Online oder Line-Interactive: In vielen Projekten wird zuerst der Preis entschieden und anschließend im Datenblatt nach der Begründung gesucht, die ihn rechtfertigt. Die Reihenfolge ist falsch. Die Topologie muss aus zwei Fragen abgeleitet werden: Wie viel Umschaltlücke verträgt die Last, und wie unsauber ist das Eingangsnetz? Erst wenn beide Fragen beantwortet sind, ergibt ein Preisvergleich Sinn.
Dieser Artikel erklärt, was die jeweilige Topologie leistet, wann eine Umschaltzeit von 0 ms wirklich wichtig ist und in welchen Szenarien die Line-Interactive-USV in der Praxis die technisch vernünftigste Wahl ist.
Was ist der grundlegende Unterschied zwischen einer Online-USV und einer Line-Interactive-USV?
Eine Line-Interactive-USV versorgt die Last unter normalen Bedingungen über das Netz und eine AVR-Stufe. Fällt der Eingang aus, schaltet sie in 4–6 ms auf den Wechselrichter um. Die AVR korrigiert Spannungseinbrüche und Überspannungen, ohne die Batterie zu belasten, doch die Last sieht die meiste Zeit weiterhin die Wellenform des Netzes.
Eine Online-USV wandelt den Eingang kontinuierlich in Gleichstrom und anschließend wieder in Wechselstrom um. Die Last wird immer vom Wechselrichter versorgt, und die Batterie ist am DC-Bus angeschlossen. Wird das Netz unterbrochen, läuft der Wechselrichter weiter, und ein Umschaltvorgang findet nicht statt. Der Ausgang ist eine neu erzeugte Sinuswelle mit sehr niedrigem THD.
| Begriff | Line-Interactive | Online mit Doppelwandler |
|---|---|---|
| Umschaltung auf Batterie | 4–6 ms | 0 ms |
| Normaler Ausgang | Netz, AVR-korrigiert | Neu erzeugte Sinuswelle |
| Ausgangs-THD | Abhängig vom Eingang | <3% bei linearer Last, <7% bei nichtlinearer Last |
| Fenster der Eingangsspannung | Mittel | Breit; 85–300 VAC bei vielen Modellen |
| Batterienutzung bei Spannungseinbruch | Schaltet um, wenn die AVR nicht mehr korrigieren kann | Nutzt die Batterie nur, wenn der DC-Bus absinkt |
| Effizienz bei Teillast | Höher | Niedriger |
| Kosten | Niedriger | Höher |
| Anwendung | POS, CCTV, Büro-IT | Server, Medizintechnik, Telekommunikation, Industrie |
Diese Tabelle ist nur der Ausgangspunkt. Das tatsächliche Verhalten hängt vom Modell, der Last und den Eingangsbedingungen ab.
Wann ist eine Umschaltung von 0 ms wirklich unverzichtbar?
Eine Umschaltung von null Millisekunden ist nur dann wichtig, wenn die Hold-up-Zeit der Last kürzer ist als die Umschaltzeit. Server-Netzteile halten üblicherweise 10–20 ms durch, sodass eine Umschaltung von 4–6 ms oft unbemerkt bleibt. Medizinische Geräte, Laboranalysegeräte oder Präzisionsmesstechnik können kürzere Hold-up-Zeiten haben, und jede Störung kann sie neu starten lassen.
Der zweite Fall ist eine Last, die nicht nur auf die Lücke, sondern auch auf die Wellenform empfindlich reagiert. Ein Motor oder ein Kompressor kann durch eine simulierte Sinuswelle Schaden nehmen, selbst wenn die Umschaltung schnell erfolgt. Eine Online-USV bietet eine reine Sinuswelle und einen Crest-Faktor von 3:1, weshalb industrielle und medizinische Lasten üblicherweise als Online-USV spezifiziert werden.
Der dritte Fall sind Anlagen mit Generator. Spannung und Frequenz des Generators schwanken bei Lastsprüngen. Eine Online-USV mit breitem Eingang kann diese Schwankungen überbrücken und die Last stabil halten. Die Line-Interactive-USV kann auf Batterie umschalten, diese entladen und erneut umschalten, wenn sich der Generator erholt.
| Last | Hold-up-Zeit / Empfindlichkeit | Topologie |
|---|---|---|
| Desktop-PC | 10–20 ms, hohe Toleranz | Line-Interactive |
| Netzwerk-Switch | 10–20 ms, hohe Toleranz | Line-Interactive oder Online |
| Server | 10–20 ms, aber wellenformempfindlich | Online |
| Medizinische Analysegeräte | Kurze Hold-up-Zeit, empfindlich | Online |
| PLC / DCS | Empfindlich gegenüber Umschaltung und Wellenform | Online oder Industrie |
| Motoren / Kompressoren | Keine simulierte Sinuswelle zulässig | Online oder Industrie |
Besteht die Last aus Servern, medizinischen Geräten oder industriellen Steuerungen, rechtfertigen die Umschaltung von 0 ms und die saubere Wellenform die zusätzlichen Kosten. Handelt es sich bei der Last um ein POS-Terminal oder einen CCTV-Rekorder, kann ein Line-Interactive-Modell mit reiner Sinuswelle ausreichend sein.
Wie beeinflusst der Eingangsspannungsbereich die Auswahl?
Ein breiter Eingangsbereich ermöglicht es der USV, bei Spannungseinbrüchen weiter aus dem Netz zu arbeiten und die Batterie für echte Ausfälle zu reservieren. Eine Online-USV mit einem Eingang von 85–300 VAC kann tiefe Unterspannungen überbrücken, ohne auf die Batterie zurückzugreifen. Ein Line-Interactive-Modell mit engerem Bereich kann auf Batterie umschalten, diese entladen und hat dann vor dem nächsten Ereignis keine Zeit, sie wieder aufzuladen.
Das sind die versteckten Kosten der Line-Interactive-USV in Märkten mit schwachem Netz. Das Gerät verhält sich im Labor einwandfrei und versagt im Feld, weil der Eingang über lange Zeiträume unterhalb seines AVR-Bereichs bleibt. Die Batterie wird immer wieder zykliert, und die Überbrückungszeit verschlechtert sich.
| Eingangsbedingung | Line-Interactive | Online mit breitem Eingang |
|---|---|---|
| 220 V ±10% | Gut | Gut |
| 180–200 V dauerhaft | Die AVR kann korrigieren; die Batterie kann zykliert werden | Gut, bleibt am Netz |
| 160 V dauerhaft | Kann auf Batterie umschalten | Gut bei Modellen mit 85–300 V |
| 260 V dauerhaft | Die AVR kann korrigieren | Gut |
| Frequenzschwankung des Generators | Kann umschalten | Breiter Eingang, bessere Fähigkeit zur Überbrückung |
Bei dauerhafter Unterspannung am Standort löst auch ein vorgeschalteter AVR vor der USV das Problem. Sobald der AVR die Spannung korrigiert, sieht die USV einen stabilen Eingang. Diese Kombination ist meist günstiger als die Überdimensionierung einer Online-USV, bringt aber ein zusätzliches Wartungselement mit und benötigt Platz.
Was passiert mit der Batterie bei länger anhaltender Unterspannung?
Eine USV ist nicht für länger anhaltende Unterspannung ausgelegt. Bleibt der Eingang zwei Stunden lang bei 160 V und ist die USV auf Batterie umgeschaltet, ist die Batterie in wenigen Minuten erschöpft. Die Last bleibt ohne Versorgung, obwohl dieser “Stromausfall” in Wahrheit ein Spannungseinbruch war.
Eine Online-USV mit breitem Eingangsfenster vermeidet dies, indem sie am Netz bleibt; ein vorgeschalteter AVR vermeidet es, indem er zuerst die Spannung korrigiert; eine Line-Interactive-USV mit engem AVR-Bereich kann es nicht vermeiden. Deshalb ist an vielen Standorten mit schwachem Netz der Eingangsbereich wichtiger als die Umschaltzeit.
Das Line-Interactive-Design zykliert die Batterie zudem häufiger und verkürzt ihre Lebensdauer. Die Kosten für den Batteriewechsel alle 2–3 Jahre können den anfänglichen Preisvorteil aufheben.
Welche Topologie ist bei Anlagen mit Generator zu wählen?
Generatoren erzeugen beim Anlauf und bei Lastsprüngen Spannungs- und Frequenzschwankungen. Eine Online-USV mit breitem Eingangsbereich und hohem Eingangsleistungsfaktor ist mit Generator meist stabiler und isoliert die Last zusätzlich von der Wellenform des Generators.
Der Generator muss jedoch für den Eingangsstrom der USV zuzüglich des Batterieladestroms dimensioniert werden. Eine Online-USV mit 10 kVA nimmt bei Volllast in einphasiger Ausführung mit 220 V etwa 45 A auf, zuzüglich des Ladestroms. Ein zu klein dimensionierter Generator kann zusammenbrechen, wenn das Ladegerät der USV und die Lastsprünge zusammenkommen.
Ist der Generator stabil und der Eingangsbereich ausreichend, kann auch eine Line-Interactive-USV verwendet werden. Für kritische Anlagen ist die Online-USV sicherer, besonders wenn der Generator auch Lasten mit Motoren versorgt.
Wie sind die Gesamtkosten zu vergleichen?
Vergleichen Sie die Anschaffungskosten, die Kosten für den Batteriewechsel, die Effizienz und das Ausfallrisiko. Die Line-Interactive-USV ist anfangs wirtschaftlicher, zykliert die Batterie aber häufiger und schützt empfindliche Lasten möglicherweise nicht. Die Online-USV kostet mehr und verbraucht einige Prozentpunkte mehr Energie, vermeidet jedoch Umschaltvorgänge und Batteriezyklen.
Für kleine POS- oder CCTV-Lasten ist die Line-Interactive-USV über den gesamten Lebenszyklus meist die richtige Entscheidung. Für Serverräume, medizinische Geräte oder Produktionslinien erweist sich die Online-USV über das gesamte Projekt hinweg häufig als wirtschaftlicher, weil die Kosten der vermiedenen Ausfälle den Preisunterschied der USV übersteigen.
| Kostenbegriff | Line-Interactive | Online |
|---|---|---|
| Anschaffungskosten | Niedriger | Höher |
| Batterielebensdauer | Kürzer bei schwachem Netz | Länger bei stabilem Eingang |
| Energieverbrauch | Niedriger bei Teillast | Höher, aber stabil |
| Risiko für die Last | Umschaltlücke, Wellenform | Gering |
| Wartung | Batterie, AVR | Batterie, Lüfter, Filter |
Die Entscheidung sollte dokumentiert werden. Wählt der Käufer die Line-Interactive-Variante, muss das Angebot das Eingangsfenster und die nicht abgedeckten Lasten angeben; wählt er die Online-Variante, müssen die Batterie-Überbrückungszeit und der Eingangsbereich angegeben werden.
Fazit auf einer Seite
- Wählen Sie Line-Interactive, wenn kleine gewerbliche Lasten eine Umschaltung von 4–6 ms und eine simulierte Sinuswelle tolerieren.
- Wählen Sie Online für Server, medizinische Geräte, Telekommunikation und industrielle Steuerungen.
- Prüfen Sie das Eingangsfenster anhand der am Standort gemessenen Spannung, nicht anhand des Nennwerts.
- Dimensionieren Sie bei Generator den Generator nach dem Eingangsstrom der USV und dem Batterieladestrom.
- Vergleichen Sie die Batterielebensdauer und das Ausfallrisiko, nicht nur den Kaufpreis.
Die Topologie ist die erste Entscheidung; die Leistung und die Batterie folgen danach. Eine Line-Interactive-USV mit 10 kVA und eine Online-USV mit 10 kVA sind nicht austauschbar, auch wenn die Typenschilder gleich erscheinen mögen.
