USV-Anlagen – wichtiger Partner für die Zukunft der erneuerbaren Energie

Erneuerbare Energien vs. stabile Strom­versorgung

Es sind aber gerade die erneuerbaren Energien, die keine stabile und kontinuierliche Strom­versorgung ermöglichen. Windkraft- und Solaranlagen speisen Energie wetterabhängig ein – anders als die Großkraftwerke, die den Strom bedarfsgerecht erzeugen. Umso schwieriger wird es für Netzbetreiber, das Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch zu erhalten. Sinkt oder steigt die Frequenz im Netz zu stark, wirkt sich das auf die Funktion zahlreicher elektrischer Geräte aus – im schlimmsten Fall droht ein Zusammenbruch des Netzes.

Ein immer höherer Energiebedarf und eine immer größere Unsicherheit in puncto Versorgungssicherheit und Stabilität scheinen ein nicht aufzulösender Widerspruch zu sein. Denn nicht nur der Energiebedarf wird in den nächsten Jahren um ein Vielfaches steigen, auch der Anteil der erneuerbaren Energien am Strommix – laut EEG (Erneuerbare-Energien-Gesetz) bis 2050 auf mindestens 80 %. Wollen wir den Klimawandel stoppen, sicherlich eine notwendige Maßnahme. Eine unterbrechungsfreie, konstante Strom­versorgung wird damit jedoch umso schwieriger. Auf Seiten der Netzbetreiber wird deshalb zurzeit mit Hochdruck an der Ausstattung des Stromnetzes mit smarten Steuerungstechniken gearbeitet. Doch auch auf Seiten der Verbraucher muss sich etwas ändern.

Unterbrechungsfreie Strom­versorgung (USV) im Kontext des Klimawandels

Rechenzentren, Edge-Technologie, Industrieanlagen oder der Ausbau des 5G-Mobilfunknetzes benötigen viel Strom und gleichzeitig eine hohe Ausfallsicherheit. Die Rechenzentren haben in Deutschland laut Borderstep im Jahr 2017 13,2 Milliarden kWh Strom verbraucht. Allein die Kühlung und die unterbrechungsfreie Strom­versorgung (USV) schlugen dabei mit 5,3 Milliarden kWh zu buche. Ausfallsicherheit mithilfe von USV wird künftig aufgrund der zunehmenden Einspeisung erneuerbarer Energien und den damit verbundenen Schwankungen im Stromnetz einen immer größeren Stellenwert einnehmen. Bereits ein Ausfall weniger Millisekunden kann in einem Rechenzentrum zu einem großen Schaden führen. Der Einsatz von USV-Anlagen ist deshalb zwingend notwendig. Doch USV ist nicht gleich USV. Gerade im Kontext des Klimawandels und unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung gibt es große Unterschiede zwischen herkömmlichen, monolithischen und neuen, modularen USV-Anlagen.

Alte USV-Anlagen sind auf Spitzenlasten samt Redundanzen ausgelegt und somit meist überdimensioniert, neue Anlagen hingegen arbeiten modular und können je nach Bedarf erweitert werden. Ein weiterer Vorteil modularer USV-Anlagen ist der höhere Wirkungsgrad, da die Verlustleistung um etwa 60 Prozent geringer ausfällt. Modulare USV-Systeme arbeiten immer nahe an der Volllast und damit am Optimum. Ebenso verfügen moderne Anlagen über einen sogenannten Hibernation-Modus, der einzelne Module bei Bedarf in Standby setzt. Das wiederum erhöht den Wirkungsgrad nochmals.

Eine alte USV-Anlage mit einer Nennleistung von 300kVA und einem Wirkungsgrad von 92,5 % verbraucht über ein Jahr betrachtet knapp 89.000 kWh Strom. Im Vergleich dazu verbraucht eine vergleichbare modulare USV-Anlage mit einer Nennleistung von 200kVA und einem Wirkungsgrad von 97 % nur 34.000 kWh – eine Ersparnis von ca. 60 %. Ginge man davon aus, dass in deutschen Rechenzentren noch keine modularen USV-Anlagen im Einsatz wären, ergäbe das ein Einsparpotenzial von etwa 3,2 Milliarden kWh Strom. Das entspräche einem reduzierten CO₂-Ausstoß von 1,5 Mio. Tonnen. Das Einsparpotenzial ist immens, berücksichtigt man sämtliche Unternehmen, die auf eine USV-Anlage angewiesen sind und bei denen noch eine monolithische Anlage in Betrieb ist. Moderne USV-Anlagen können also einen großen Teil zur Reduzierung des CO₂-Ausstoßes beitragen.

Mit Repowering zu mehr Klimafreundlichkeit

Derzeit sind wie gesagt noch viele alte USV-Anlagen in Betrieb und nicht jeder Betreiber wird aufgrund des Einsparpotenzials sofort auf die neuen USV-Anlagen umstellen. Eine Neuanschaffung bedeutet immer auch eine hohe Investition, die oftmals gescheut wird. Betrachtet man jedoch das Einsparpotenzial, amortisiert sich die hohe Investition bereits nach kurzer Zeit. Unter dem Begriff Repowering kennt man dieses Vorgehen bereits aus dem Bereich der erneuerbaren Energien. So werden beispielsweise alte Turbinen von Windkraftanlagen durch neue, leistungsfähigere Turbinen ersetzt und die Investitionskosten aufgrund der höheren Leistung nach kurzer Zeit egalisiert. Genau dieses Phänomen gilt auch im Bereich der USV-Anlagen. So sind die Investitionskosten einer modernen USV-Anlage mit einer Nennleistung von 200kVA durch die jährlichen Stromkostenersparnisse von ca. 8.000 Euro bereits nach fünf Jahren amortisiert.

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Warum Unternehmen jetzt auf moderne USV-Anlagen umstellen sollten

Dass wir uns inmitten eines nie dagewesenen Klimawandels befinden, steht außer Frage. Die ambitionierten Ziele, mit denen dieser Klimawandel aufgehalten werden soll, sind nur durch den schnellen Umstieg auf erneuerbare Energien zu erreichen. Aber nicht nur die Politik ist gefordert, auch die Wirtschaft muss ihren Beitrag dazu leisten. In den letzten Jahren haben viele Unternehmen, darunter zum Beispiel 500 Firmen der Elektroindustrie, einen sogenannten Code of Conduct unterzeichnet, der unter anderem auch Verpflichtungen zu Umweltschutz und Nachhaltigkeit vorsieht. Der Einsatz einer modernen, modularen USV-Anlage wäre hier ein wichtiger Schritt zu mehr Klimaschutz. Neben dem klimapolitischen Aspekt würde der Einsatz einer solchen Anlage den Unternehmen aber noch weitere Vorteile bringen:

• Skalierbarkeit
• Hohe Kostenersparnisse
• Höhere Wirkungsgrade
• Zero Downtime
• Remote-Überwachung
• Längere Akkulaufzeiten

Der Umstieg auf oder Einstieg in eine moderne USV-Anlage verbessert also nicht nur die Umweltbilanz, sondern auch die buchhalterische Bilanz und ist jedem Unternehmen zu empfehlen.