Netzersatzanlagen, unterbrechungsfreie Stromversorgung und Sicherheitsstromversorgung – Planung und Auslegung.
t = (C × U × η) / PÜberbrückungszeit in Stunden
Bei Netzausfall müssen kritische Verbraucher weiter versorgt werden. Je nach Anforderung kommen unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV), Netzersatzanlagen (Diesel-Generator) oder Sicherheitsstromversorgungen zum Einsatz.
Dieser Ratgeber erklärt die verschiedenen Systeme und deren normgerechte Planung.
| Merkmal | USV | NEA (Diesel) | SV (Batterie) |
|---|---|---|---|
| Umschaltzeit | 0 ms | 10-15 s | ≤15 s |
| Autonomie | 5-60 min | Unbegrenzt (Treibstoff) | 1-3 h |
| Leistung | 1-500 kVA | 10-2000 kVA | 0,5-50 kVA |
| Anwendung | IT, Medizin | Industrie, KH | Notbeleuchtung |
| Klasse | Beschreibung | Umschaltzeit | Anwendung |
|---|---|---|---|
| VFD | Voltage/Frequency Dependent | 2-10 ms | Büro, PC |
| VI | Voltage Independent | 2-4 ms | Server |
| VFI | Voltage/Frequency Independent | 0 ms | IT, Medizin |
| Modus | Netz | Batterie | Wechselrichter |
|---|---|---|---|
| Normalbetrieb | Lädt Batterie | Puffer | Versorgt Last |
| Netzsausfall | – | Entlädt | Versorgt Last |
| Bypass | Direkt zu Last | – | Wartung |
| Komponente | Funktion |
|---|---|
| Dieselmotor | Antrieb Generator |
| Generator | Stromerzeugung |
| Kraftstofftank | Autonomie |
| Netzumschaltung | Automatische Umschaltung |
| Steuerung | Start, Überwachung |
| Merkmal | Anforderung |
|---|---|
| Startzeit | ≤ 15 s (Sicherheitsversorgung) |
| Dauerbetrieb | Mindestens 24 h |
| Lastübernahme | 100% in einem Schritt |
| Prüfung | Monatlicher Probelauf |
Nach DIN VDE 0100-560 und DIN EN 50172:
| Kategorie | Umschaltzeit | Anwendung |
|---|---|---|
| Sofort | ≤ 0,5 s | Sicherheitsbeleuchtung |
| Kurz | ≤ 15 s | Rettungswege |
| Mittel | ≤ 60 s | Betriebswichtige Anlagen |
| Lang | > 60 s | Wartungsbeleuchtung |
| Gebäudetyp | Mindestdauer |
|---|---|
| Versammlungsstätten | 3 h |
| Krankenhäuser | 24 h |
| Hochhäuser | 3 h |
| Arbeitsstätten | 1 h |
t = (C × U × η) / P
Beispiel:
t = (100 × 48 × 0,85) / 2000 = 2 Stunden
| Anwendung | Autonomie |
|---|---|
| PC-Arbeitsplatz | 5-10 min |
| Server-Raum | 10-30 min |
| Rechenzentrum | 15-60 min |
| Mit NEA-Überbrückung | 5-15 min |
Aufgabe
Ein Server-Rack mit 5 kW Last soll 15 Minuten überbrückt werden.
Lösung
6 kVA Online-USV mit 40 Ah Batterie für 15 min Autonomie.
DIN VDE 0100-560: Einrichtungen für Sicherheitszwecke
DIN EN 50171: Zentrale Stromversorgungssysteme
DIN EN 50172: Sicherheitsbeleuchtungsanlagen
IEC 62040: Unterbrechungsfreie Stromversorgungen
Wichtige Festlegungen:
Notstromversorgung – Zusammenfassung:
Systeme:
| Typ | Umschaltzeit | Autonomie |
|---|---|---|
| USV Online | 0 ms | 5-60 min |
| NEA Diesel | 10-15 s | Stunden |
| SV-Anlage | ≤15 s | 1-3 h |
USV-Klassen (IEC 62040):
Dimensionierung: t = (C × U × η) / P
Prüfung: Monatlicher Probelauf
Eine Online-USV (VFI) ist erforderlich, wenn keine Unterbrechung toleriert werden kann (0 ms Umschaltzeit). Typische Anwendungen: IT-Infrastruktur, Medizintechnik, Prozesssteuerungen. Für normale PC-Arbeitsplätze reicht meist eine Line-Interactive-USV.
Die Batterien sollten jährlich geprüft werden (Kapazitätstest). Blei-Säure-Batterien haben eine Lebensdauer von 3-5 Jahren, Lithium-Ionen 8-10 Jahre. Die USV selbst sollte halbjährlich geprüft werden (Funktion, Lüfter, Filter).
Ja, das ist der Standard bei größeren Anlagen: Die USV überbrückt die Anlaufzeit des Dieselgenerators (10-15 s). Die NEA versorgt dann dauerhaft bis zur Netzwiederkehr. Die USV-Autonomie muss mindestens die Anlaufzeit + Sicherheitsreserve abdecken (~1-5 min).