Energieeffizienz, Hochverfügbarkeit, Flexibilität bei sich ändernder Infrastruktur oder Komplexitätsreduktion im Rechenzentrum - dies sind nur ­einige Ansprüche, die IT- oder Infrastruktur-Verantwortliche an ein neues USV-System stellen. Aber welche ­Umgebungsbedingungen müssen
bei der Planung eines USV-Austausch­projektes berücksichtigt werden? Und welche Parameter definieren das passende USV-System? Der folgende Artikel gibt darauf Antworten.

Am Anfang der Projektplanung für den Austausch einer USV-Anlage steht das Erfassen der relevanten Umgebungsbedingungen für das USV-System. Erstens gilt es, alle wichtigen Stromparameter zu bestimmen: Eingangs- und Ausgangsspannung sowie die benötigte Ausgangsleistung der USV. Auch die Phasigkeit des Netzes und die Netzform (TN-S, TN-C, TN-C-S, TT oder IT) müssen bekannt sein.

Die Überprüfung der baulichen Gegebenheiten am Aufstellort ist der zweite wichtige Schritt. Das gilt vor allem, wenn die neue USV-Anlage an einem anderen Ort als die bisherige aufgestellt werden soll. In diesem Fall muss auch die Statik des neuen Serverraums geprüft werden. Je nach Einsatzort und verfügbarer Stellfläche muss die passende Bauart der USV-Anlage ausgewählt werden. Dabei müssen - wenn nötig - festgelegte Abstände zu anderen Geräten (Wärmeentwicklung, Fluchtwege) berücksichtigt und eingehalten werden. Als Planungshilfe eignen sich Grundrisse der verfügbaren Stellplatzumgebungen. Drittens muss gewährleistet sein, dass das neue System USV-Standards und Branchennormen erfüllt, zum Beispiel Vorgaben für die USV-Klassifizierung. Auch branchenspezifische Zertifizierungen sowie Sonderanforderungen, etwa spezielle IP-Klassen für staubige oder feuchte Umgebungen, spielen eine Rolle.

Schließlich muss die passende USV-Technologie ausgewählt werden. Wichtige Kriterien dabei sind Sensibilität und Bedeutung der Verbraucher: Offline-USVs sind nur für wenig kritische Verbraucher kleinerer Leistung die geeignete Wahl, bei Anwendungen mit mittlerem Schutzniveau kommen meist Line-interaktive Geräte im Bereich von 500 VA bis 6 kVA zum Einsatz. Bei ­unternehmenskritischen Systemen, etwa Server für Geschäftsanwendungen, sind Doppelwandler-USV-Anlagen zwingend notwendig.

Must: Dimensionierung, Über­brückungszeit und Redundanz
Neben der Prüfung der Umgebungsbedingungen müssen für eine neue USV-Anlage auch Kriterien bezüglich Dimensionierung, Überbrückungszeit und Redundanz definiert werden. Der wichtigste Punkt ist die richtige Dimensionierung. Dazu müssen zuerst alle Verbraucher bestimmt werden, die gegen Störungen in der Netzversorgung abgesichert werden sollen. Summiert man jeweils nun die Wirkleistungen (in W) beziehungsweise die Scheinleistungen (Produkt von Strom und Spannung, in VA) der Verbraucher auf, erhält man die Mindestleistung der USV-Anlage. Die USV-Anlage muss sowohl der Gesamtwirkleistung als auch der Gesamtscheinleistung genügen. Um Leistungsspitzen abfangen zu können, die nicht in den Durchschnittswerten enthalten sind, sollte die Anlage zwischen 20 und 30 % größer ausgelegt sein, als die Mindestleistung erfordert. Gleichzeitig sollte eine zu starke Überdimen­sionierung der USV-Anlage vermieden werden. Um Flexibilität für zukünftige IT-Infrastrukturveränderungen zu haben, ist eine modulare Architektur ratsam. So kann die USV-Versorgung bei Bedarf erweitert und angepasst werden.

Auch die Überbrückungszeit spielt eine wichtige Rolle bei der USV-Auswahl. Kleinere USV-Anlagen müssen bei einem Stromausfall ausreichend lange Batteriestrom liefern, um Programme zu beenden und Verbraucher geordnet herunterzufahren - in der Regel zwischen fünf und 30 Minuten. Bei größeren Anlagen wird meist ein Generator eingesetzt, weshalb die Überbrückung durch Batteriestrom dann kürzer sein darf.
Wenn eine USV-Anlage zur Absicherung des Stromnetzes vorgeschrieben ist, sollte sie zudem redundant ausgelegt sein. Modulare Systeme mit mehreren Leistungsmodulen bringen hier Vorteile, da eines der Module als Redundanzmodul eingesetzt werden kann.

Nice to have: Energieeffizienz und Remote-Zugriff
Neue USV-Systeme erreichen im Vergleich zu älteren Modellen auch bei einer Auslastung von 40-60 % einen deutlich höheren Wirkungsgrad. Die Energieeinspartechnologien, die hier verwendet werden, sind herstellerspezifische Technologien. Wichtig ist deshalb eine sorgfältige Prüfung der eingesetzten Mechanismen und des in der Praxis erreichbaren Wirkungsgrades. Um die Rechenzentrumssteuerung zu vereinfachen, sind Werkzeuge zur Fernüberwachung und -steuerung nötig. Voraussetzung dafür sind - erstens - eine entsprechende Software wie die Intelligent-­Power-Produkte von Eaton und - zweitens - Schnittstellen für die Kommunikation im Netzwerk. Die Software sollte Anlagen möglichst herstellerunabhängig abdecken und sich insbesondere bei komplexeren Infrastrukturen in bestehende Managementsysteme integrieren lassen. Schließlich muss das Austauschprojekt mit allen Vor- und Nacharbeiten zeitlich fixiert werden.

Doing: Vorbereitungen, Ablauf und ­Auswirkungen berücksichtigen
Es muss sichergestellt sein, dass bauseitige Absicherungen und elektrische Vorarbeiten rechtzeitig in Auftrag gegeben (und natürlich fertiggestellt) werden. Wer sich gegen eine speziell geschulte Einbringspedition entscheidet, muss auch die ­Anlieferung der USV-Anlage vorbereiten, also ­den Transportweg prüfen oder eine Parkgenehmigung für Transporter einholen. Auch die Entsorgung der Altanlage und Genehmigungen für neue ­Wartungsverträge sind wichtige To-dos. Last, but not least: Welche Auswirkungen hat das neue USV-Gerät auf andere Rechenzentrumskom­ponenten, insbesondere den Generator? Durch ein neues, moderneres USV-System kann er oft kleiner ausfallen, da beispielsweise der Unterschied von Ausgangsleistungsfaktor des Generators und Eingangsleistungsfaktor der neuen USV-Anlage mit IGBT-Gleichrichter oder der deutlich geringere Wirkungsgradverlust neuerer USV-Systeme die notwendige Generatorgröße beeinflussen.

Neuere USV-Systeme senken die Infrastrukturkosten, erhöhen die Verfügbarkeit der Verbraucher und vereinfachen die Steuerung des Equipments bei Problemen mit der Netzversorgung. Da die Planung eines USV-Austauschprojektes viele Details umfasst, empfiehlt sich die enge Zusammenarbeit mit Support-Spezialisten der USV-Anbieter.