Was ist eigentlich der ECO-Modus bei unterbrechungsfreien Stromversorgungen?

Autor/Redakteur: Stefan Keil/gg

Nirgends ist Strom so teuer wie in Deutschland. Damit sind Stromeinsparungen nicht nur aufgrund des Nachhaltigkeitsaspekts, sondern auch aufgrund des hohen Einsparpotenzials ein wichtiges Thema für Unternehmen. Gleichzeitig ist die Hochverfügbarkeit der IT ein unternehmenskritischer Faktor. Und unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) sind dafür da, unter anderem diese zu gewährleisten. Doch USV-System ist nicht gleich USV-System. Gerade hinsichtlich Effizienz haben sich USV-Systeme in den letzten Jahrzehnten rasant weiterentwickelt. Viele davon verfügen mittlerweile auch über den sogenannten ECO-Modus. Aber wie funktioniert eine USV im ECO-Modus? Was bringt er? Und wann ist der Einsatz des ECO-Modus sinnvoll?

Abbildung 1 (Grafik: Vertiv)

Doppelwandler – Die USV-Standard-Topologie

USV-Systeme sind eine Kernkomponente in der Realisierung möglichst hoher Verfügbarkeit von elektrischen Geräten, egal ob IT, Rechenzentren, medizinische Geräte oder Produktionsanlagen. Neben Notfallstrom für den Fall eines Stromausfalls gleicht eine USV auch Spannungsschwankungen aus und schützt beispielsweise vor den Auswirkungen von Blitzeinschlägen auf die Spannungsqualität. Zwar ist Strom in Deutschland generell von guter Qualität. Aber auch hierzulande kommt es immer wieder zu Einbrüchen der Netzqualität. Daher ist es für Unternehmen notwendig mit USV-Anlagen die Uptime ihrer IT, Produktionsanlagen etc. abzusichern und sensible Geräte zu schützen. Aktuell ist die Doppelwandler-Topologie das Standardfunktionsprinzip bei USV-Systemen. Dabei wird die Energie an zwei Stellen im Gerät umgewandelt. So sind die ausgegebene Spannung und elektrische Frequenz vom eingespeisten Strom unabhängig und auch sensible Geräte werden dauerhaft mit gleichbleibender Stromqualität versorgt. Allerdings wird bei dieser Umwandlung auch Strom verbraucht. Daher haben inzwischen viele Anbieter einen hocheffizienten Funktionsmodus in ihren Geräten implementiert, um diese Verluste zu minimieren: den ECO-Modus.

USV-Modernisierung lohnt sich in kürzester Zeit

Die Effizienz von USV-Systemen hat sich dabei in den letzten Jahren massiv verbessert. Lag die Energieeffizienz in den 1970er Jahren noch bei knapp 80 Prozent, stieg diese kontinuierlich bis auf 90 Prozent während der Jahrtausendwende und ist inzwischen bei durchschnittlich 97 Prozent bei Vertiv Produkten angekommen (siehe Abbildung 1). Eine Modernisierung bestehender älterer USV-Systeme lohnt sich also in den meisten Fällen, da sich der ROI in kurzer Zeit einstellt. Ein Beispiel: Der Vergleich eines 1.000 kW Legacy Systems mit 94 Prozent maximaler Effizienz mit einem modernen 1.000 kW USV-System mit 97 Prozent maximaler Effizienz zeigt den enormen Unterschied, den drei Prozent bei der Energieeffizienz ausmachen. So verzeichnet das Legacy-System knapp doppelt so hohe kW-Verluste wie die ECO-Modus-USV. Nimmt man einen Strompreis von nur zehn Cent pro kWh an, spart das moderne System im Jahr über 28.000 Euro Stromkosten gegenüber dem Legacy-Gerät ein und amortisiert sich somit in kürzester Zeit. Bei höheren Strompreisen ist das Einsparpotenzial noch höher. Und Folgeeffekte wie beispielsweise die Reduzierung der notwendigen Kühlleistung bei steigender Energieeffizienz zahlen ebenfalls auf die Einsparmöglichkeiten ein.

ECO-Modus für noch mehr Effizienz und geringere Stromkosten

Der ECO-Modus bringt die Energieeffizienz auf bis zu 99 Prozent und senkt die jährlichen Stromkosten durchschnittlich auf knapp unter ein Drittel eines Systems mit 97 Prozent Effizienz. Doch Planer sollten sich nicht nur auf die hohe Energieeffizienz des ECO-Modus fokussieren – denn dieser hat auch Nachteile. Er nutzt die Tatsache, dass die meisten technischen Geräte auch mit Strom funktionieren, welcher Spannungs- oder Frequenzschwankungen unterliegt – natürlich nur solange sich diese in einer bestimmten Toleranz bewegen. Liegt der gelieferte Strom innerhalb dieser Toleranzen, umgeht der ECO-Modus Gleich- und Wechselrichter der Doppelwandler-USV und leitet den Strom fast direkt zu den Verbrauchsgeräten weiter. Er passiert dabei nur ein Power Interface, um mit fortschrittlicher Steuertechnik und Power Tracking sicherzustellen, dass der Doppelwandler-Modus aktiviert wird, falls die Toleranzwerte nicht mehr eingehalten werden.