In den vorherigen Artikeln haben wir von verschiedenen Stromversorgungsproblemen auf der Sende- und Empfangsseite der Energie erfahren. Lassen Sie uns dieses Mal etwas über Maßnahmen zum Schutz elektrischer Geräte vor diesen Stromversorgungsproblemen erfahren.
Wenn Sie an Abhilfemaßnahmen bei Stromausfällen denken, fällt Ihnen dann ein Notstromaggregat ein? In allgemeinen Unternehmen und öffentlichen Einrichtungen installierte Notstromaggregate können bei Stromausfällen Strom erzeugen und Geräte über längere Zeiträume mit Strom versorgen. Allerdings dauert es etwa eine Minute, bis ein Generator nach einem Stromausfall mit der Stromerzeugung beginnt und Strom aussendet. Außerdem kann es im Gegensatz zur kommerziellen Stromversorgung durch Energieversorgungsunternehmen nicht nur zu einer Instabilität der Spannung, sondern auch der Frequenz kommen.
Obwohl Notstromaggregate für den Umgang mit langfristigen Stromausfällen geeignet sind, eignen sie sich nicht für den Umgang mit Stromversorgungsproblemen wie plötzlichen Stromausfällen/-einbrüchen und Oberschwingungen, von denen wir in früheren Artikeln erfahren haben.
Ein weiteres Gerät zum Schutz vor Stromausfällen ist die USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung). Es liefert sauberen Strom über einen bordeigenen Energiespeicher. Daher wird es als Gegenmaßnahme bei Stromversorgungsproblemen wie Spannungsanomalien und Frequenzanomalien wie plötzlichen Stromausfällen und Spannungseinbrüchen eingesetzt.
Generator | USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung) | |
Stromquelle | Stromerzeugung | Energiespeichergerät |
Nach einem Stromausfall, bis das Gerät mit Strom versorgt wird | Erfordert eine Vorbereitungszeit von 40–60 Sekunden | Keine Unterbrechung (0 Sekunden) |
der Zweck | Strom liefern | Maßnahmen gegen kurzzeitigen Spannungsabfall und kurzzeitigen Stromausfall Geräte sicher abschalten |
Die Stromquelle einer USV ist ein Stromspeicher, beispielsweise eine Batterie, und die Eigenschaften der USV variieren je nach Typ stark.
Es gibt vier gängige Arten von Energiespeichern: Blei-Säure-Batterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien, Lithium-Ionen-Batterien und elektrische Doppelschichtkondensatoren. In USVs werden üblicherweise Blei-Säure-Batterien und elektrische Doppelschichtkondensatoren verwendet.
Blei-Säure-Batterie | Nickel-Metallhydrid-Akku | Lithium-Ionen-Akku | elektrischer Doppelschichtkondensator (Kondensator) |
|
Typische Backup-Zeit | 5 Minuten oder mehr | 5 Minuten oder mehr | 5 Minuten oder mehr | 5 Minuten oder mehr |
Lade-/Entladezeiten/Jahr | Ungefähr 20 Mal oder weniger | Ungefähr 300 Mal oder mehr | Ungefähr 800 Mal oder mehr | grundsätzlich unbegrenzt |
Erwartete Lebensdauer | 3-5/7-8 Jahre | etwa 10 Jahre | etwa 10 Jahre | etwa 10 Jahre |
kosten | Billig | hoch | hoch | hoch |
Gesamtspeicherkapazität pro Volume | 〇 | ◎ | ◎ | 〇 |
Da sie relativ kostengünstig ist, ist sie die am häufigsten in USV-Anlagen installierte Speicherbatterie. Dies ist vorteilhaft, wenn eine relativ lange Überbrückungszeit von 5 Minuten oder mehr erforderlich ist, hat jedoch die Eigenschaft, dass sich die Lebensdauer verkürzt, wenn die Anzahl der Lade- und Entladevorgänge zunimmt.
Sie haben eine bessere erwartete Lebensdauer und Speicherkapazität pro Volumen als Blei-Säure-Batterien und eine hohe Beständigkeit gegen Laden und Entladen. Sie sind jedoch teuer und werden daher selten in USVs verwendet.
Elektrische Doppelschichtkondensatoren werden auch Kondensatoren genannt. Da es die Eigenschaft hat, eine große Menge Strom sofort zu speichern und wieder abzugeben, eignet es sich für Geräte, die vor kurzzeitigem Einbruch und Stromausfall schützen. Außerdem handelt es sich beim Lade- und Entlademechanismus im Gegensatz zu Speicherbatterien nicht um eine chemische Reaktion, so dass es zu weniger Schäden durch das Laden und Entladen kommt und die Lebensdauer lang ist. Für Anwendungen, die große Mengen Strom speichern, ist es hingegen nicht geeignet.
Auch die Wartungskosten variieren je nach Art des Energiespeichers. Auch wenn die Anfangsinvestition etwas hoch ist: Wenn Sie die Wartungskosten senken möchten, können Sie sich für einen Energiespeicher mit einer langen erwarteten Lebensdauer entscheiden. Durch die Kombination von Stromspeichergeräten und Stromversorgungsmethoden kann eine USV auf verschiedene Stromversorgungsprobleme reagieren. Lassen Sie uns das nächste Mal gemeinsam die Methoden der USV-Stromversorgung kennenlernen.
Autor: Toshiyuki Nishizawa, leitender Vertriebsingenieur, Vertriebsabteilung, SANYO DENKI CO., LTD.
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