Ausfällen bei der Spannungsversorgung von Maschinensteuerungen und IT-Infrastrukturen wurde bisher meist mit batteriegestützten USV-Systemen begegnet. Eine langlebigere und damit kostengünstigere Lösung können so genannte Superkondensatoren sein, kurz SuperCaps genannt. Acceed präsentiert zwei Modelle speziell für den Einsatz mit Controllern und Box-PCs.
Spontane Ausfälle der Spannungsversorgung treten im industriellen Umfeld immer wieder auf, sei es durch anlagenweite Not-Aus-Schaltungen, Maschinenschäden oder Überlastungen im Stromnetz. Um diesen erwartbaren Ausfällen entgegenzuwirken, ist der Einsatz von USV-Einrichtungen (USV = unterbrechungsfreie Stromversorgung) die Standardmaßnahme. Hauptzweck bei der kurzzeitigen Aufrechterhaltung der Spannungsversorgung ist meist nicht die Fortführung der Produktion, sondern das kontrollierte Herunterfahren und Ausschalten von Steuerungen. Damit wird verhindert, dass durch plötzliches Ausschalten wichtige Daten und Informationen, beispielsweise über Schaltzustände, Positionen oder Gefahrensituationen, verloren gehen. Ohne diese Informationen sind viele Anlagen und Geräte nicht zu einem autonomen Neustart nach Wiederherstellung der Spannungsversorgung fähig. Der kurze Ausfall kann dadurch zu einem lang dauernden Stillstand führen. In Rechenzentren sind die möglichen Auswirkungen noch gravierender.
Das entscheidende Element in USV-Anlagen war für lange Zeit die Batterie, in der Regel in Form von einem oder mehreren Blei-Akkumulatoren, die in Rechenzentren in großer Zahl ganze Räume füllen können. Schnelle Verfügbarkeit, einfache Skalierung und hohe Modularisierung begründeten die weite Verbreitung. Allerdings sind Batterien nicht ganz so unproblematisch wie es auf den ersten Blick scheint. Ihre elektrochemische Arbeitsweise macht sie fehleranfällig und anspruchsvoll hinsichtlich der Betriebsbedingungen. Die optimale Einsatzdauer etwa wird nur in einem engen Bereich der Umgebungstemperatur erzielt. Dazu kommt der Effekt der Selbstentladung. Batterien müssen zur Erhaltung ihrer Spannung ständig geladen werden. Beim Ladevorgang selbst wird Wasser im Elektrolyt zersetzt. Es entstehen Sauerstoff und Wasserstoff, die zusammen eine explosionsfähige Mischung entwickeln. Teurere, wartungsfreie Batterien sind verschlossen, lassen keine Gase entweichen und müssen nicht mit Wasser aufgefüllt werden. Dennoch leben Batterien nicht ewig, im Idealfall fünf Jahre, praxisnah betrachtet eher weniger. Dies sind nur einige der Faktoren, die Einsatz von Batterien aufwändig und teuer machen.
Eine inzwischen nicht mehr ganz neue und im Einsatz bereits bewährte Technik bietet den Ausweg: Superkondensatoren, auch SuperCaps genannt, sind die kosteneffiziente und wartungsfreundliche Alternative zu althergebrachten Batterie-USVs. SuperCaps tragen zur Kostensenkung bei, erhöhen die Energieeffizienz und sind – nicht ganz unwichtig – allgemein umweltfreundlicher als Blei-Säure-Batterien.
Die vom deutschen Distributor Acceed angebotenen SuperCap-USV-Lösungen PB-9250J-SA und PB-2500J sind laut Hersteller wartungsfrei, temperaturfest und erreichen eine Lebensdauer von mindestens 10 Jahren.
Das Modell PB-9250J-SA ist ein kompaktes Stand-alone-System und besteht aus acht 370F/3,0V-Superkondensatoren mit einer Speicherleistung von 9250 Ws. Dank der patentierten Energiemanagement-Technologie von Neousys kann dieses Modell zuverlässig 180 W Leistung an das Backend-System liefern und das automatische Ein- und Ausschalten ohne Installation zusätzlicher Treiber oder Software verwalten. Zusätzlich zum USV-Modus bietet das System zwei Zündsteuerungsmodi für den Einsatz in Fahrzeugen. Der PB-9250J-SA kann daher außer mit Standard-Box-PCs auch mit Fahrzeugcontrollern eingesetzt werden, bei denen ein kontrolliertes Verhalten besonders beim Ein- und Ausschalten der Zündung gewährleistet sein muss.
Neben dieser Standalone-Version bietet Acceed das kleinere, als PCIe-Modul ausgeführte Modell PB-2500J an. Diese Plug-and-Play-Lösung hat eine Kapazität von 2500 Ws und wurde speziell für den direkten Einbau in kleinere Controller und Box-PCs entwickelt.
Für das zuverlässige Funktionieren einer SuperCap-USV sind unter anderem eine präzise Lade- und Entladekontrolle, aktive Lastverteilung und DC/DC-Regelung erforderlich. Um die Kondensatorenergie optimal zu nutzen und gleichzeitig sicherzustellen, dass das System während eines Stromausfalls sicher abschaltet, wird in den USVs von Acceed ein patentiertes CAP-Energiemanagement eingesetzt. Der integrierte Microcontroller überwacht den Energieverbrauch des Systems, kann die Backup-Zeit bei unvorhergesehenen Stromausfällen verlängern und einen ordnungsgemäßen Systemabschaltvorgang einleiten, um die Datenintegrität zu erhalten.
Die robusten USV-Lösungen von Acceed sind für anspruchsvolle Industrieeinsätze entwickelt und tolerieren Umgebungstemperaturen im weiten Bereich von 25 bis +65 °C. Durch die extrem kurzen Ladezeiten der SuperCap-USVs ist eine Anlage innerhalb von Minuten für den Einsatz gerüstet.
