Nicht alle Powerstations bieten eine USV Funktion an. Aber was ist das eigentlich?
Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung oder unterbrechungsfreie Stromquelle ist ein elektrisches Gerät, das eine Last mit Notstrom versorgt, wenn die Eingangsstromquelle oder der Netzstrom ausfällt.
Die Abkürzung für solche Einheiten sind im deutschen „USV“ (unterbrechungsfreie Stromversorgung) und international „UPS“ (englisch: Uninterruptible Power Supply). Nicht zu verwechseln mit dem Paketdienst.
Eine USV unterscheidet sich von einem Hilfs- oder Notstromsystem dadurch, dass es einen nahezu sofortigen Schutz vor Unterbrechungen der Eingangsleistung bietet, indem es die in Batterien oder Superkondensatoren gespeicherte oder über Schwungräder erzeugte Energie freigibt. Die Batterielaufzeit der meisten unterbrechungsfreien Stromquellen ist relativ kurz (nur wenige Minuten), aber ausreichend, um eine Standby-Stromquelle zu starten oder das geschützte Gerät ordnungsgemäß herunterzufahren.
Eine USV wird typischerweise zum Schutz von Hardware wie z. B. Computer genutzt. Auch andere elektrische Geräte, bei denen eine unerwartete Stromunterbrechung zu Verletzungen, Todesfällen, schwerwiegenden Betriebsunterbrechungen oder Datenverlusten führen kann, nutzen diese Sicherheitsechnik.
Gemäß der IEC (International Electrotechnical Commission) wird die USV entsprechend ihrer Struktur und ihrem Funktionsprinzip in die folgenden 3 Kategorien eingeteilt:
USV (USP) Kategorien
Passives (Standby) Backup
Das heißt, der Wechselrichter wird parallel zwischen Netz und Last geschaltet und dient einfach als Notstromversorgung. Bei dieser Art von USV-Stromversorgung wird die Last vollständig und direkt vom Netz gespeist, solange das Netz stabil ist. Kommt es zu Schwankungen oder Spannungsabfall im Netz, wird die Last vollständig vom Wechselrichter versorgt. Diese Variante hat die Vorteile einer einfachen Struktur und eines günstigsten Preises.
Die Relaisgesteuerte Umschaltung erfordert jedoch einige Millisekunden Unterbrechung. Diese Umschaltzeit ist für sensible IT-Technik zu lang und wird daher bei Computersystemen nicht angewendet.
Interaktive Online-USV
Das bedeutet, dass der Wechselrichter zwischen Netz und Last geschaltet ist und gleichzeitig als Wechselrichter und Ladegerät der Batterie fungiert. Durch den reversiblen Betriebsmodus des Wechselrichters interagiert er mit dem Netz und wird daher als interaktiv bezeichnet. Bei Netzausfall wird die Last vollständig vom Wechselrichter versorgt. Er hat hier die Aufgabe eines DC/AC-Wandlers.
Die interaktive Online-USV hat die Vorteile einer einfachen Struktur, bequemen Implementierung, einfacher Parallelschaltung, einfacher Wartung und Reparatur, hoher Effizienz, niedriger Betriebskosten und hoher Zuverlässigkeit. Sie ist daher besonders geeignet für IT- und Computersicherheit. Der Nachteil dieser Art von Stromversorgung besteht darin, dass die Spannungsregelungsleistung, insbesondere die dynamische Reaktionsgeschwindigkeit niedrig ist und die Entstörungsfähigkeit nicht sehr hoch ist.
Doppelwandler-USV
Hier ist der Wechselrichter zwischen dem Netz-Eingang und der Last in Reihe geschaltet. Die Stromversorgung die Last erfolgt kontinuierlich über den Wechselrichter. Wenn der Netzeingang schwankungsfrei ist, versorgt das Netz die Last über das Ladegerät und den Wechselrichter mit Strom. Wenn aber die Netzleistung aussetzt, versorgt der Akkumulator die Last über den Wechselrichter mit Leistung.
Doppelwandler-USV ist das Mainstream-Produkt der USV-Stromversorgung. Diese Variante bietet die Vorteile einer guten Leistung, einer hohen Spannungs- und Frequenzstabilität, sowie einer parallelen redundanten Verbindung zur Spannungs- und Stromquelle. Der Nachteil ist die Effizienz der gesamten Installation. Sie liegt im Allgemeinen bei etwa 85%.
Konfigurationsbeispiele:
Die folgenden USV-Funktionen sind beispielhaft für einige Powerstations.
Beschrieben werden die folgenden vier optionalen USV-Modi, die in der Gerätesteuerung eingestellt werden können:
- Standard-USV/Standard-USV-Modus
- Solarpriorität / PV-Prioritätsmodus
- Zeitsteuerungsmodus / Zeitsteuerungsmodus
- Benutzerdefinierter USV-Modus / Benutzerdefinierter USV-Modus
1. Standard-USV
Das Gerät ist normalerweise an die AC-Eingangsquelle angeschlossen. Wenn die Stromversorgung des Heimnetzes normal ist, wird die Maschine vom Netz geladen (auf 100 % SOC geladen) und die Powerstation übernimmt die Stromversorgungsausgabe, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. Die Einheit versorgt Ihre Last direkt aus dem Netz und hält eine Ladung von 100 % aufrecht. Wenn der Netzstrom ausfällt, schaltet das gerät auf interne Batterien um.
2. UPS Prioritätsmodus
Er empfiehlt sich für Gebiete mit stabiler Netzleistung. Die Batterie wird hauptsächlich durch eine PV aufgeladen um Strom zu sparen.
Hinweis: Im PV-Prioritätsmodus kann die Powerstation nur über das Netz auf 30% Kapazität aufgeladen werden und auch auf 30% der Kapazität entladen werden (Sie können es auf 100% für das vollständige Laden über das Netz auf dem Touchscreen oder der App umstellen). Der Rest der Kapazität wird entweder mit Solarenergie oder 2 Adaptern vollständig aufgeladen.
3. Zeitsteuerungs UPS-Modus
Stellen Sie die Zeiten ein, in der die Powerstation über das Netz geladen werden soll und die Zeiten, an denen Lasten von der Batterie versorgt werden sollen. Nutzen Sie so günstige Netztarife.
4. Benutzerdefinierter UPS-Modus
Lade-/Entladezeiten und SOCs mit hohem/niedrigem Batteriestand können in diesem UPS-Modus eingestellt werden. Die Möglichkeit, das Laden im Netz zu deaktivieren. Das Gerät lädt die Batterie nicht aus dem Netz auf.
Neben der zeitgesteuerten UPS geht es auch um das gesamte Ladeverhalten. Die Einstellungen für “Zeiteinstellungen” und “SOC-Einstellungen” gelten sowohl für den PV-First-Modus als auch für den Zeitsteuerungsmodus.