Wie dimensioniert man eine USV: Wirkleistung, Scheinleistung und Leistungsfaktor?

Prüfungsrelevanz: IHK AP1 und AP2, Handlungsbereich „Sicherstellen des IT-Betriebs". Typische Aufgabenstellung: Ein Serverschrank soll gegen Stromausfall abgesichert werden. Die Verbraucher sind bekannt — ermitteln Sie die mindestens erforderliche USV-Leistung und begründen Sie die Auswahl.

Quick Reference

Die Wirkleistung (Watt, W) ist die tatsächlich in Arbeit umgesetzte Leistung. Die Scheinleistung (Voltampere, VA) ergibt sich aus Spannung × Strom und ist immer größer oder gleich der Wirkleistung.

Der Zusammenhang lautet: S = P / cos φ — dabei ist S die Scheinleistung in VA, P die Wirkleistung in W und cos φ der Leistungsfaktor (typisch 0,85–0,95 bei modernen Netzteilen).

USV-Geräte werden immer in VA angegeben. Deshalb muss die Summe der Wirkleistungen zunächst in Scheinleistung umgerechnet werden, bevor die passende USV gewählt wird.

Worked Example: Serverschrank mit 4 Verbrauchern

Schritt 1 — Wirkleistung aller Verbraucher addieren.

Schritt 2 — Reserve einplanen. Für Lastspitzen und Erweiterungen werden 30 % aufgeschlagen:

594 VA × 1,30 = 772 VA

Schritt 3 — Laufzeit berücksichtigen. Die VA-Angabe sagt nichts über die Überbrückungszeit. Für 15 Minuten bei 772 VA ist eine USV-Klasse mit mindestens 1.000 VA / 900 W erforderlich — der Wirkleistungswert (W) der USV muss über der Summe der Verbraucher (540 W) liegen.

Schritt 4 — Auswahl begründen. Gewählt wird eine USV mit 1.000 VA und mindestens 700 W Dauerlast. Reine VA-Betrachtung ohne den W-Wert würde die reale Belastung unterschätzen.

Common Trap

Der Klassiker: W und VA gleichsetzen. Wer für 540 W einfach eine 600-VA-USV kauft, überlastet sie — bei cos φ 0,90 entspricht 600 VA nur 540 W Nennleistung, und die Reserve fehlt komplett.

Zweite Falle: Den Leistungsfaktor der USV mit dem der Verbraucher verwechseln. Die USV hat einen eigenen Ausgangs-Leistungsfaktor (oft 0,9) — dieser begrenzt die maximal entnehmbare Wirkleistung und muss gegen die Verbraucher-Wirkleistung geprüft werden.

Dritte Falle: Die Überbrückungszeit unterschlagen. Die IHK erwartet bei der Begründung immer den Hinweis, dass VA allein keine Aussage über die Laufzeit trifft — dafür ist die Batteriekapazität der USV entscheidend.