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USV-Schutz fürs Rechenzentrum -
moderne Systeme sparen Strom
Steigende Energiekosten und hohe Wärmeentwicklung sind die wichtigsten Faktoren,
die Betreiber von Rechenzentren in den Griff bekommen müssen. Darüber hinaus
spielt die sichere Stromversorgung eine immer größere Rolle.
Bodo Mainz
Benötigt werden energieeffiziente USVs, die
die Kosten für Strom und Kühlung gering
halten, jedoch zugleich ein Höchstmaß an
Ausfallsicherheit gewährleisten. Hersteller
arbeiten daran, USV-Systeme diesen Anforderungen
anzupassen und die Energieeffizienz
zu optimieren. Aufschluss darüber
geben Leistungsfaktor und Wirkungsgrad
der Systeme.
IT-Geräte und Netzwerkkomponenten
sind auf eine kontinuierliche und saubere
Stromversorgung angewiesen. Dafür sorgen
Unterbrechungsfreie Stromversorgungen.
USVs überbrücken Stromausfälle, filtern
schädliche Spannungsstörungen und
kompensieren Spannungs- und Frequenzschwankungen.
Kennzeichen für die Energieeffizienz
eines USV-Systems ist der Leistungsfaktor.
Er definiert das Verhältnis der
Wirkleistung einer Last (Watt) zur Scheinleistung
(VA). Der Idealfall ist ein Leistungsfaktor
von 1. Besitzt nun eine Last einen Eingangsleistungsfaktor
von 1, so hat sie keine
Blindleistungsverluste und verbraucht lediglich
reine Wirkleistung. Strom und Spannung
sind damit in gleicher Phase, und es
ergeben sich nur geringe Übertragungsverluste.
Wichtig ist bei USVs die Unterscheidung
zwischen Eingangs- und Ausgangs-
leistungsfaktor. Der Eingangsleistungsfaktor
bezieht sich auf das Verhältnis von
Wirkleistung zu Scheinleistung - also Watt
zu VA -, den die USV an ihrem Eingang aufweist.
Solche Versorger sind in der Regel das
Stromversorgungsnetz oder ein Generator.
Bei USV-Anlagen sollte der Eingangsleistungsfaktor
möglichst nahe 1 sein, um
Blindleistungsverluste zu vermeiden und
die Netzrückwirkung geringzuhalten.
Der Ausgangsleistungsfaktor ist ein Wert,
der das Verhältnis von Ausgangswirkleistung
zu Ausgangsscheinleistung des
Systems beschreibt. Die Größe einer USV
wird oft nur mit der Größe Scheinleistung
(VA) und dem Ausgangsleistungsfaktor (PF)
angegeben. Den Wert für die Scheinleistung
zu bemessen ist sinnvoll, da neben dem
Strom für die Erbringung der Wirkleistung
auch der Strom für die Blindleistung aufgebracht
werden muss. Die maximale Wirkleistung,
die eine USV absichern kann, erhält
man, wenn man diese beiden Werte -
also Scheinleistung und Ausgangsleistungsfaktor
- multipliziert.
Ein Beispiel: Eine USV mit 60 kVA und
einem Ausgangsleistungsfaktor von 0,9
kann Lasten bis zu 54 kW absichern. Dagegen
ist eine USV mit 65 kVA und einem
Thema | Security
Leistungsfaktor von 0,8 nur auf Lasten bis
maximal 52 kW ausgelegt. Muss eine USV
hohe Lasten mit höherem Eingangsleistungsfaktor
als ihrem eigenen Leistungsfaktor
absichern, dann erreicht sie die maximale
Wirkleistung unter Umständen, bevor
sie ihre Scheinleistung erreicht - sie
muss dann überdimensioniert werden und
verbraucht unnötig viel Energie. Je besser
dagegen der Ausgangsleistungsfaktor einer
USV an den Eingangsleistungsfaktor des
Verbrauchers angepasst ist, umso höher ist
ihr Wirkungsgrad, also die Effizienz der
Energieübertragung. Und das heißt: weniger
Stromkosten.
Der Leistungsfaktor moderner IT-Geräte
IT-Geräte mit älterer Technologie haben einen
Leistungsfaktor am Eingang von 0,7.
Inzwischen erreichen die meisten Komponenten
jedoch durch den Einsatz einer aktiven
Leistungsfaktorkorrektur einen Eingangsleistungsfaktor
von 0,9.Als Leistungsfaktorkorrektur
(Power Factor Correction -
PFC) bezeichnet man spezielle Filter, die den
Anteil an störenden Komponenten, wie
Oberschwingungen, minimieren und so den
Leistungsfaktor möglichst nahe zu 1 brin-
monitor | November 2008 31
(Bild: Eaton Power Quality)