Supercap USV Anlage: Vorteile und Funktionsweise | Ein Überblick

Eine Supercap USV Anlage ist ideal für kritische Leistungsanwendungen, bei denen die anliegenden Lasten sehr empfindlich auf kurzzeitige Unterbrechungen oder Schwankungen der Netzstromversorgung reagieren. Da bis zu 87% der Netzstromunterbrechungen weniger als eine Sekunde dauern, kann die Supercap-USV eine umweltfreundlichere und energieeffizientere Quelle für unterbrechungsfreie Stromversorgung bieten, als ein herkömmliches, batteriegestütztes USV-System.

Ein Supercap-USV-System beherbergt die Superkondensatoren normalerweise im USV-Schrank selbst - anstelle eines sonst üblichen, weitaus größeren Batteriesatzes, der oftmals zudem noch extern gelagert werden muss. Dadurch kann das komplette System eine kleinere Grundfläche aufweisen als eine batteriegestützte USV und wertvollen Platz sparen.

Ein weiterer Vorteil ist, dass man sich weniger Gedanken um die Kühlung der USV machen muss. Die USV-Elektronik kann typischerweise bei Temperaturen bis zu 35-40 Grad Celsius arbeiten, ohne dass es dabein zu Leistungseinbußen oder -verlusten kommt. Wenn sie dagegen jedoch mit versiegelten Bleisäurebatterien (SLA-Batterien) bestückt ist, wird dieser optimale Bereich auf 20-25 Grad reduziert - den empfohlene Temperaturbereich, in dem eine SLA-Batterie ihre Konstruktionslebensdauer erreicht. Außerhalb dieses Bereichs kann die Lebensdauer von SLA-Batterien dramatisch um über 30 % sinken. Da Superkondensatoren nicht so empfindlich auf die Umgebungstemperatur reagieren, können Superkondensator-USV auch in rauheren Umgebungsbedingungen arbeiten und dadurch die Kühlschwellen in Rechenzentren, Serverräumen und Racks senken, was zu einem geringeren Energiebedarf für die Kühlung und einem niedrigeren PUE Wert führt.

Superkondensatoren haben potenziell eine unendliche Lebensdauer und erfordern weniger häufigen Wartungsaustausch als herkömmliche Batterien, die bei einem Batteriesatz - je nach Fabrikat - mit einer Lebensdauer von fünf bis zehn Jahren innerhalb von drei bis acht Jahren ausfallen können. Sie machen zusätzliche Batterieüberwachungs- und -managementsysteme überflüssig und verursachen insgesamt bis zu 80% niedrigere Austausch- und Recyclingkosten.

Mit einer prognostizierten Lebensdauer von einer 1 000 000 Lebenszyklen stehen bei einer Supercap USV - im Vergleich zu einer herkömmlichen unabhängigen Stromversorgung - außerdem niedrigere Gesamtbetriebskosten und geringere Umweltbelastungen auf der Habenseite.

Solche Anlagen können sich daher ideal für IT-, Rechenzentrums-, Elektromedizin-, Transport- und Industrieanwendungen eignen, um beispielsweise die Anlaufzeiten von Generatoren oder sehr kurze Netzunterbrechungen zu überbrücken.

Was sind Supercaps?

Superkondensatoren (engl. Supercaps) , auch Ultrakondensatoren genannt, sind eine vielversprechende Technologie zur Energiespeicherung. Im Vergleich zu herkömmlichen Batterien weisen sie eine höhere Leistungsdichte und eine längere Lebensdauer auf, jedoch gilt es Vor- und Nachteile abzuwägen.

Funktionsweise von Superkondensatoren

Superkondensatoren sind elektrochemische Bauelemente, die Energie in Form von elektrischer Ladung speichern. Sie bestehen aus zwei Elektroden, die durch einen Elektrolyten voneinander getrennt sind. Eine der Elektroden ist positiv geladen, die andere negativ. Wenn eine Spannung an die Elektroden angelegt wird, sammelt sich elektrische Ladung an der Oberfläche der Elektroden. Die elektrische Ladung wird dann in Elektrolyten gespeichert.

Im Gegensatz zu Batterien nutzen Superkondensatoren keine chemischen Reaktionen, um Energie zu speichern. Stattdessen speichern sie Energie, indem sie ein elektrisches Feld zwischen zwei Elektroden aufbauen. Dadurch erreichen sie eine höhere Leistungsdichte und können schneller als Batterien geladen und entladen werden.

Vor- und Nachteile von Supercaps USV Anlagen

Supercaps besitzen eine Reihe von Vorteilen gegenüber Batterien. Sie haben eine längere Lebensdauer, da sie sich nicht durch chemische Reaktionen zersetzen. Außerdem können sie auch schneller geladen und entladen werden als Batterien und zeichnen sich durch eine höhere Leistungsdichte aus. Sie sind auch sicherer als herkömmliche Batterien, da sie keine explosiven Chemikalien enthalten und auch unempfindlicher gegenüber der Umgebungstemperatur sind.

Ein Nachteil von Superkondensatoren ist jedoch, dass sie im Vergleich zu Batterien eine geringere Energiedichte aufweisen, was bedeutet, dass sie weniger Energie pro Volumen speichern können. Da sie in der Regel auch teurer als Batterien sind, sollte vor Anschaffung und Einsatz von Supercap USV Anlagen eine genaue Kosten / Nutzen Analyse erfolgen.