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USV Test-Überblick, Funktionsweise, Vergleich und Kaufberatung 2020

Strom ist für den Menschen essenziell. Von Küchengeräten, über Lampen hin zum Smartphone, jedes dieser Geräte benötigt Strom. Doch nicht nur im Privathaushalt ist Strom essenziell, sondern auch in Serverräumen von Cloudanbietern oder in Krankenhäusern. Fällt in diesem Bereich ein Computer aus, kann das verheerende Folgen mit sich ziehen. Speziell im Operationssaal müssen die Geräte eine unterbrechungsfreie Stromversorgung trotz eines Stromausfalls garantieren. Um bei einem Stromausfall weiterhin auf Strom zurückgreifen zu können, sind USV-Anlagen erhältlich.

Die aktuellen top 5 Bestseller für USV-Anlagen im Vergleich:

Bestseller Nr. 1
APC Back-UPS BX - BX700U-GR - Unterbrechungsfreie Stromversorgung 700VA (AVR, 4 Schuko Ausgänge, USB, Shutdown Software)
  • Eine professionelle USV im Einstiegs-Segment für Einzel Arbeitsplätze, Home Office und den Privatanwender. Ideal zur Absicherung von PCs und Netzwerkkomponenten (Router, Switches)
  • 700 VA / 390 Watt - Automatische Spannungsregulierung (AVR)
  • PowerChute Shutdown-Software, USB Anschluß
Bestseller Nr. 2
APC Back UPS PRO USV 900VA Leistung - BR900G-GR - inkl. 150.000 Euro Geräteschutzversicherung (5-Schuko Ausgänge, Stromsparfunktion, Multifunktionsdisplay)
  • Die Back-UPS Pro Serie bietet eine zuverlässige unterbrechungsfreie Stromversorgung für Computer, Router und Modems, und andere Elektroniksysteme in Heim- oder kleinen Unternehmensumgebungen
  • Inklusive: automatische Spannungsregelung (AVR), ein LC-Display, intelligente Ausgänge, und Energiesparfunktionen für die Reduzierung des Stromverbrauchs
  • LCD-Statusanzeige - wichtige Parameter zum USV-Status auf einen Blick; mehrere Statusanzeigen mit Balkendiagrammen zu Last- und Batteriezustand
Bestseller Nr. 3
Green Cell® UPS USV Unterbrechungsfreie Stromversorgung 600VA (360W) mit Überspannungsschutz 230V Line-Interactive Spannungsregelung AVR USV-Anlage USB/RJ11 2X Schuko Ausgänge LCD Bildschirm
  • Die Green Cell-USV bietet vollständigen Schutz für alle angeschlossenen Geräte bei Stromausfall und Leistungsspitzen. Der Notstromversorgung ermöglicht uns, die Auswirkungen unserer Arbeit zu sparen und das Gerät sicher abzuschalten.
  • Die USV mit einer Gesamtleistung von 360W und einer Scheinleistung 600VA ist mit Green Cell AGM-Batterien ausgestattet, die stabile und sichere Parameter für Ihre Geräte liefern.
  • Mit den neuesten Technologie haben wir eine maximal kurze Zeit für das Umschalten der Green Cell USV in den Batteriemodus von 2-6 Millisekunden erreicht, und eine Backup-Zeit von bis zu 20 Minuten je nach Belastung erreicht.
Bestseller Nr. 4
Eaton Ellipse ECO 650 DIN - Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) 650 VA mit Überspannungsschutz (4 Schuko Ausgänge)
  • 650 VA / 400 Watt
  • 4x Schuko Ausgänge: 3x Überspannungsschutz + Batteriebackup, 1x nur Überspannungsschutz, Schutz der Telefon-/Fax-/Modem-/Netzwerkleitung 10/100 (RJ45)
  • Lüfterlos, geräuschlos (ausgenommen Alarmton)

Letzte Aktualisierung am 24.10.2020 / Affiliate Links / Bilder von der Amazon Product Advertising API

Was ist eine USV-Anlage? Wann ist der Einsatz sinnvoll?

Eine USV oder auch USV-Anlage bezeichnet die Unterbrechungsfreie StromVersorgung. Sie erhält die Stromversorgung bei einem Stromausfall oder bei Über-/Unterspannungen.
Besonders bei Onlineservern, in Krankenhäusern oder bei lebenswichtigen Maschinen ist der Einsatz einer USV-Anlage sinnvoll. Aber auch im privaten Bereich schadet die Installation einer USV-Anlage nicht, insbesondere, wenn der Heimcomputer empfindliche Daten enthält, die bei einem Stromausfall verloren gingen.

Wie funktioniert eine USV-Anlage?

Eine USV-Anlage erkennt einen Stromausfall oder sogar enorme Spannungsspitzen durch Überspannungen. Sobald sie diese erkennt, schaltet sie auf den Batteriebetrieb um. Dies kann, je nach Gerät, bis zu 10 ms dauern. Daraufhin versorgt die integrierte Batterie die angeschlossenen Geräte mit Strom, bis der Stromausfall behoben ist. So erhält der angeschlossene Computer weiterhin Strom und versagt nicht beim Schützen von wichtigen Daten. Stürzt ein Computer unvorhergesehen ab, indem er keinen Strom mehr erhält, sind irreparable Schäden nicht selten.

funktionsweise usw anlage

Funktionsweise einer USV-Anlage

Welche Arten von USV-Anlagen gibt es?

USV-Anlagen sind angepasst an verschiedenste Szenarien beziehungsweise an den Endverbraucher. Während eine gewerbliche Serveranlage wesentlich bessere Sicherheitsvorkehrungen als eine USV-Anlage für den Privatgebrauch benötigt, spiegelt sich das auch in den Anforderungen an das Gerät wider. Folgende Arten sind erhältlich:

Die Standby-USV-Anlage

Standby-USV-Anlagen oder auch Offline-USV oder Voltage-Frequency-Dependent-USV (VFD-USV) genannt, sind USV-Anlagen für den Heimgebrauch. Sie versorgen einen Computer bei einem totalen Stromausfall weiterhin mit Spannung, geben aber auch Spannungsspitzen an das Gerät weiter. Heißt, dass bei einem Blitzeinschlag kein Schutz besteht, denn das Gerät filtert die Überspannungen durch Spannungsspitzen nicht. Darüber hinaus benötigen diese Geräte bis zu 10 ms bis sie umschalten, was zwar für den Laien als enorm schnell empfunden wird, aber bei einem Server bereits zu Datenverlusten führen kann. Für den Heimgebrauch sind diese Geräte jedoch völlig ausreichend, da sie günstig sind und zugleich keinen lauten Lüfter benötigen.

Die Line-Interactive-USV-Anlage

Die Line-Interactive-USV-Anlage oder auch Voltage-Independent-USV (VI-USV) genannt, erweitert die Standby-USV-Anlage um einen Gleichrichter. Dieser Gleichrichter gleicht Spannungsspitzen durch beispielsweise einen Blitzschlag aus und versorgt das angeschlossene Gerät dennoch mit Strom. Sie verbrauchen nur etwas mehr Strom als eine Standby-USV-Anlage und haben eine ähnlich lange Umschaltdauer, aber ansonsten schlägt die Line-Interactive-USV-Anlage die Standby-USV-Anlage in allen Belangen, weshalb sie sich noch besser für den Heimgebrauch eignet.

Die Online-USV-Anlage

Die Online-USV-Anlage oder auch Voltage-Frequency-Independent-USV (VFI-USV) genannt, ist ein vollständiger Stromgenerator, der eine dauerhafte Netzspannung erzeugt. Anders als bisherige Geräte, verfügen sie über eine Bypass-Schaltung, die bei einem Stromausfall verzögerungsfrei in den Batteriebetrieb umschaltet. Dadurch sind empfindliche Daten auf gewerblichen Servern geschützt. Der Nachteil ist jedoch, dass solche USV-Anlagen wesentlich mehr Strom verbrauchen und zugleich einen Lüfter benötigen, der sie im Gebrauch kühlt.

Wo liegen die Vor- und Nachteile einer USV-Anlage?

Die Vorteile

Server mit empfindlichen Daten oder mit Daten, die ständig verfügbar sein müssen, wie beispielsweise eine eigens errichtete Website, dürfen nicht abhängig von Netzausfällen sein. Ausschließlich eine USV-Anlage erkennt früh einen Abfall der Leistung und schaltet verzögerungsfrei um, sodass keine Daten verloren gehen oder der Netzausfall sie beschädigt.
Hinzu kommt, dass USV-Anlagen nicht nur einen Ausfall ausgleichen, sondern auch Überspannungen. Sobald ein Blitz einschlägt, rasen Millionen Volt in das hauseigene Stromnetz, was zu Schäden durch Überspannungen an elektrischen Geräten führt. Die USV-Anlage erkennt selbst kleinste Spannungsveränderungen und schaltet vor der Überspannung um auf den Batteriebetrieb.
Letztlich sind selbst kleinere USV-Anlagen ohne Überspannungsschutz und mit relativ langer Reaktionszeit von 10 ms immer noch effektiv, um Computer oder kleinere elektronische Geräte weiterhin mit Strom zu versorgen.

Vorteile auf einen Blick:

  • Schutz vor Stromausfällen
  • Schutz bei Überspannungen
  • Günstige USV-Anlagen für Privatgebrauch völlig ausreichend

Die Nachteile

Um empfindliche Daten vollständig und sicher zu schützen, ist immer eine Online-USV-Anlage vonnöten, aufgrund ihrer verzögerungsfreien Umschaltung. Diese ist jedoch wesentlich teurer in der Anschaffung als eine Standby-USV-Anlage und verbraucht deutlich mehr Strom.
Darüber hinaus sind die leistungsstarken und sicheren USV-Anlagen immer ausgestattet mit einem Lüfter, der die empfindliche Einheit kühlt. Doch dieser Kühler ist laut und verbraucht zudem Strom.

Nachteile auf einen Blick:

  • Empfindliche Daten nur mit kostenintensiver USV-Anlage sicher
  • Hoher Stromverbrauch
  • Lauter Lüfter

Was sollte ich beim Kauf von einer USV-Anlage beachten?

Egal ob es sich um eine leistungsstarke Online-USV-Anlage oder eine Standby-USV-Anlage handelt, auf folgende Punkte ist vor dem Kauf besonders zu achten:

Die Leistung

Der wichtigste Kaufaspekt ist die Leistung der USV-Anlage, die sich aus der Scheinleistung in Voltampere (VA) und aus der Wirkleistung in Watt (W) zusammensetzt.

Die Wirkleistung ist der wichtigere Wert, da sie angibt, welche Energie das Gerät nutzt, um es in eine andere Energieform umzuwandeln. Bei einer Lampe wäre es die Energie, die sie verwendet, um Licht zu erzeugen. Da jedoch das Stromnetz aus Wechselstrom besteht, kommt es während der Phasenverschiebung bei Strom und Spannung zu unterschiedlichen Veränderungen im Stromnetz, die sich Blindleistung nennen. Bei der Blindleistung ist Strom im Stromnetz unterwegs, der jedoch nicht direkt umgewandelt wird. Daher muss diese Blindleistung zur Wirkleistung hinzugerechnet werden, um die tatsächliche Leistungsanforderung an die USV-Anlage zu berechnen.

Jedes Gerät, das an die USV-Anlage angeschlossen ist, erhöht den Wert um mehrere Hundert Watt, daher muss die Leistung der USV-Anlage immer über dem Wert der angeschlossenen Geräte sein. Bestenfalls übertrumpft der Wert der USV-Anlage, den der angeschlossenen Geräte, um mindestens 25 Prozent, um einen ,,Sicherheitspuffer” zu erzeugen. Dies kann auch für die Zukunft wichtig sein, falls ein anderes Gerät an der USV-Anlage angeschlossen ist.

Der Anschluss

USV-Anlagen sind in zwei verschiedenen Formaten erhältlich – als Schutzkontakt-Steckdose oder als Kaltgeräte-Anschluss.

Die Schutzkontakt-Steckdose ist im typischen Format wie eine herkömmliche Steckdose und erlaubt das Anschließen von jeglichen elektronischen Geräten. Das umfasst einen Fernseher, Computer oder jegliche anderen elektronischen Kleingeräte.

Ein Kaltgeräte-Anschluss ist hauptsächlich im professionellen Bereich vorzufinden. Beispielsweise in Serverräumen oder auf Musikbühnen. Das Steckerformat ist ungeeignet für elektronische Kleingeräte und auf wesentlich mehr Leistung ausgelegt. Für die Nutzung im privaten Bereich sollte daher darauf geachtet werden, dass ein herkömmlicher Anschluss vorliegt, sodass keine Adapter vonnöten sind.

Die Umschaltzeit

Die Umschaltzeit gibt an, wie schnell die USV-Anlage bei einem Abfall der Spannung (Stromausfall) auf die Batterie umschaltet. Die Reaktionszeit einer USV-Anlage muss immer die Zeit überbrücken, die das Netzteil selbst ausgleicht. Netzteile, selbst von Smartphones, sind in der Lage, die Spannungsunterschiede des Wechselstroms auszugleichen. Daher haben sie auch eine gewisse Überbrückungszeit bei einem Spannungsabfall.

Das herkömmliche Netzteil eines Computers überbrückt in etwa 15 ms. Selbst eine günstige USV-Anlage hat eine Umschaltzeit von circa 10 ms und umfasst daher die Spannungsunterschiede eines Computers. Liegt die Umschaltzeit eines angeschlossenen Geräts jedoch unter der Umschaltzeit, ist die sichere Überbrückung nicht gegeben. Daher ist eine möglichst kurze Überbrückungszeit von maximal 5 ms empfehlenswert.

Die Autonomiezeit

Die Autonomiezeit beschreibt die Zeit, die die USV-Anlage überbrücken kann, bis die Stromversorgung wiederhergestellt ist. Die Zeit hängt jedoch davon ab, wie viele Geräte an der USV-Anlage angeschlossen sind. Unter Volllast sind meist nur circa fünf Minuten möglich, während die USV-Anlage unter halber Last sogar bis zu eine halbe Stunde überbrücken kann. Bei Volllast sind alle Ports der USV-Anlage belegt, während unter halben Last beispielsweise nur ein Computer an die USV-Anlage angeschlossen ist.

Die Ladezeit

Ein weiterer entscheidender Kaufaspekt ist die Ladezeit der integrierten Batterien/Akkus der USV-Anlage. Das Laden kann bis zu 16 Stunden dauern, bis die Batterie beziehungsweise der Akku vollständig geladen ist. Bei häufigen Stromausfällen ist es daher wichtig, eine Ladezeit von maximal fünf Stunden anzupeilen, um nicht plötzlich einen Datenverlust zu erleiden. In Deutschland ist eine Ladezeit von 16 Stunden auch in Ordnung, da es nur seltenst zu Stromausfällen kommt.

Die Größe

Die Größe spielt besonders im gewerblichen Gebrauch eine Rolle. Die USV-Anlage sollte so klein wie möglich sein, um in Serverschränke zu passen. Daher bieten sich besonders USV-Anlagen im 19 Zoll Format an, die direkt im Serverschrank integriert sein können. Für den privaten Gebrauch ist die Größe so zu wählen, dass die USV-Anlage im Arbeits- oder Wohnzimmer nicht stört.

Der Funktionsumfang

Der Funktionsumfang bei USV-Anlagen entscheidet meist über die Feineinstellung, die die USV-Anlage erlaubt. In manchen Regionen Europas unterliegt das Stromnetz starken Schwankungen. Häufig löst eine USV-Anlage bereits ab einer normalen Schwankung aus und schaltet in den Batteriebetrieb. Allerdings ist dies in manchen Regionen innerhalb von wenigen Sekunden gelöst, weshalb die Umschaltung in den Batteriebetrieb nicht notwendig ist. Manche USV-Anlagen lassen daher eine Feinjustierung zu, mit der ein erlaubter Spannungsabfall integriert ist, sodass die USV-Anlage nicht immer zwangsweise umschaltet.
Zum Funktionsumfang kann ebenfalls auch ein angeschlossenes LCD-Display gehören, das weitere Einstellungen erlaubt.

Die Garantie

Bei hochwertigen USV-Anlagen ist eine Versicherung beziehungsweise Garantie oft im Lieferumfang enthalten. Diese sichert die angeschlossenen Geräte ab, falls diese ordnungsgemäß angeschlossen sind. Heißt, dass bei einem Blitzeinschlag und einer möglichen Beschädigung durch diesen, die Versicherung der USV-Anlage greift und den Wert der angeschlossenen Geräte erstattet.

Ähnliche Tests und Vergleiche:

Wie kann man die notwendige Überbrückungszeit für eine USV berechnen?

Das Errechnen der Überbrückungszeit oder auch Autonomiezeit genannt, erfordert einen kleinen Rechenaufwand, der jedoch notwendig ist, um vor Ausfällen geschützt zu sein.

Folgende Rechnung ist durchzuführen:

Die Autonomiezeit ist angegeben in Stunden (h). Sie ist abhängig von der Anzahl der Akkus , der Kapazität eines Akkus in Amperestunden (Ah) und der zugehörigen Spannung eines einzelnen Akkus in Volt (V). Hinzu kommt die Gesamtlast aller Geräte, die an die USV-Anlage angeschlossen sind in Voltampere (VA). Folgende Formel ergibt sich daraus:

Anzahl der Akkus x Spannung der Akkus in Volt x Kapazität der Akkus in Amperestunden / Gesamtlast = Stunden der Autonomiezeit

Oder mithilfe eines Beispiels:

10 Akkus x 12 V x 3,6 Ah / 500 VA = 0,86 Stunden

USV Test von Hardwareluxx:

Wie viel kostet eine USV-Anlage?

Der Preis einer USV-Anlage ist abhängig von dem Anwendungsgebiet, der Ladezeit der integrierten Akkus, der Leistung und der Autonomiezeit. Hinzu kommen eventuelle Zusatzfunktionen, die ebenfalls für einen Preisanstieg sorgen.
Eine Standby-USV-Anlage für den Privatgebrauch ist bereits ab 100 Euro erhältlich und ist das Einsteigermodell mit wenigen Funktionen und geringer Leistung.
Mittelklassemodelle mit verbesserter Leistung und geringer Ladezeit kosten circa 300 Euro.
Das Oberklassemodell für den gewerblichen Betrieb kostet circa 600 Euro, ist jedoch mit jeglichen Zusatzfunktionen ausgestattet und sichert Server ab.

Was sollte ich beim Einsatz von einer USV-Anlage beachten?

Damit die USV-Anlage im Heimgebrauch oder im gewerblichen Betrieb PCs zuverlässig sichert, ist auf folgende Punkte beim Einsatz zu achten:

  • Die nötige Gesamtlast aller Geräte berechnen, die an die USV-Anlage angeschlossen sind, um eventuelle Schäden vorzubeugen
  • Die Geräte vor der Inbetriebnahme an die USV-Anlage anschließen, um Spannungsspitzen zu vermeiden
  • Die USV-Anlage entweder an die Steckdose oder mithilfe des Kaltgeräte-Anschlusses anschließen
  • Falls Zusatzfunktionen vorhanden sind, diese nun einprogrammieren
  • Nach einem Ausfall die USV-Anlage kontrollieren, ob sie keine Schäden davongetragen hat
  • Die angeschlossenen Server oder Geräte bei einem Ausfall abschalten, um empfindliche Daten zu sichern

USV Test-Übersicht und Vergleich: Fazit

USV-Anlagen sichern Server oder heimische Computer vor einem Absturz. Sie überbrücken meist mehrere Minuten unter Volllast einen Stromausfall, sodass der Anwender in dieser Zeit die empfindlichen Daten sichern kann. Daher ist es fraglich, ob eine USV-Anlage für den Heimgebrauch sinnvoll ist, denn in Deutschland kommt es sehr selten zu Stromausfällen. In anderen Regionen Europas oder in Südamerika ist ein Stromausfall nicht selten, weshalb in diesen Regionen der Einsatz einer USV-Anlage für den Heimgebrauch nützlich erscheint.