USV richtig dimensionieren: Watt, Laufzeit, Abschaltung

Eine USV verlängert nicht den Betrieb. Sie kauft die Zeit, um ihn geordnet zu beenden.

Wer sie als kleines Notstromaggregat versteht, kauft zu groß, zahlt zu viel und hat am Ende trotzdem einen unsauber abgeschalteten Plattenverbund – weil die Abschaltung nie eingerichtet oder nie getestet wurde. Die Dimensionierung fällt damit in drei Schritten, und der Kaufpreis steht erst im dritten.

Schritt 1: VA sind nicht Watt

Auf dem Karton steht eine Zahl in VA, in der Rechnung braucht man Watt. Beides ist dasselbe nur bei rein ohmscher Last – ein Computernetzteil ist keine.

Die Wattangabe steht bei seriösen Geräten daneben und liegt typischerweise bei 60 bis 90 Prozent des VA-Werts. Maßgeblich ist immer die kleinere der beiden Grenzen: Eine USV ist überlastet, sobald eine davon überschritten wird.

Die Last kommt aus einer Messung, nicht aus den Netzteilaufdrucken. Messsteckdose vor die Geräte, die an die USV sollen, Mittelwert über eine Woche – dasselbe Vorgehen wie beim Stromkostenrechner und aus demselben Grund: Die Angabe auf dem Netzteil sagt, was es liefern kann, nicht was gezogen wird. Wer sie einsetzt, kauft eine USV für das Dreifache seiner tatsächlichen Last.

Zwei Zuschläge gehören trotzdem drauf:

• Der Anlaufstrom. Mehrere drehende Platten ziehen beim Hochlauf kurz deutlich mehr als im Betrieb. Das trifft die USV genau dann, wenn nach einem Ausfall alles gleichzeitig wieder anläuft.
• Was in zwei Jahren dazukommt. Eine Platte, ein zweiter Rechner, ein Switch.

Zielbereich: Die Dauerlast sollte etwa die Hälfte bis zwei Drittel der Nennleistung ausmachen. Nicht knapp darunter – dort wird die Laufzeit unbrauchbar kurz – und nicht bei zehn Prozent, denn eine überdimensionierte USV kostet Anschaffung und Wandlungsverluste rund um die Uhr.

Schritt 2: Die Laufzeit ergibt sich aus der Abschaltung

Der Schritt, der meistens übersprungen wird, und der die Baugröße tatsächlich bestimmt. Gebraucht wird nicht „möglichst lange“, sondern:

Wartezeit + Herunterfahrdauer + Reserve = benötigte Stützzeit

Die Wartezeit ist die Zeit, die vergeht, bevor überhaupt heruntergefahren wird. Die meisten Störungen dauern Sekunden; wer sofort abschaltet, erzeugt aus jedem Flackern einen Ausfall samt Wiederanlauf. Ein bis zwei Minuten sind üblich.

Die Herunterfahrdauer ist der einzige Wert, der wirklich gemessen werden muss – und zwar mit allen Gästen, nicht am Leerlaufsystem. Bei einem Virtualisierer summiert sich das: Jeder Gast bekommt eine Frist, und Gäste ohne Gast-Agent laufen in diese Frist hinein statt sauber herunterzufahren. Stoppuhr beim ersten Test, Ergebnis notieren.

Die Reserve deckt eine Batterie ab, die nicht mehr neu ist. Ein Aufschlag von 50 Prozent auf die gemessene Zeit ist ein vernünftiger Ansatz.

Zwei Eigenschaften, die dabei regelmäßig überraschen:

• Die Laufzeit hängt nicht linear an der Last. Doppelte Last halbiert die Stützzeit nicht, sondern verkürzt sie stärker. Die Laufzeitdiagramme der Hersteller sind deshalb aussagekräftiger als jede Überschlagsrechnung.
• Die Restlaufzeitanzeige der USV ist eine Schätzung auf Basis der aktuellen Last und des Batteriezustands. Als Anhaltspunkt gut, als Grundlage der Auslegung nicht.

Schritt 3: Bauart wählen

Bauart	Verhalten bei Störungen	Eigenverbrauch	Wofür
Offline / Standby	schaltet erst bei Ausfall um	sehr gering	Einzelrechner, Netzwerktechnik
Line-interactive	regelt Spannungsschwankungen aus, ohne auf Batterie zu gehen	gering	der Normalfall im Homelab
Online / Doppelwandler	erzeugt die Ausgangsspannung dauerhaft neu	spürbar höher	schlechte Netzqualität, empfindliche Technik

Für ein Homelab an einem normalen Hausanschluss ist die mittlere Zeile richtig. Die Doppelwandler-Bauart kostet dauerhaft Wandlungsverluste – ein Posten, der in der Rechnung aus Stromverbrauch im Homelab senken direkt auftaucht und über Jahre keine Kleinigkeit ist.

Eine Eigenschaft ist dagegen nicht verhandelbar: echte Sinuskurve am Ausgang. Günstige Geräte liefern im Batteriebetrieb eine Rechteck-Näherung. Netzteile mit aktiver Leistungsfaktorkorrektur – also praktisch jedes heutige Computernetzteil – kommen damit schlecht zurecht: Sie brummen, schalten unter Last ab oder verweigern die Übernahme überhaupt. Auffallen tut das erst beim ersten echten Ausfall.

Was drankommt und was nicht

An die USV gehört: der Server oder Virtualisierer, das Speichersystem, dazu Switch und Router. Die Netzwerktechnik ist kein Luxus – ohne sie erreicht das Abschaltsignal die anderen Maschinen nicht, und der Blick von außen auf das laufende System fehlt genau dann, wenn er gebraucht wird.

An die USV gehört nicht: Bildschirme, Laserdrucker, alles mit Heizelement. Ein Laserdrucker zieht beim Aufheizen ein Vielfaches seiner Dauerlast und wirft die USV in die Überlastabschaltung – im ungünstigsten Moment nimmt er den Server mit.

Viele Geräte haben dafür zwei Gruppen von Ausgängen: gepufferte und nur überspannungsgeschützte. Der Unterschied ist keine Feinheit, sondern der Grund, warum die Aufteilung überhaupt funktioniert.

Die Abschaltung einrichten

Eine USV ohne Signalverbindung ist ein Verlängerungskabel mit Batterie. Der Ablauf, den es einzurichten gilt:

1. Verbindung herstellen – USB oder Netzwerkkarte. Bei USB hängt die USV an genau einer Maschine; diese wird zur Schaltzentrale.

2. Dienst einrichten. Unter Linux ist das üblicherweise NUT (Network UPS Tools): Auf der Maschine mit der Kabelverbindung läuft der Server, alle weiteren Maschinen fragen ihn über das Netz.

   apt install nut
   upsc <name>@localhost      # zeigt Last, Ladezustand, Restlaufzeit

3. Schwellen setzen. Ab wann wird heruntergefahren – nach Zeit auf Batterie oder nach Ladezustand? Beides ist üblich; wichtig ist, dass die verbleibende Zeit die gemessene Herunterfahrdauer plus Reserve deckt.

4. Reihenfolge festlegen. Zuerst die Gäste, dann die Wirte, zuletzt das Speichersystem. Ein Sicherungsziel, das vor dem Virtualisierer abschaltet, erzeugt genau den Fehler, den die USV verhindern soll.

5. Am Ende die USV selbst abschalten lassen. Das ist der Schritt, den fast alle Anleitungen auslassen. Ohne ihn saugt die Batterie leer und die USV bleibt beim Wiederkehren des Netzes im Aus – oder die Maschinen bleiben aus, obwohl längst wieder Strom da ist.

6. Wiederanlauf im BIOS erlauben. Die Einstellung heißt je nach Hersteller anders und steht ab Werk oft auf „aus bleiben“. Ohne sie hilft die schönste Abschaltung nichts: Die Maschine steht, bis jemand vor Ort den Knopf drückt.

Ein laufender Sicherungsauftrag verdient dabei eine Entscheidung: abbrechen und später neu laufen lassen ist fast immer besser, als das Herunterfahren zu verzögern. Dass ein Lauf ausgefallen ist, muss allerdings auffallen – das Muster dafür steht in Backups überwachen.

Der Test, den kaum jemand macht

Stecker ziehen. Nicht den Selbsttest der USV, sondern den echten Ausfall, bei laufendem Betrieb, mit der Stoppuhr daneben.

Was dabei regelmäßig auffällt:

• Ein Gast fährt nicht herunter, weil ihm der Gast-Agent fehlt, und läuft in die Frist.
• Die Reihenfolge stimmt nicht – das Speichersystem war vor dem Virtualisierer weg.
• Der Signaldienst läuft auf der Schaltzentrale, aber die zweite Maschine hat nie zugehört.
• Alles fährt sauber herunter, und danach kommt nichts von selbst wieder hoch.
• Die tatsächliche Stützzeit liegt weit unter der Schätzung, weil die Batterie vier Jahre alt ist.

Jeder dieser Punkte ist in fünf Minuten behoben, wenn man ihn kennt, und kostet einen Abend, wenn man ihn im Ernstfall entdeckt. Zweimal im Jahr ist ein vernünftiger Rhythmus – dieselbe Begründung wie beim Restore-Test: Ein Mechanismus, der nie unter echten Bedingungen lief, ist eine Annahme, keine Absicherung.

Die Batterie ist ein Verschleißteil

Die Kapazität sinkt über die Jahre, und zwar unabhängig davon, ob es je einen Ausfall gab. Typischerweise sind drei bis fünf Jahre zu erwarten, bei warmer Aufstellung weniger.

Drei Gewohnheiten:

• Einbaudatum notieren – am Gerät selbst, nicht in einer Datei, die man im Bedarfsfall auf dem abgeschalteten Server sucht.
• Selbsttest aktiviert lassen und die Meldungen in denselben Kanal leiten wie die Sicherungsmeldungen. Eine USV, die still ihre Batterie als defekt meldet, ist keine USV.
• Ersatz gegen Neugerät abwägen. Ersatzbatterien lohnen bei größeren Geräten; bei kleinen liegt der Preis nahe am Neugerät, das dann eine aktuelle Elektronik mitbringt.

Was eine USV nicht leistet

Damit die Erwartung stimmt:

• Kein Ersatz für eine Sicherung. Sie schützt den Abschaltvorgang, nicht die Daten. Ein Verschlüsselungstrojaner interessiert sich nicht für die Stromversorgung – dafür gilt weiterhin die 3-2-1-Regel.
• Kein vollständiger Blitzschutz. Ein direkter Einschlag ist eine Nummer größer; der Schutz dagegen sitzt in der Verteilung, nicht im Steckdosenblock.
• Keine Überbrückung langer Ausfälle. Für Minuten gebaut, nicht für Stunden.
• Keine Wartungsfreiheit. Ohne Test und ohne Batteriewechsel ist sie nach ein paar Jahren Dekoration mit Kontrollleuchte.

Die Auslegung, kurz

1. Tatsächliche Last aller angeschlossenen Geräte messen, nicht schätzen.
2. Zuschlag für Anlaufspitzen und Zuwachs, Ziel: Dauerlast bei der Hälfte bis zwei Dritteln der Nennleistung.
3. Herunterfahrdauer mit allen Gästen stoppen.
4. Stützzeit = Wartezeit + Herunterfahrdauer + 50 Prozent Reserve.
5. Line-interactive mit echter Sinuskurve, gepufferte und ungepufferte Ausgänge trennen.
6. Signaldienst einrichten, Reihenfolge festlegen, USV am Ende abschalten lassen, Wiederanlauf im BIOS erlauben.
7. Stecker ziehen. Zweimal im Jahr.

Bei einem Plattenverbund ist der Punkt 6 kein Komfort, sondern der eigentliche Zweck der Anschaffung – warum harte Abschaltungen dort besonders unangenehm sind, steht in NAS selber bauen oder kaufen.

Weiter

• NAS selber bauen oder kaufen – das Gerät, das die USV schützen soll
• Stromkostenrechner – die Last ermitteln, die in die Auslegung geht
• Stromverbrauch im Homelab senken – weniger Last heißt längere Stützzeit
• Backups überwachen – damit ein abgebrochener Lauf auffällt
• Restore testen – dieselbe Haltung, anderes Thema
• 3-2-1-Backup-Strategie – wogegen die USV nicht hilft