Wie genau funktionieren UPS?
Die Technologie von Kinolt besteht aus der Kombination von einem ständig rotierenden, kinetischen Massenspeicher, einem mtu-Dieselmotor und einem Generator, der abhängig vom Betriebsmodus auch als Elektromotor mit seinen erwünschten Kompensationseigenschaften fungiert. Eine spezielle Steuerung und die dazugehörige Schaltanlage mit Drossel, welche die Aufgabe eines Netzfilters übernimmt, komplettieren das System. Der Strom aus dem öffentlichen Netz treibt den Synchrongenerator, welcher in diesem Betriebszustand als Motor arbeitet an. Der wiederrum treibt den kinetischen Massenspeicher an – tonnenschwer und aufgebaut wie eine elektrische Maschine mit Doppelrotorsystem. Dieser dient als „Energieakku“, der die Energie speichert und dann zur Verfügung stellt, wenn der Strom ausfällt.
Was passiert, wenn die primäre Stromquelle ausfällt?
Fällt das öffentliche Netz aus, sind die Systeme sofort und unterbrechungsfrei einsatzbereit, denn sie sind ja bereits in Aktion: Ein Teil der in dem Schwungrad gespeicherten Energie treibt dann den Generator an, der nun die Stromversorgung übernimmt. Ein anderer Teil der gespeicherten Rotationsenergie hilft derweil, den Dieselmotor sehr schnell zu starten. Innerhalb kürzester Zeit erreicht er seine Nennleistung und kann nun über den Generator die Stromversorgung übernehmen sowie das Schwungrad stabilisieren. Dies passiert natürlich unterbrechungsfrei – daher der Name „unterbrechungsfreie Stromversorgung“.
Braucht man noch eine Batterie?
Nein, mit der dynamischen UPS-Technologie von Kinolt ist keine Batterie notwendig. Bisher hat Rolls-Royce allein mtu-Notstromaggregate angeboten. Diese brauchen jedoch eine gewisse Zeit, bis sie hochgelaufen sind. Um diese Zeit zu überbrücken und wirklich überbrechungsfrei Strom zu beziehen, setzen Kunden oft Batteriespeicher ein. Die Batterie ist im System von Kinolt nicht mehr notwendig, da die im Schwungrad gespeicherte Energie sofort einsatzbereit ist und die Stromversorgung übernehmen kann, bis der mtu-Motor hochgefahren ist.
Geht’s noch etwas genauer?
Na klar, hier nun die Erklärung für Experten und solche, die es werden wollen: Das Herzstück des Systems ist das Schwungrad, quasi ein kinetischer Energieakku. Dieser besteht aus zwei rotierenden Teilen: Der äußere Rotor läuft mechanisch frei um den inneren Rotor. Der Innenrotor, der von der Hauptwelle angetrieben wird, rotiert mit 1500 U/min (50 Hz) oder 1800 U/min (60 Hz). Er enthält zwei Sätze von Wicklungen; eine dreiphasige Wechselstromwicklung und eine Gleichstromwicklung.
Solange das öffentliche Stromnetz läuft, wird die Wechselstromwicklung mit Strom versorgt, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen, das den Außenrotor mit einer Drehzahl von maximal 3000 U/min dreht. Die relative Geschwindigkeit zwischen Innen- und Außenring der Lager beträgt jedoch nur 1500 U/min, da sich die Welle selbst mit 1500 U/min dreht. Der Außenrotor speichert kinetische Energie vorteilhaft, da die Menge der kinetischen Energie quadratisch mit dem Abstand vom Rotationszentrum zunimmt.
