Gefragte Einsatzgebiete für dynamische USV-Anlagen sind u. a. Datacenter (siehe Beispiel weiter unten: «ŠKODA AUTO setzt auf dynamische USV-Anlage von HITEC»), die Pharma- und Chemiebranche. USV steht hier für «unterbrechungsfreie Stromversorgung»; insbesondere in der Schweiz haben sich zudem die Ausdrücke «No-Break-Anlage» oder «DRUPS» – die Kurzform für Diesel Rotary Uninterruptable Power Supply – etabliert.
«Generell kommen industrielle Betriebe in Frage, die keinen Produktionsunterbruch erleiden dürfen und die auf möglichst geringe Schwankungen der Stromqualität angewiesen sind. Vielfach ist deren Stromversorgung zudem nicht redundant, weshalb sie verlässlich abgesichert werden muss. Dafür eignen sich dynamische USV-Anlagen», erklärt Gian-Franco Broggi, Leiter Verkauf Notstromanlagen bei Avesco.
HITEC hat das Konzept der dynamischen USV-Anlage vor über 50 Jahren entwickelt und patentiert und ist heute einer der weltweit führenden Anbieter für diese Lösung. HITEC und Avesco verbindet eine jahrelange Partnerschaft. Zusammen sind sie Markführer für diese Technologie in der Schweiz.
Wann und für welche Netzfehler benötigt man eine USV?
In den oben genannten Anwendungen kann bereits eine Unterbrechung der Stromversorgung während wenigen Millisekunden zu einem Produktionsunterbruch führen. Die Anlagen der PowerPRO-Serie von HITEC erlauben es, solche Produktionsprozesse abzusichern und sind für hohe Leistungsbedarfe ausgelegt. Einzelmodule auf Nieder- oder Mittelspannung sind in zwei Baureihen verfügbar:
Für Leistungsbedarf 1'600 bis 2'200 kVA, in 50 Hz-Betrieb:
HITEC PowerPRO 2700
Für Leistungsbedarf 2'200 bis 3'000 kVA, in 50 Hz-Betrieb:
HITEC PowerPRO 3600
Diese Module können zu grossen Anlagen kombiniert werden und angeschlossene Grossverbraucher und Areale sogar direkt mit gesicherter Mittelspannung versorgen.
Fällt das reguläre Elektrizitätsnetz aus oder treten darin Störungen auf, übernimmt lückenlos die USV-Anlage und stellt den benötigten Strom bereit.
Dies betrifft mögliche Netzfehler wie beispielsweise:
- Spannungsschwankungen
- Frequenzabweichungen
- Stromunterbrüche
Merkmale der PowerPRO-Baureihe von HITEC
PowerPRO 2700 und die grössere PowerPRO 3600 überzeugen u. a. mit:
- hohen Wirkungsgraden auch im Teillastbereich und somit schonendem Umgang mit der Primärenergie
- niedrigen Gesamtbetriebskosten
- höchster Verlässlichkeit und Betriebszeiten
- chemiefreier Energiespeicherung ohne Gefahrstoffen
- geringste Brandgefahr
- bester verfügbarer Systemeffizienz
- detaillierter Überwachung und Berichterstellung
- schneller und unkomplizierter Installation
- intuitiver Kontrolle und Betrieb
- kompakter Stellfläche, höchste Leistungsdichte
- einer nachhaltigen, umweltfreundlichen batteriefreien Lösung
- geringem CO2-Fussabdruck
Zahlreiche weitere Merkmale sorgen zudem für reibungslosen und komfortablen Anlagenbetrieb und -überwachung:
- Automatische Lagerschmierung
- Plug-and-Play-Konnektivität
- Permanente Filtrierung des eingehenden Stroms
- Kühlung mit Aussenluft
- Optische Zustands- und Systemstatusanzeige
- Remote-Überwachung und -Support
- Aggregate können problemlos mit HVO betrieben werden
- Am Ende des Lebenszyklus sind HITEC Anlagen zu fast 100% recyclierbar
Zudem vorteilhaft: Dynamische USV Anlagen können auch Nicht-IT-Lasten wie Pumpen oder grosse Elektromotoren problemlos absichern. Anders als statische USV Anlagen, welche durch ihre Wechselrichter-Technologien begrenzt sind.
HITEC USV-Anlagen können mehr als 40 Jahre in Betrieb bleiben
Beide Modelle der PowerPRO-Serie sind sehr weitgehend für kundenspezifische Anforderungen konfigurierbar. Hier kommen die Experten von Avesco ins Spiel. Gian-Franco Broggi: «Wir entwickeln mit unserem Kunden die Lösung, projektieren und realisieren das Vorhaben und nehmen die Anlage in Betrieb. Unsere Spezialisten gewährleisten anschliessend während der gesamten Lebensdauer der Anlage die Wartung und Revision. Diese Anlagen erreichen dadurch sehr lange Betriebszeiten – oft mehr als 40 Jahre.»
Interessiert an dynamischen USV-Anlagen von HITEC für den Einsatz in der Schweiz? Wir beraten Sie gern: Gian-Franco Broggi, Leiter Verkauf, gianfranco.broggi(at)avesco.ch, 079 788 09 67.
Funktionsweise: Dynamische USV-Anlage von HITEC
Eine dynamische USV-Anlage arbeitet mit einem kinetischen Energiespeicher mit einem inneren und äusseren Rotor. Dabei speichert eine rotierende Masse – die sogenannte «Schwungmasse» – Energie in der Rotation.
Ist das reguläre Stromnetz verfügbar, fungiert der eingebaute Generator der USV-Anlage als Motor, welcher die Schwungmasse antreibt. In HITEC PowerPRO-Anlagen rotiert der äussere Rotor dauernd mit 1'500 Umdrehungen pro Minute (U/min), der innere Rotor mit 3’900 U/min. Durch die Differenz von 2'400 U/min entsteht kinetische Energie.
Steht nun das reguläre Stromnetz plötzlich nicht mehr uneingeschränkt zur Verfügung, wird die gespeicherte kinetische Energie vom äusseren auf den inneren Rotor übertragen. Der Generator nutzt diese Energie, um mit konstant 1’500 U/min Strom zu produzieren und so die benötigte Leistung bereitzustellen. Zeitgleich startet der in der Anlage verbaute Dieselmotor, bis er innerhalb von maximal 2 Sekunden 1’500 U/min erreicht. Für wenige Sekunden werden anschliessend die kinetische Energie und die Energie des Dieselmotors zusammen genutzt, um den Generator anzutreiben, damit der benötigte Strom bereitgestellt wird. Nach 5 bis 10 Sekunden nach dem Wegfall des regulären Netzes ist der Dieselmotor mit dem Generator alleiniger Erzeuger der benötigten Last. Dies grundsätzlich so lange, wie genügend Kraftstoff bereitsteht.
Gegenüber batteriebetriebenen USV-Anlagen bieten dynamische USV-Anlagen den Vorteil, dass die Kühlung mit Raumluft erfolgen kann, eine Kälteanlage mit entsprechenden Kosten und Platzbedarf ist nicht notwendig. Der Batteriewechsel alle 3-5 Jahre entfällt und damit das aufwändige und kostenintensive Handling für die Beschaffung neuer Batterien und die Entsorgung der chemischen Abfälle (Altbatterien). Dynamische USV-Anlagen sind vor allem im Teillastbereich effizienter. Das ist bedeutend, denn die allermeisten USV-Anlagen laufen durch die konzipierten Redundanzen meist im Teillastbereich.
ŠKODA AUTO setzt auf dynamische USV-Anlage von HITEC
Das teilweise noch im Bau befindliche Rechenzentrum des Automobilherstellers ŠKODA AUTO am Firmenhauptsitz in Mladá Boleslav ist eines der grössten kommerziellen Rechenzentren in der Tschechischen Republik. Für die Absicherung der Stromversorgung nutzt das Unternehmen eine dynamische USV-Anlage von HITEC (siehe Eckdaten unten). Im Datacenter werden unter anderem die ŠKODA Bereiche Technische Entwicklung und Produktion die Kapazitäten des Zentrums für Virtual-Reality-Darstellungen, Visualisierungen und Simulationen nutzen. Auch Daten aus den heute vernetzten Autos werden hier gespeichert.
Auf einer Fläche von fast 1’700 m2 werden die Rechen- und Speichereinheiten in 500 Racks untergebracht und 210 km Stromkabel verlegt. Nach Abschluss der finalen Ausbaustufe wird das Rechenzentrum über eine Rechenkapazität von 15 petaFLOPS verfügen, was 15 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde entspricht. Bei einem Energieverbrauch von 10 MW. Damit ist es für extrem anspruchsvolles High-Performance-Computing (HPC) geeignet. Im Rahmen der Green-Future-Umweltstrategie des Unternehmens wird die von den Rechnern erzeugte Wärme zur Beheizung der Büros genutzt.
Klaus-Dieter Schürmann, Vorstand für Finanzen und IT bei ŠKODA AUTO, erklärt: «Um maximale Sicherheit der Daten und grösstmögliche Rechenkapazität zu gewährleisten, benötigt ŠKODA AUTO ein Rechenzentrum mit modernster Rechen- und Speicherkapazität. Die Erweiterung des Rechenzentrums ist ein Beweis dafür, dass ŠKODA AUTO nicht mehr nur ein Automobilhersteller ist, sondern auch einer der führenden Dienstleister für Mobilität in Tschechien.»
Eckdaten ŠKODA AUTO Datacenter Mladá Boleslav (CZ):
USV-Typ: HITEC Dynamische USV
Leistung pro Modul: 1’670 kVA
Installation Phase 1: 4 Module
Gesamte Installation: 14 Module
Betriebsspannung: 400 V / 50 Hz
