützt auch sehr empfindliche Geräte und muss dauerhaft mit dem Strom verbunden sein.