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Rechenzentren

USV für Rechenzentren: Redundanz, Autonomie und Raumauslegung.

USV-Architekturen für Rechenzentren von 20–300 kW: modulares N+1, Parallelschränke, Batterieautonomie, Kühlung, Monitoring und Inbetriebnahme-Checkliste.

Rechenzentrumsgang mit USV und Batterieschränken
Redundanztyp
N+1
Leistung des modularen Schranks
90–300 kW
Typische Autonomie für Generatorstart
5–15 min
Umschaltzeit
0 ms
Kurzfassung

In einem Rechenzentrum ist die USV zuerst eine Entscheidung über Kapazität und Redundanz und erst danach eine Produktwahl. IT-Last, Erweiterungsplan, Redundanzziel (N, N+1, 2N) und Batterieautonomie bestimmen das Schrankformat, die Modulanzahl und die Raumanordnung. Die USV muss außerdem mit den Verteilerschränken, der Kühlung und dem Monitoringsystem abgestimmt werden.

Bei stufenweiser Errichtung erlaubt ein modularer Schrank, den vollständigen Schrank und zunächst nur die heute benötigten Module zu installieren und weitere Module mit wachsender IT-Last zu ergänzen. Bei fester Last ist ein monolithisches Parallelsystem einfacher. Beide erfordern einen Wartungsbypass und die Planung des Batterieraums.

Welche USV-Architektur passt zu einem Rechenzentrum?

N bedeutet, dass die USV-Leistung genau der Last entspricht; N+1 ergänzt ein redundantes Modul oder Gerät; 2N verdoppelt den gesamten Versorgungspfad einschließlich USV, Batterien und Verteilung. Die meisten Unternehmensrechenzentren verwenden N+1 bei der USV und wählen je nach Tier-Ziel N+1 oder 2N für den Versorgungspfad.

In einem einzelnen Saal ist der modulare N+1-Schrank meist der beste Kompromiss: Der Schrank wird für die Endlast dimensioniert, die Module werden in 30-kW-Schritten ergänzt, und ein Reservemodul deckt einen Fehler ab. An Standorten mit mehreren Sälen oder in Colocation-Einrichtungen kann ein Parallelschrank oder eine 2N-Topologie erforderlich sein.

USV-Topologieoptionen für Rechenzentren

TopologieRedundanzTypischer EinsatzNachteil
EinzelschrankNKleiner ServerraumKeine Redundanz
ParallelschränkeN+1Mittleres RechenzentrumHöherer Platzbedarf
Modularer SchrankN+1 / N+2Stufenweise ErrichtungHöhere Anfangsinvestition in den Schrank
2NVollständig verdoppelter PfadTier-III/IV-ZielHöhere Kosten und höherer Flächenbedarf

Wie viel Batterieautonomie benötigt ein Rechenzentrum?

Wenn der Standort über einen zuverlässigen Generator verfügt, reichen 5–15 Minuten meist aus, um Start und Umschaltung des Generators zu überbrücken. Ohne Generator oder bei unzuverlässigem Generator muss die Batterie die Last über das gesamte Ausfallfenster tragen, das 1–4 Stunden oder länger betragen kann. Batterieraum, Bodenbelastung und Kühlung werden zu zentralen Auslegungspunkten.

Für eine IT-Last von 100 kW und 10 Minuten Autonomie beträgt die nutzbare Energie etwa 16.7 kWh; bei 80 % Entladetiefe liegt die Nennkapazität der Bank bei rund 21 kWh. Für 2 Stunden beträgt die Nennkapazität etwa 250 kWh. Der Unterschied bei Raumfläche und Kosten ist erheblich.

Wie sollte die USV überwacht werden?

USV-Alarme müssen im NOC sichtbar sein, nicht nur auf der Fronttafel. Eine USV, die auf Batterie umschaltet, ohne einen Alarm auszulösen, ist ein Single Point of Failure, der sich früher oder später zeigt. Bei der Inbetriebnahme muss der Alarmpfad tatsächlich geprüft werden.

  • SNMP-Karte für Netzwerkmanagement und E-Mail-Warnmeldungen
  • Potenzialfreie Kontakte für BMS und Alarmtafeln
  • MODBUS TCP/RTU für die Integration in DCIM
  • Batterieüberwachung für Spannung, Strom und Temperatur je Strang
  • Generator- und ATS-Status auf derselben Tafel
  • Umgebungssensoren für Temperatur und Feuchte

Was muss der Lieferumfang einer Rechenzentrums-USV umfassen?

  • IT-Lastprofil und Erweiterungsplan
  • Redundanzziel und Topologie
  • Batterieautonomie und Generatorverfügbarkeit
  • Aufstellung des USV-Raums, Bodenbelastung und Kühlung
  • Einspeiseschrank, Leistungsschalter, Kabel und Bypass
  • Monitoring und DCIM-Integration
  • Werksabnahmeprüfung und Abnahmeprüfung vor Ort
  • Inbetriebnahme, Lastbankprüfung und Abschlussdokumentation
Standards & documents

Which standards and documents are referenced on this page?

The table lists the model-specific standards and conformity documents a project buyer should ask for. Availability depends on the frame, the battery, and the destination market; request the document that names your model.

UPS standards and documents

ReferenceWhat it covers
IEC 62040-1UPS general and safety requirements
IEC 62040-2UPS electromagnetic compatibility (EMC)
IEC 62040-3UPS performance and test requirements
IEC 60896-21 / -22VRLA stationary battery type and performance tests
IEC 62619Safety of lithium cells and batteries for industrial use
UN38.3 / MSDSLithium battery transport test and material safety data
CE / RoHSEU conformity and restricted-substance declaration
ISO 9001Manufacturing quality management system
SNMP / MODBUSRemote monitoring and BMS interface
IP20 / IP21Cabinet ingress protection for indoor installation

Certificates are issued against the exact model and configuration. See the certifications page for how to confirm scope and revision, or send the model to request the current document.

Projekt-Checklisten

Bestätigen Sie Eingangsdaten und Dokumente vor der Angebotserstellung.

Zu bestätigende Projektangaben

PunktWas zu bestätigen istWarum es wichtig ist
LastBetriebs-kW, größter Motor, LastsprungBestimmt kVA, Überlast und Topologie
ÜberbrückungszeitMinuten, Generatorverfügbarkeit, BatterieraumBestimmt Batteriebank und Ladegerät
VersorgungSpannung, Frequenz, Phase, EingangsstromBestimmt Modell, Leistungsschalter und Kabel
StandortLand, Höhe, Umgebungstemperatur, StaubBestimmt Derating, IP und Dokumente
BatterieVRLA, LiFePO4, Stellfläche, GewichtsgrenzeBestimmt Chemie und Raumaufteilung
DokumentationKonformitätsweg, Prüfbericht, SpracheBestimmt Dokumentenpaket und Lieferzeit
Referenzprojekt

Wie sieht eine Rechenzentrumskonfiguration mit 120 kW aus?

Eine Weißraumhalle mit 120 kW, 42 Racks, zwei Netzanschlüssen und einer Batterie für 10 Minuten bis zum Generatorstart. Das Design nutzt drei 50-kW-Module in N+1, einen Wartungsbypass und zwei Batteriestrings. Der Raum ist für 20 % Wachstum ausgelegt, damit aus den anfänglichen 120 kW im dritten Jahr kein Umbau wird.

IT-Last
120 kW
UPS-Redundanz
N+1
Batterieautonomie
10 min
Eingangsversorgung
2N

Referenzkonfiguration

PositionReferenzwertWarum es wichtig ist
IT-Last120 kW / 42 RacksGemessene Last multipliziert mit einem Auslegungszuschlag von 1.25
UPS3 × 50 kW modular, N+1Ein Modul kann gewartet werden, ohne die Halle abzuschalten
Batterie10 min bei 120 kWDeckt Generatorstart und Umschaltung ab
Eingang2N, separates ATSDer Ausfall eines Anschlusses bringt den UPS nicht zum Ausfall
MonitoringSNMP + DCIMAlarme erreichen das NOC, nicht nur einen lokalen Summer
  • Halten Sie den Batterieraum vom Weißraum getrennt und berechnen Sie die Bodenbelastung.
  • Planen Sie einen Wartungsbypass ein, damit die Wartung nicht von einem Abschaltfenster abhängt.
  • Führen Sie bei der Inbetriebnahme einen Lastbanktest durch; eine Anzeige „Batterie OK“ ist kein Autonomietest.
  • Stimmen Sie die Alarmliste vor dem Versand der Geräte mit dem DCIM-Team ab.

Referenzkonfiguration auf Basis typischer Branchendaten. Es handelt sich nicht um ein namentliches Kundenprojekt, und das Bild ist illustrativ.

Weißraum eines Rechenzentrums mit modularem UPS und Batterieschränken
Referenzbild aus der Branche, kein namentliches Kundenprojekt
FAQ

Fragen von Projekteinkäufern.

Projektspezifische Antworten. Wenn Ihre Frage fehlt, senden Sie uns die Lastliste und die Standortbedingungen.

Mit einem Ingenieur sprechen

Sollte ein Rechenzentrum eine modulare oder monolithische USV verwenden?

Der modulare Schrank ist besser für stufenweises Wachstum und für N+1 ohne Parallelsystem. Der monolithische Schrank ist einfacher und bei fester Last meist wirtschaftlicher. Die Entscheidung hängt vom Erweiterungsplan und vom Redundanzziel ab.

Wie hoch ist die typische Autonomie?

Mit einem zuverlässigen Generator sind 5–15 Minuten üblich. Ohne Generator ist die Batterie für das gesamte Ausfallfenster zu dimensionieren, oft 1–4 Stunden.

Ist 2N-Redundanz erforderlich?

Nur wenn der Standort den Ausfall eines gesamten USV-Pfads einschließlich Wartung überstehen muss. 2N verdoppelt die Kosten für USV, Batterien und Verteilung. Für viele Unternehmensräume reicht N+1 aus.

Können Module ohne Anhalten des Systems ergänzt werden?

Ja, in modularen Schränken mit heißtauschbaren Modulen, sofern die Last innerhalb der verbleibenden N-Kapazität liegt und der Schrank freie Steckplätze hat.

Welches Monitoring ist zu spezifizieren?

SNMP für Netzwerkalarme, potenzialfreie Kontakte für BMS und MODBUS für DCIM. Ergänzen Sie eine Batterieüberwachung, wenn die Bank groß ist oder der Standort unbesetzt ist.

Nächster Schritt

Senden Sie die Lastliste. Wir liefern die passende Konfiguration.

Nennen Sie uns kW, Überbrückungszeit, Phasenanzahl und Standortland. Sie erhalten eine Kapazitätsempfehlung, eine Batteriekonfiguration und das Modelldatenblatt.

  • Empfehlung für Kapazität und Topologie
  • Schätzung von Batteriebank und Überbrückungszeit
  • Modelldatenblatt und kaufmännisches Angebot

Konfiguration und Angebot anfordern

Senden Sie uns die Lastliste, die Überbrückungszeit und die Standortbedingungen. Sie erhalten eine Auslegungsempfehlung, eine Batteriekonfiguration und ein kaufmännisches Angebot.

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Veröffentlicht Zuletzt aktualisiert Spezifikationen und Zertifizierung werden pro Projekt bestätigt.