Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV): Typen, Auswahl und Dimensionierung

Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV): Typen, Auswahl und Dimensionierung

https://bildung.social/@oerinformatik/

https://oer-informatik.de/usv

USV, unterbrechungsfreie Stromversorgung, VFD, VI, VFI, Online-USV, Line-Interactive, Autonomiezeit, Scheinleistung, Bypass, Notstromaggregat, Akku

tl/dr; (ca. 22 min Lesezeit): Ein Stromausfall von wenigen Millisekunden reicht, damit ein Server abstürzt und Daten verloren gehen. Eine USV überbrückt Ausfälle und filtert Netzstörungen. Du lernst, wozu eine USV dient und welche Geräte an sie gehören, unterscheidest die Typen Offline (VFD), Line-Interactive (VI) und Online (VFI) anhand ihrer Blockschaltbilder, wählst eine USV nach Schein- und Wirkleistung mit Reserve aus und berechnest Autonomiezeit, Shutdown-Zeitpunkt und Akkukapazität. Außerdem geht es um Bypass, Einspeisung, Akku-Verschaltung und die Kommunikation zwischen USV und Servern [AI-Assisted]. (Zuletzt geändert am 28.10.2026)

Dieser Artikel baut auf der Kann-Liste des Artikels Leistung, Netzteile und Energiebedarf auf.

Schon fit in diesem Thema? Nutze die Kann-Liste und die Leitfragen unter dem Artikel als Checkliste, ob Du die relevanten Kompetenzen bereits hast. Hier klicken, um Kann-Liste ein- oder auszublenden

Als Kernwissen zur USV kann ich nach Durchlesen des Artikels…

• … die Aufgaben einer USV nennen und Komponenten nennen, die an eine USV angeschlossen werden sollten.

• … die USV-Typen Offline (VFD), Line-Interactive (VI) und Online (VFI) Blockschaltbildern zuordnen, die Kennungen ausschreiben und Vor- und Nachteile vergleichen.

• … die Schritte zur Auswahl einer USV in die richtige Reihenfolge bringen und die nötigen Informationen erfragen.

• … die nötige Scheinleistung einer USV mit Leistungsfaktor und Reserve berechnen und anhand eines Datenblatts eine USV nach Typ, Schein- und Wirkleistung auswählen.

• … Autonomiezeit, Laufzeitverkürzung bei Mehrlast und den Ladestand für das Einleiten eines Shutdowns berechnen.

• … den Vorteil einer Netzwerkanbindung der USV erläutern, Statuswerte deuten und Bedingungen für Warnmeldungen erkennen.

Darüber hinaus kann ich als Profilwissen für die Elektroinstallation…

• … das Blockschaltbild einer Online-USV skizzieren und die Energieflüsse im Netz- und Batteriebetrieb erläutern.

• … die Funktion von statischem Bypass und Wartungsbypass erläutern und einfache und doppelte Einspeisung vergleichen.

• … die Autonomiezeit aus einer Laufzeittabelle bzw. Kennlinie ermitteln und die Zahl der Batterieerweiterungen bestimmen.

• … Bemessungskapazität, Zellen je Strang und Zahl der Stränge eines Akkumoduls berechnen und die Verschaltung darstellen.

• … den Startzeitpunkt eines Notstromaggregats berechnen.

Montagmorgen, 7:43 Uhr: Im Gewerbegebiet fällt für zwei Sekunden der Strom aus. Die Lampen flackern nur kurz, aber im Serverraum sind drei Server abgestürzt, eine Datenbank ist inkonsistent, und der Switch braucht vier Minuten, bis er wieder hochgefahren ist. Mit einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV), englisch UPS (Uninterruptible Power Supply), hätte niemand etwas gemerkt.

Was eine USV leistet

Das Stromnetz liefert nicht immer saubere 230 V bei 50 Hz. Typische Netzstörungen sind:

Störung	Dauer	Folge ohne USV
Netzausfall	Millisekunden bis Stunden	Absturz, Datenverlust, beschädigte Dateisysteme
Spannungseinbruch bzw. Unterspannung	Millisekunden bis Minuten	Netzteile schalten ab, Neustarts
Überspannung, Spannungsspitzen (z. B. durch Schalthandlungen, Blitzeinwirkung)	Mikrosekunden bis Sekunden	Schäden an Netzteilen und Elektronik
Frequenzabweichungen	Sekunden bis Minuten	Probleme bei empfindlichen Geräten
Oberschwingungen, Störspannungen	dauerhaft	Fehlfunktionen, Erwärmung

Eine USV hat daher mehrere Aufgaben:

• Stromversorgung bei Netzausfall aus Akkus überbrücken,
• Spannungsschwankungen, Spannungsspitzen und ggf. Frequenzschwankungen filtern bzw. ausregeln (je nach Typ),
• die angeschlossenen Systeme bei längerem Ausfall kontrolliert herunterfahren lassen,
• die Zeit überbrücken, bis ein Notstromaggregat (Netzersatzanlage, NEA) angelaufen ist.

Eine USV ersetzt also kein Notstromaggregat: Ihre Akkus reichen meist für Minuten, selten für Stunden. Für längere Ausfälle übernimmt ein Aggregat, die USV überbrückt dessen Anlaufzeit.

Was an die USV gehört

An die USV gehört alles, was für den Betrieb und für ein sauberes Herunterfahren nötig ist: Server, Speichersysteme (NAS, SAN), Switches, Router, Firewall, Telefonanlage bzw. VoIP-Server, ggf. Monitoring-System und Zugangskontrolle. Fällt der Switch aus, erreicht der Shutdown-Befehl die Server nicht mehr.

Nicht an die USV gehören Geräte mit hoher Anlaufleistung oder ohne Bedeutung für den Betrieb: Laserdrucker, Heizlüfter, Kaffeemaschinen, oft auch die Klimaanlage (die wird über das Notstromaggregat versorgt).

Viele Server und Speichersysteme haben zwei redundante Netzteile. Dafür gibt es zwei Anschlussvarianten:

Variante	Vorteile	Nachteile
beide Netzteile an derselben USV	volle Absicherung bei Netzausfall	fällt die USV aus oder wird sie gewartet, steht der Server
ein Netzteil an der USV, eines direkt am Netz	Server läuft weiter, wenn die USV gestört ist oder gewartet wird; USV wird entlastet	Netzstörungen gelangen ungefiltert an das zweite Netzteil; bei Netzausfall trägt das USV-Netzteil plötzlich die volle Last; Restlaufzeit wird ggf. falsch berechnet, ein USV-Ausfall fällt evtl. nicht auf
je ein Netzteil an zwei USV an getrennten Stromkreisen	höchste Verfügbarkeit, kein Single Point of Failure	teurer

Wie redundante Netzteile und A-/B-Einspeisung funktionieren, findest Du im Artikel Leistung, Netzteile und Energiebedarf.

USV-Typen: VFD, VI und VFI

Die Norm DIN EN IEC 62040-3 teilt USV nach ihrem Verhalten gegenüber dem Netz in drei Klassen ein. Die Kennung beschreibt, wovon die Ausgangsspannung abhängt:

In Datenblättern steht oft eine längere Klassifizierung wie VFI-SS-111. Der erste Teil ist die Klasse, die Buchstaben danach beschreiben die Kurvenform der Ausgangsspannung, die Ziffern das Verhalten bei Lastwechseln.

Offline-USV (VFD)

• Netzbetrieb: Die Verbraucher werden direkt aus dem Netz versorgt, nur über einen Filter bzw. Überspannungsschutz. Ein Gleichrichter (Ladegerät) hält den Akku geladen.
• Netzausfall: Die USV erkennt den Ausfall, startet den Wechselrichter und schaltet um. Die Umschaltzeit beträgt typisch 4–10 ms.

Die Offline-USV ist günstig, klein und hat im Netzbetrieb einen sehr hohen Wirkungsgrad. Sie schützt aber nicht vor Spannungsschwankungen, und nicht jedes Netzteil übersteht die Umschaltlücke. Sie eignet sich für Arbeitsplatzrechner und kleine Netzwerkgeräte.

Line-Interactive-USV (VI)

• Netzbetrieb: Wie bei der Offline-USV kommt die Energie aus dem Netz. Zusätzlich gleicht eine Spannungsregelung (AVR, Automatic Voltage Regulation, meist ein Transformator mit Anzapfungen) Unter- und Überspannung aus, ohne auf den Akku zu gehen. Ein bidirektionaler Wechselrichter lädt den Akku.
• Netzausfall: Der Wechselrichter speist aus dem Akku, die Umschaltzeit ist sehr kurz (typisch 2–4 ms).

Gegenüber der Offline-USV hat die Line-Interactive-USV folgende Vorteile: Sie schützt vor Spannungsschwankungen, schaltet schneller um und schont den Akku, weil sie bei Unterspannung nicht gleich auf Batteriebetrieb geht. Nachteile: Sie ist teurer, größer und schwerer, hat einen etwas geringeren Wirkungsgrad, und die Frequenz bleibt vom Netz abhängig. Line-Interactive-USV sind der typische Kompromiss für kleine Serverräume und Netzwerkschränke.

Online-USV (VFI)

• Netzbetrieb: Der Gleichrichter wandelt die Netzspannung dauerhaft in Gleichspannung (Zwischenkreis) und lädt dabei den Akku. Der Wechselrichter erzeugt daraus ständig eine neue, saubere Wechselspannung mit 230 V und 50 Hz. Die Verbraucher hängen also nie direkt am Netz, daher auch der Name Doppelwandler.
• Netzausfall: Der Gleichrichter liefert nichts mehr, der Akku speist den Zwischenkreis, und der Wechselrichter arbeitet einfach weiter. Es gibt keine Umschaltung und keine Umschaltzeit (0 ms).

Schutzeigenschaften der VFI-USV: Schutz vor Netzausfall ohne Unterbrechung, vor Unter- und Überspannung, Spannungsspitzen, Frequenzschwankungen, Oberschwingungen und Störspannungen; die Ausgangsspannung ist immer sinusförmig und stabil. Nachteile: höchster Preis, geringerer Wirkungsgrad (beide Wandler arbeiten ständig, das erzeugt Abwärme und Stromkosten), Lüftergeräusche. Viele Geräte bieten deshalb einen ECO-Modus, in dem sie bei sauberem Netz wie eine Offline-USV über den Bypass arbeiten – mit kurzer Umschaltzeit.

Online-USV sind Standard für Rechenzentren, Serverräume mit hohen Verfügbarkeitsanforderungen, Medizintechnik und überall dort, wo keine Unterbrechung erlaubt ist.

	Offline (VFD)	Line-Interactive (VI)	Online (VFI)
Umschaltzeit	ca. 4–10 ms	ca. 2–4 ms	0 ms
Schutz bei Spannungsschwankungen	nein	ja (Spannungsregelung)	ja
Schutz bei Frequenzschwankungen	nein	nein	ja
Wirkungsgrad im Netzbetrieb	sehr hoch	hoch	geringer (im ECO-Modus hoch)
Preis	gering	mittel	hoch
typischer Einsatz	Arbeitsplatz-PC, Router zu Hause	Netzwerkschrank, kleiner Serverraum	Serverraum, Rechenzentrum, Medizin, Industrie

Bypass

Online-USV haben einen Bypass, über den die Verbraucher direkt am Netz hängen:

• Der statische Bypass (elektronischer Schalter) schaltet automatisch und unterbrechungsfrei auf das Netz, wenn der Wechselrichter gestört oder überlastet ist, etwa durch den hohen Einschaltstrom eines Geräts. So bleibt die Versorgung erhalten, nur eben ungefiltert.
• Der Wartungsbypass (Maintenance Bypass, Handumgehung) ist ein mechanischer Schalter. Er versorgt die Verbraucher direkt aus dem Netz, während die USV selbst spannungsfrei geschaltet wird. So lassen sich Akkus tauschen, die USV warten oder sogar komplett austauschen, ohne die Server abschalten zu müssen. Während dieser Zeit gibt es allerdings keinen Schutz vor Netzausfall; Wartungen legt man deshalb in ruhige Zeiten und kündigt sie an.

Einfache und doppelte Einspeisung

Größere USV können auf zwei Arten angeschlossen werden:

• Einfache Einspeisung (Single Feed): Gleichrichter und Bypass hängen an derselben Zuleitung. Vorteil: geringerer Installationsaufwand, nur eine Zuleitung und eine Absicherung.
• Doppelte Einspeisung (Dual Feed): Gleichrichter und Bypass haben getrennte Zuleitungen, idealerweise aus verschiedenen Verteilungen. Vorteil: Fällt eine Zuleitung bzw. Sicherung aus oder wird sie gewartet, ist die andere noch da; Fehler im Bypasszweig wirken nicht auf den Gleichrichter.

Aus demselben Grund schließt man eine zweite, redundante USV an eine andere Hauptverteilung bzw. einen anderen Gebäudeteil an: Eine Störung in einer Verteilung oder Zuleitung legt dann nicht beide USV lahm.

Eine USV auswählen

Vorgehen

1. Alle Geräte auflisten, die an der USV hängen sollen.
2. Leistungsbedarf jedes Geräts ermitteln (Datenblatt, Typenschild oder Messung), als Wirkleistung in W und Scheinleistung in VA.
3. Künftige Geräte berücksichtigen, die in absehbarer Zeit dazukommen.
4. Gesamten Leistungsbedarf berechnen.
5. Reserve einplanen, üblich sind mindestens 20–30 %; eine USV sollte im Betrieb nicht über etwa 80 % ausgelastet sein.
6. Anhand von Typ, Leistung und Autonomiezeit eine geeignete USV auswählen.

Bei der Planung fragst Du die Administration bzw. den Betreiber nach

• der Leistung aller zu versorgenden Geräte bei maximaler Last,
• der gewünschten Autonomiezeit (Überbrückungszeit) und der Zeit, die die Systeme zum Herunterfahren brauchen,
• dem minimalen Ladestand, der zur Schonung der Akkus nicht unterschritten werden soll,
• den Anforderungen an die Spannungsqualität (welcher Typ?),
• der Zahl und Art der benötigten Ausgänge (Schuko, C13, C19), dem Netzanschluss (einphasig 230 V oder dreiphasig 400 V),
• der Bauform (Tower oder 19-Zoll-Rack) und dem Aufstellort,
• der Anbindung (Netzwerkkarte, USB) und der Management- und Shutdown-Software.

Schein- und Wirkleistung: beide Grenzen prüfen

USV-Hersteller geben zwei Leistungen an, z. B. „1.500 VA / 1.350 W“. Beide Werte sind Grenzen, und beide müssen eingehalten werden. Die Scheinleistung S belastet Wechselrichter, Leitungen und Sicherungen, die Wirkleistung P muss aus dem Akku kommen. Der Zusammenhang ist

P = S \cdot \cos \varphi

Beispiel: Zwei Server mit 420 W und 360 W, ein NAS mit 150 W und Netzwerktechnik mit 70 W sollen versorgt werden, \cos \varphi = 0{,}9, Reserve 25 %.

P_{ges} = 420\ \text{W} + 360\ \text{W} + 150\ \text{W} + 70\ \text{W} = 1.000\ \text{W}

S = \frac{P_{ges}}{\cos \varphi} = \frac{1.000\ \text{W}}{0{,}9} \approx 1.111\ \text{VA} \qquad S_{Reserve} = 1.111\ \text{VA} \cdot 1{,}25 \approx 1.389\ \text{VA}

Gesucht ist also eine USV mit mindestens etwa 1.400 VA und mindestens 1.250 W. Ein Modell mit „1.500 VA / 900 W“ scheidet trotz ausreichender Scheinleistung aus.

Achte bei redundanten Netzteilen darauf, nur die tatsächlich aufgenommene Leistung zu zählen: Ein Server mit 2 × 1.200 W Netzteilen braucht nicht 2.400 W, sondern das, was er wirklich aufnimmt (höchstens 1.200 W, weil ein Netzteil allein reichen muss).

Autonomiezeit berechnen

Die Autonomiezeit (Überbrückungszeit) ist die Zeit, die die USV bei einer bestimmten Last aus dem Akku versorgen kann. Hersteller geben sie als Laufzeittabelle oder Kennlinie an (Laufzeit über der Last, oft logarithmisch). Reicht die interne Batterie nicht, schließt man Batterieerweiterungsmodule (EBM, Extended Battery Module) an.

Aus einer Laufzeittabelle liest Du die Zeile mit der nächsthöheren Last ab (auf der sicheren Seite) und wählst die kleinste Ausstattung, deren Laufzeit die geforderte Zeit erreicht.

Näherung über die Energie

Ohne Herstellerangaben kannst Du die Laufzeit über die gespeicherte Energie abschätzen:

E = n \cdot U \cdot C \qquad t = \frac{E_{nutzbar} \cdot \eta}{P}

mit n Akkus der Spannung U und Kapazität C, dem nutzbaren Anteil der Energie (z. B. 70 %, wenn bis 30 % Restladung entladen wird), dem Wirkungsgrad \eta des Wechselrichters und der Last P. In vielen Rechnungen wird vereinfacht mit 1 VA = 1 W und ohne Wirkungsgrad gerechnet.

Beispiel: 16 Akkus mit 12 V / 7 Ah, Last 800 W, Entladung bis 30 % Restladung, ohne Wirkungsgrad:

E = 16 \cdot 12\ \text{V} \cdot 7\ \text{Ah} = 1.344\ \text{Wh} \qquad t = \frac{1.344\ \text{Wh} \cdot 0{,}7}{800\ \text{W}} \approx 1{,}176\ \text{h} \approx 70\ \text{min}

Die Werte sind optimistisch: Bei hoher Last sinkt die nutzbare Kapazität eines Akkus (Peukert-Effekt), mit dem Alter und bei Kälte ebenfalls.

Laufzeit bei geänderter Last

Näherungsweise ist die Laufzeit umgekehrt proportional zur Last. Wird eine USV, die bei 800 W eine Restlaufzeit von 60 min meldet, mit 200 W zusätzlich belastet, gilt

t_{neu} = t_{alt} \cdot \frac{P_{alt}}{P_{neu}} = 60\ \text{min} \cdot \frac{800\ \text{W}}{1.000\ \text{W}} = 48\ \text{min}

Die Laufzeit verkürzt sich also um 12 min (in der Praxis eher etwas mehr).

Wann muss der Shutdown starten?

Ein typischer Ablauf bei Netzausfall: Die USV versorgt die Server, bis der Akku einen Mindestladestand erreicht hat. Rechtzeitig vorher muss der Shutdown beginnen, damit die Server bis dahin sauber heruntergefahren sind.

Beispiel: Der volle Akku reicht bei der aktuellen Last für 40 min. Der Ladestand soll 25 % nicht unterschreiten, das Herunterfahren dauert 6 min.

• 40 min entsprechen 100 %, also 1 min ≙ 2,5 %.
• 6 min Herunterfahren ≙ 15 %.
• Der Shutdown muss bei 25 % + 15 % = 40 % Ladestand beginnen.

Genauso rechnest Du, wann ein Notstromaggregat gestartet werden muss: Braucht es 3 min bis zur Betriebsbereitschaft und soll es bei 30 % übernehmen, wird es bei 30 % plus dem Anteil von 3 min gestartet.

Akkus und Akkumodule

In USV stecken meist verschlossene Blei-Akkus (VRLA, AGM), zunehmend Lithium-Ionen-Akkus:

	Blei (VRLA)	Lithium-Ionen
Vorteile	günstig, bewährt, einfache Ladetechnik	etwa doppelte bis dreifache Lebensdauer (oft 10 Jahre und mehr), deutlich leichter und kleiner, mehr Ladezyklen, schneller wieder geladen, weniger temperaturempfindlich
Nachteile	Lebensdauer typisch 3–5 Jahre, schwer, temperaturempfindlich (je 10 K über 20 °C etwa halbe Lebensdauer)	teurer, Batteriemanagementsystem nötig, besondere Brandschutzanforderungen

Akkus altern auch ungenutzt. Regelmäßige Selbsttests der USV, ein kühler Aufstellort und ein geplanter Austausch gehören zum Betrieb.

Zellen verschalten

Ein Akkumodul besteht aus vielen Zellen. In Reihe geschaltet addieren sich die Spannungen, parallel geschaltete Stränge addieren die Kapazitäten:

\text{Zellen je Strang} = \frac{U_{Modul}}{U_{Zelle}} \qquad \text{Stränge} = \frac{C_{Modul}}{C_{Zelle}}

Die nötige Bemessungskapazität ergibt sich aus Strom und Autonomiezeit:

K_N = I \cdot t

Beispiel: Eine Steuerung braucht im Notbetrieb 2 A an 24 V für 6 h. K_N = 2\ \text{A} \cdot 6\ \text{h} = 12\ \text{Ah}. Mit Lithium-Ionen-Zellen zu 3,6 V / 3,0 Ah braucht ein 25,2-V-Modul 7 Zellen je Strang und 4 Stränge parallel (4 · 3,0 Ah = 12 Ah). Das Modul hat dann 28 Zellen, 25,2 V und 12 Ah.

Für kleine Geräte mit Gleichspannung (Einplatinencomputer, Gateways, Router) gibt es DC-USV. Hier rechnest Du direkt: Ein Gerät mit 12 V und höchstens 2 A braucht P = 12\ \text{V} \cdot 2\ \text{A} = 24\ \text{W} und für 10 h Überbrückung eine Kapazität von 2\ \text{A} \cdot 10\ \text{h} = 20\ \text{Ah}.

USV und Server: Kommunikation und Shutdown

Eine USV allein verhindert keinen Datenverlust, wenn der Akku leer läuft. Die Server müssen erfahren, dass sie herunterfahren sollen. Dazu meldet die USV ihren Zustand über

• USB oder seriell an einen Rechner, auf dem eine Software (z. B. apcupsd oder NUT, Network UPS Tools) läuft. Andere Server müssen von diesem Rechner informiert werden; fällt er aus, erfährt niemand etwas.
• eine Netzwerkkarte (Ethernet, SNMP, Web-Oberfläche). Vorteil: Alle Server und virtuellen Maschinen können den Zustand direkt abfragen und rechtzeitig herunterfahren, die USV ist in das Monitoring eingebunden, schickt E-Mails bzw. SNMP-Traps und lässt sich aus der Ferne verwalten.

Typische Statuswerte einer USV:

Wert (Beispiel NUT)	Bedeutung
ups.status: OL / OB / LB	Netzbetrieb (on line), Batteriebetrieb (on battery), Akku schwach (low battery)
battery.charge: 100	Ladestand in Prozent
battery.runtime: 3600	geschätzte Restlaufzeit in Sekunden
battery.charge.low / battery.runtime.low	Schwellen, bei denen „Akku schwach“ gemeldet und der Shutdown ausgelöst wird
ups.load: 42	Auslastung in Prozent der Nennleistung
input.voltage, input.frequency	Eingangsspannung und Netzfrequenz

Monitoring-Systeme lösen Warnungen aus, wenn Werte Grenzen über- oder unterschreiten, z. B. Eingangsspannung unter 207 V (−10 %), Netzfrequenz unter 49,5 Hz, Auslastung über 80 % oder Restlaufzeit unter einer Mindestzeit. Wenn Du in einer Messwerttabelle herausfinden sollst, wann gewarnt wird, suchst Du die Spalte, deren Werte bei allen Warnungen auf der einen und bei allen Normalzuständen auf der anderen Seite einer Grenze liegen. Oft sind es zwei unabhängige Bedingungen.

Die Shutdown-Reihenfolge ist wichtig: erst Anwendungen und virtuelle Maschinen, dann Server, zuletzt Speichersysteme und Netzwerk. Nach Rückkehr des Stroms starten die Systeme in umgekehrter Reihenfolge.

Typische Fehler

• Nur die VA prüfen: Ein Modell mit genug Scheinleistung kann bei der Wirkleistung zu schwach sein.
• Netzteile doppelt zählen: Redundante Netzteile teilen sich die Last.
• Keine Reserve: Eine voll ausgelastete USV hat kaum Laufzeit, und neue Geräte passen nicht mehr dazu.
• Switch vergessen: Ohne Netzwerk erreicht der Shutdown-Befehl die Server nicht.
• Offline-USV für Server mit hohen Anforderungen: Die Umschaltzeit von einigen Millisekunden kann empfindliche Netzteile zum Abschalten bringen.
• Wartungsbypass vergessen: Ohne ihn müssen für einen Akkutausch alle Server heruntergefahren werden.
• Akkus nie testen: Viele USV versagen beim ersten echten Stromausfall, weil die Akkus nach Jahren verbraucht sind.

Leitfragen

1. Welche Aufgaben hat eine USV, und welche Geräte gehören an sie? Antwort

Netzausfall überbrücken, Netzstörungen (Spannungsschwankungen, Spitzen, ggf. Frequenz) filtern, kontrolliertes Herunterfahren ermöglichen, Anlaufzeit eines Notstromaggregats überbrücken. An die USV gehören Server, Speicher, Switches, Router, Firewall, TK-Anlage. siehe Abschnitt „Was eine USV leistet“

2. Wofür stehen VFD, VI und VFI, und wie unterscheiden sich die Typen? Antwort

VFD (Voltage and Frequency Dependent) = Offline-USV: Netz direkt, Umschaltung bei Ausfall. VI (Voltage Independent) = Line-Interactive: zusätzlich Spannungsregelung, kurze Umschaltzeit. VFI (Voltage and Frequency Independent) = Online-USV: Doppelwandler, ständig über Gleichrichter und Wechselrichter, keine Umschaltzeit. siehe Abschnitt „USV-Typen“

3. Warum gibt es bei einer Online-USV keine Umschaltzeit? Antwort

Weil der Wechselrichter die Verbraucher immer versorgt. Bei Netzausfall speist nur der Akku statt des Gleichrichters den Zwischenkreis; am Ausgang ändert sich nichts. siehe Abschnitt „Online-USV (VFI)“

4. Wozu dienen statischer Bypass und Wartungsbypass? Antwort

Der statische Bypass schaltet bei Störung oder Überlast des Wechselrichters automatisch auf das Netz. Der Wartungsbypass versorgt die Verbraucher direkt aus dem Netz, damit die USV ohne Abschalten der Server gewartet oder getauscht werden kann; währenddessen gibt es keinen Schutz. siehe Abschnitt „Bypass“

5. Wie berechnest Du die nötige Leistung einer USV? Antwort

Wirkleistungen aller Geräte addieren (auch künftige), mit S = P / \cos \varphi in Scheinleistung umrechnen, Reserve von mindestens 20–30 % aufschlagen; bei der Auswahl Scheinleistung und Wirkleistung der USV prüfen. siehe Abschnitt „Eine USV auswählen“

6. Wie bestimmst Du den Ladestand, bei dem der Shutdown beginnen muss? Antwort

Laufzeit bei voller Ladung in Prozent je Minute umrechnen, den Anteil der Shutdown-Dauer bestimmen und zum Mindestladestand addieren. siehe Abschnitt „Wann muss der Shutdown starten?“

7. Wie viele Zellen und Stränge braucht ein Akkumodul? Antwort

Zellen je Strang = Modulspannung : Zellspannung (Reihenschaltung), Stränge = benötigte Kapazität K_N = I \cdot t : Zellkapazität (Parallelschaltung), aufgerundet. siehe Abschnitt „Zellen verschalten“

8. Warum sollte eine USV per Netzwerk statt per USB mit den Servern kommunizieren? Antwort

Per USB erfährt nur ein Rechner vom Stromausfall; per Netzwerk können alle Server und VMs den Status abfragen und rechtzeitig herunterfahren, und die USV ist ins Monitoring eingebunden. siehe Abschnitt „USV und Server“

Links und weitere Informationen

• Übungen: Übungsaufgaben zur USV

• verwandte Artikel: Leistung, Netzteile und Energiebedarf, Hochverfügbarkeit, Serverhardware, Elektrische Sicherheit

• Software: Network UPS Tools (NUT), apcupsd

---

Hinweis zur Nachnutzung als Open Educational Resource (OER)

Dieser Artikel und seine Texte, Bilder, Grafiken, Code und sonstiger Inhalt sind - sofern nicht anders angegeben - lizenziert unter CC BY 4.0. Nennung gemäß TULLU-Regel bitte wie folgt: “Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV): Typen, Auswahl und Dimensionierung” von oer-informatik.de (H. Stein), Lizenz: CC BY 4.0. Der Artikel wurde unter https://oer-informatik.de/usv veröffentlicht, die Quelltexte sind in weiterverarbeitbarer Form verfügbar im Repository unter https://gitlab.com/oer-informatik/it-sicherheit/verfuegbarkeit-notfall. Erstellt mit KI-Assistenz; von mir umfassend redaktionell überarbeitet, geprüft und freigegeben. Stand: 28.10.2026.

[Kommentare zum Artikel lesen, schreiben] / [Artikel teilen] / [gitlab-Issue zum Artikel schreiben]