„Was wir vor uns auf dem Tisch sehen ist unsere neue kapazitive USV. Basierend auf modernsten Doppelschicht-Kondensatoren eine für viele Anwendungen interessante Alternative zu Geräten mit Bleibatterien“, erläutert Jens Marten, Produktmanager Elektronik bei Block in Verden im Gespräch mit der Redaktion. Letztendlich bestimmen die Applikation und die Eigenschaften der USV, welches System am besten geeignet ist. „Das wesentliche Ziel besteht dabei immer darin, eine optimale Anlagenverfügbarkeit sicherzustellen“, so Jens Marten. Ziel bei der Entwicklung der kapazitiven USV war es, eine lange Lebensdauer auch bei hohen Umgebungstemperaturen zu erreichen. Bleibatterien, wie sie heute im Industriebereich üblich sind, weisen gerade unter dem Einfluss hoher Temperaturen eine geringere Lebensdauer auf. Die Doppelschicht-Kondensatoren sind direkt in die USV integriert, sodass lediglich eine passende Stromversorgung angeschlossen werden muss. Nach Auskunft von Jens Marten bietet Block zurzeit das Modul mit der höchsten Leistungsdichte bei hohen Strömen. Mit nur 55 mm Baubreite liefert das Basismodul 20 A für 1 s. Bei maximal drei Erweiterungsmodulen können 40 A bis zu 15 s gepuffert werden.
Neuentwickelte Gerätefamilie
Wie der Produktmanager weiter erläutert, ist die kapazitive USV ideal zur Pufferung von Industrie-PCs geeignet. Mithilfe der USB-Schnittstelle und der zur Verfügung gestellten Software sind Kommunikation, Konfiguration und vorausschauende Wartung möglich. Über die Schnittstelle bekommt der Anwender rechtzeitig Informationen darüber, ob und wann die angeschlossenen Energie-Speicher das Ende der Lebensdauer erreichen. Die Speichermodule kommunizieren dabei mit der USV über einen internen Bus. So ist jederzeit ersichtlich, wie viele Module angeschlossen sind, wie viel Kapazität noch im System zur Verfügung steht und ob ein Austausch eines Speichermoduls bevorsteht. Ein besonderer Wartungsmodus erlaubt es, die Kapazitätsmodule im laufenden Betrieb auszutauschen. Jens Marten dazu: „Das ist ein Alleinstellungsmerkmal dieses Systems. Wir können im Wartungsmodus jederzeit den Stecker ziehen, ohne Funkenbildung.“ Ein aufwändiges Entladen der Energiespeicher ist zum Austausch nicht erforderlich, lediglich der Ladebetrieb wird kurzzeitig unterdrückt.
Ein weiteres Ziel bei der Entwicklung der kapazitiven USV war es, einen möglichst langen wartungsfreien Betrieb zu ermöglichen. Um die inneren Verluste und die damit verbundene Eigenerwärmung zu reduzieren, wurde eine besonders energieeffiziente Entkopplung von Ein- und Ausgängen basierend auf MOSFET-Technologie realisiert. Die Lebensdauer einer Standard-Bleibatterie beträgt zwischen 5 und 10 Jahren bei 20 °C. Jede Temperaturerhöhung um 10 K führt zu einer Halbierung. Jens Marten: „In Applikationen ab 40 oder 50 °C können konventionelle Bleibatterien nicht mehr wirtschaftlich eingesetzt werden. Schon bei 40 °C Umgebungstemperatur müssen die Batterien einmal im Jahr getauscht werden.“
