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Batterie-Lexikon / Glossar U 

 

Überbrückungszeit

Die Überbrückungszeit bezeichnet den Zeitraum, in dem eine USV-Anlage (unterbrechungsfreie Stromversorgung) bei einem Stromausfall die angeschlossenen Geräte weiterhin mit Energie versorgt, und zwar ohne Unterbrechung. Dabei wird die Überbrückungszeit bestimmt und beeinflußt durch
  • die Verbraucherlast, d.h. je mehr Strom die angeschlossenen Geräte verbrauchen, desto kürzer die Überbrückungszeit.
  • die Batteriekapazität, d.h. je größer die Akkus, desto länger die Versorgung der Verbraucher mit Strom..
  • den USV-Typ, d.h. Offline-USV, Line-Interactive oder Online-USV. Diese USV-Produktreihen unterscheiden sich in Effizienz und Reaktionszeit.
  • Umgebungsfaktoren, d.h. Temperatur, Alter der Batterien und Wartungszustand spielen eine maßgebende Rolle


 

Umgebungstemperatur

Die Umgebungstemperatur spielt eine entscheidende Rolle für die Leistung, Lebensdauer und Sicherheit von Batterien. Warum? Weil Batterien auf chemischen Reaktionen basieren – und diese laufen je nach Temperatur ganz unterschiedlich ab. Das bedeutet:
 

  • bei hohen Temperaturen
    • Schnellere chemische Reaktionen, d.h., die Batterie liefert kurzfristig mehr Leistung.
    • Erhöhte Selbstentladung, d.h., die Energie geht schneller verloren, auch ohne Nutzung.
    • Beschleunigte Alterung, d.h., die Lebensdauer verkürzt sich deutlich.
    • Sicherheitsrisiken,:d.h., Überhitzung kann zu Gasbildung oder sogar Brand führen.
  • bei niedrigen Temperaturen
    • Langsamere Reaktionen, d.h., die Batterie wirkt „träge“, Spannung und Kapazität sinken.
    • Weniger verfügbare Energie, d.h., bei niedrigen Temperaturen sinkt die Batteriekapazität.
    • Längere Ladezeiten, d.h., der Ladevorgang verlangsamt sich deutlich.

Wie wird dem entgegengewirkt? Siehe Temperaturkompensation.


 

UL -  Underwriters Laboratories, (UL 94 V-0)

Die Begriffe UL und UL 94 V-0 stehen für wichtige Sicherheits- und Brandschutznormen, die vor allem in der Elektrotechnik, Geräteentwicklung und Materialprüfung eine zentrale Rolle spielen. UL steht für Underwriters Laboratories, eine unabhängige US-Organisation, die seit 1894 Produkte, Komponenten und Materialien auf ihre Sicherheit prüft und zertifiziert. UL 94 V-0 bezieht sich auf die Beurteilung der Brennbarkeit von Kunststoffen. Die Klassifizierung V-0 ist dabei die höchste Sicherheitsstufe im vertikalen Brenntest dieser Norm.


 

Unterbrechungsfreie Stromversorgung

s. USV-Anlage


 

USV-Anlage

Eine USV-Anlage, eine Unterbrechungsfreie Stromversorgung, ist ein technisches System, das wichtige Geräte auch bei Stromausfall oder Spannungsschwankungen weiterhin, ohne Unterbrechung mit Strom versorgt. Dabei ist zu definieren, was "ohne Unterbrechnung" bedeutet, wonach sich letztlich die Konzeption der USV-Anlage richtet, nämlcih
  • Offline-USV,auch Standby-USV oder VFD - Voltage and Frequency Dependent genannt.
  • Line-Interactive-USV, auch Netzinteraktive-USV oder VI - Voltage Independent genannt.
  • Online-USV, auch Dauerwandler-USV oder VFI - Voltage and Frequency Independent genannt.

1. Offline-USV (Standby-USV)
Im Normalbetrieb leitet die Offline-USV den Netzstrom direkt und ungefiltert an die angeschlossenen Verbraucher weiter. Der Wechselrichter und die Batterie sind inaktiv. Erst wenn die Netzspannung außerhalb eines vordefinierten Bereichs liegt (z.B. bei Stromausfall, starker Unter- oder Überspannung), schaltet die USV auf Batteriebetrieb um. Der Wechselrichter wird aktiviert und wandelt den Gleichstrom der Batterie in Wechselstrom für die Verbraucher um. Sie bietet grundlegenden Schutz vor Komplettem Stromausfall ind Spannungseinbrüchen sowie Spannungsspitzen. Es handelt sich bei diesem System um eine wirtschaftliche Lösung mit gutem Wirkungsgrad, allerdings auch mit etwas längerer Umschaltzeit im Millisekundenbereich und nicht stabiliserter Spannung und dem Netz entsprechender Frequenz. Oberwellen oder hochfrequente Störungen werden nicht gefiltert2. Line-Interactive-USV (Netzinteraktive-USV)


2. Line-Interactive-USV (Netzinteraktive-USV)

Im Normalbetrieb ist der Wechselrichter permanent mit dem Ausgang verbunden. Die USV verfügt über einen automatischen Spannungsregler (AVR - Automatic Voltage Regulation), der Unter- und Überspannungen aus dem Netz ohne Umschaltung auf Batteriebetrieb ausgleicht. Die Batterie kommt erst bei größeren Abweichungen oder einem kompletten Netzausfall zum Einsatz. Sie bietet erweiterten Schutz vor einem komplettem Stromausfall, vor Spannungseinbrüchen und Spannungsspitzen (durch AVR-Regelung), sowie geringfügigen Frequenzschwankungen. Ebenso besitzt sie eine infache Netzfilterfunktion. So ausgestattet bietet sie Line-Interactive-USV einen besseren Schutz als die Offline-USV mit etwas kürzerer Umschaltzeit. Wie die Offline-USV bietet sie zwar einen besseren, aber keinen starken Schutz bei erheblicheren Netzstörungen. Am Ausgang liefert die USV eine Rechteck- oder modifizierte Sinuswelle, was für empfindliche Verbraucher problematisch sein kann.
 

3. Online-USV (Dauerwandler-USV)

Die Online-USV nach dem Dauerwandlerprinzip (Doppelwandler) wandelt den eingehenden Wechselstrom zuerst in Gleichstrom um (Gleichrichter-Funktion). Der Gleichstrom lädt die Batterie und versorgt gleichzeitig auch den Wechselrichter. Dieser wiederum wandelt den Gleichstrom dann in einen sauberen, geregelten Wechselstrom (Sinuswelle) für die Verbraucher um. Die angeschlossenen Verbraucher werden auf diese Weise ständig und ausschließlich vom Wechselrichter versorgt. Das Netz dient lediglich als primäre Energiequelle für den Gleichrichter und als Ladestrom für die Batterie. Ebenfalls vorhanden ist ein Bypass, der im Falle eines Ausfalls des Wechselrichters oder einer Überlastung die Last direkt mit dem Netz verbindet. So ausgestattet bietet die Online-USV den höchsten Schutz vor allen neun Arten von Netzstörungen:

  • Stromausfall
  • Spannungseinbruch/-abfall
  • Spannungsüberspannung
  • Unter-/Überspannung
  • Frequenzschwankungen
  • Spannungsspitzen
  • Leitungsrauschen
  • Harmonische Verzerrungen
  • Transiente Überspannungen



 

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