CeBIT 2016: Energiespeicher für Datacenter

Eaton-Superkondensatoren statt USV-Batterien

| Redakteur: Ulrike Ostler

Superkondensatoren können herkömmliche Batterien als Energiespeicher für USV-Systeme sinnvoll ergänzen oder sogar ablösen.
Superkondensatoren können herkömmliche Batterien als Energiespeicher für USV-Systeme sinnvoll ergänzen oder sogar ablösen. (Bild: Eaton)

Nachhaltig zu wirtschaften wäre viel einfacher, ließe sich Energie besser speichern. Das macht Eaton, Hersteller von Anlagen für die Unterbrechungsfreie Stomversorgung (USV) heuer auf der CeBIT zum Thema und stellt „Super Caps“, Superkondensatoren, als kosteneffiziente und umweltfreundliche Alternative zu USV-Batterien vor.

Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USVs) schützen empfindliche IT-Anlagen vor Stromausfall und Spannungsschwankungen. Kommt es zu einem Blackout, werden die an die USV angeschlossenen Systeme unterbrechungsfrei über Batteriestrom gestützt.

Die maximale Stützzeit hängt dabei von der Dimensionierung der Batterieanlagen ab und bewegt sich heute im Rahmen von fünf bis etwa dreißig Minuten. Große Rechenzentren halten zur Unterbringung der Batteriesysteme eigene Räume vor, die speziell klimatisiert und belüftet sein müssen.

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Zudem sind Wartung, Austausch und Entsorgung der Bleiakkumulatoren für RZ-Betreiber ein nicht unerheblicher Kostenfaktor. Dank moderner Virtualisierungstechnologien nimmt die durchschnittlich benötigte USV-Stützzeit jedoch kontinuierlich ab, weil vermehrt intelligente Softwarefunktionen zur Ausfallsicherung beitragen.

Ersatz für Blei-Säure-Batterien

Als erster Hersteller weltweit hat Eaton im November 2015 ein Energiespeichersystem für USV-Anlagen vorgestellt, bei dem moderne Superkondensatoren statt der üblichen Blei-Säure-Batterien als Puffer eingesetzt werden. Die Superkondensator-Speicher sind für ein- und dreiphasige USV-Anlagen verfügbar und bieten skalierbare Kapazitäten bis in den Megawatt-Bereich.

Diese Super Caps sind laut Eaton wartungsfrei, temperaturfest und erreichen eine Lebensdauer von bis zu zwanzig Jahren. Sie seien günstiger in der Anschaffung als mechanische Alternativen wie beispielsweise Schwungrad-USVs. Außerdem trügen Super Caps zur Kostensenkung bei, erhöhten die Energie-Effizienz und seien allgemein umweltfreundlicher als Blei-Säure-Batterien.

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Über Eaton

Da die maximale Stützzeit der Superkondensatoren technisch begrenzt ist, eignen sich die Lösungen vor allem für Rechenzentren mit hohem Virtualisierungsgrad, für Hyperkonvergente IT-Architekturen oder als Basis für Software defined Power-Konzepte.

Chris Likely, Regional Sales Manager Northern Europe bei Eaton, hält auf der Datacenter-Konferenz während der CeBIT einen Vortrag zu den Super Caps.
Chris Likely, Regional Sales Manager Northern Europe bei Eaton, hält auf der Datacenter-Konferenz während der CeBIT einen Vortrag zu den Super Caps. (Bild: Eaton)

Hinweis:

Im Rahmen des CeBIT DCD-Forums wird Chris Likely, der als Regional Sales Manager Northern Europe unter anderem auch den Superkondensator-Bereich von Eaton verantwortet, auf Einladung des Branchenverbands Bitkom eine Keynote zum Thema Superkondensator-Speicher für Rechenzentren halten. Der Vortrag findet am 18. März um 11:15 Uhr in Halle 12 auf der DCD-Mainstage statt. (Das gesamte Vortragsprogramm siehe: Download-Link)

Hintergrund zur Norm IEC 62040: USVs von Eaton sind besser

Nach einer Reihe von strengen Tests bestätigte Eaton, dass die aktuellen Produkte zur unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) nicht nur bereits die Anforderungen der bevorstehenden Änderungen an der internationalen Norm IEC 62040 Uninterruptible Power Systems (UPS) - Part 1:General and Safety Requirements for UPS erfüllen, sondern übertreffen. Dies bedeutet laut Hersteller: In Kombination mit einem umfassenden Verständnis der Industriebelange auf Seiten von Eaton könne das Unternehmen Managern aus der IT-Branche und Rechenzentren qualifizierte Ratschläge geben, um die Betriebssicherheit sicherzustellen und die Betriebskontinuität zu gewährleisten.

Superkondensatoren (Power Caps) bilden laut Eaton eine kosteneffiziente und umweltfreundliche Alternative zu Batterie-gestützten USV-Systemen.
Superkondensatoren (Power Caps) bilden laut Eaton eine kosteneffiziente und umweltfreundliche Alternative zu Batterie-gestützten USV-Systemen. (Bild: Eaton)

Janne Paananen, Technology Manager bei Eaton, sagt: „Aufgrund der Änderungen an der Norm IEC 62040 ist es zwingend erforderlich, dass USV-Hersteller entweder einen Wert für den zulässigen Kurzzeit-Bemessungsstrom (Icw) oder für den bedingten Bemessungskurzschlussstrom (Icc) bei ihren Produkten angeben. Dies stellt eine willkommene Entwicklung dar, weil es bei der Konstruktion von Energiesystemen, die selbst unter extremen Fehlerbedingungen immer noch sicher betrieben werden können, darauf ankommt, auf zuverlässige Informationen über diese Werte zurückgreifen zu können.“

Jedoch übertreffen die aktuellen Fehlerstrompegel in realen Anlagen die in den Änderungen aufgelisteten erforderlichen Bemessungen für „Icw“ und „Icc“ in der Regel. Es ist wichtig, dass Konstrukteure dies bei der Auswahl von Produkten beachten, so dass sichergestellt ist, dass die Bemessungen des Produkts die Fehlerstrompegel der Anlage übertreffen und sie deshalb sicher in der Installation verwendet werden können.“

Was die Norm will und Eaton liefert

Damit die Norm erfüllt wird, müssen USV-Anlagen mit einem angegebenen Wert von 10 Kiloampere (kA) oder höher für „Icc“ oder „Icw“ im Labor mit einer vorgeschriebenen Stromstärke, die an den Eingangsklemmen der USV abgenommen wird, und mit einem Kurzschlussstrom an den Ausgangsklemmen der USV geprüft werden. Über den gesamten Test muss die USV sicher betrieben werden, ohne dass Fehlerlichtbögen entstehen oder Flammen hervor schlagen. Das Produktdesign von Eaton unterliegt bereits sehr strengen Sicherheitsstandards und so konnten gute Ergebnisse erzielt werden, die die Mindestanforderungen übertroffen haben.

Der durch die neue Norm abgedeckte zulässige Kurzzeit-Bemessungsstrom (Icw) ist der Strom, der ohne Schaden über einen kurzen Zeitraum entnommen werden kann. Der Bemessungskurzschlussstrom (Icc), der in der Regel verwendet wird, beispielsweise bei Absicherung der USV durch eine Sicherung, ist der voraussichtliche Kurzschlussstrom, dem widerstanden werden kann, bis die Kurzschlussschutzeinrichtung auslöst.

Die Bemessungen richten sich nach den Pfaden mit niedriger Impedanz der USV, in der Regel ein statischer Schalter mit entsprechenden Komponenten wie beispielsweise Sicherungen, Schaltern und Induktoren, die beim Betrieb im Bypass- oder Line-Interactive-Modus verwendet werden. Die Anforderungen gelten für jeden individuellen Bypass-Stromkreis, einschließlich der internen Wartungs-Bypass-Stromkreise.

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