Kurzgeschichte: Anzeige und Bedeutung von Leistungsaufnahme, Leistungsabgabe, Effizienz

tiermutter

Well-known member
Moin,

momentan bin ich (mal wieder) dabei den Stromverbrauch unseres EFH zu prüfen, dabei ist mir eine auffällig hohe Stromaufnahme meiner Netzwerktechnik/ USV aufgefallen, den ich mir aufgrund der Anzeigen der USV nicht erklären konnte. Nachfolgend die Story und Lösung des Sachverhalts (für entsprechend Interessierte). Vorab: es wird ein bisschen mathematisch und sicherlich gibt es Abweichungen durch Rundung.

Es handelt sich um eine APC SMX1000i mit NMC.

Ich messe eine Stromaufnahme der USV von 0,8A, also 0,8A*230V = 182W
Die USV zeigt mir am Display eine Leistungsabgabe von 115W
Demnach würde die USV selbst etwa 67W benötigen, was viel zu viel wäre (typisch <=20W). Es ändert auch nichts wenn ich die Akkus abziehe, es ist also kein Ladestrom enthalten.

Im Webinterface hingegen erhalte ich folgende Angaben...
Load Current: 0,8A was ja mit meiner Messung übereinstimmt, allerdings hätte ich hier erwartet, dass dies der Laststrom ist, also nur das was an den Ausgängen raus geht, scheint aber der Gesamtstrom zu sein, wobei die Hilfe dazu sagt "The current, in Amps, supplied to the load.", also doch Laststrom?!?
Output Watts: 14,4% , das entspricht exakt 115W, also der Anzeige am Display, steht aber im Widerspuch zu "load current", der direkt darüber angezeigt wird.
Output Efficiency: 91,8% , was wiederum bedeutet, dass 8,2% des Gesamtstroms/Gesamtleistung für die USV selbst benötigt wird. Das entspricht 0,8A*8,2% = 0,0656A*230V = 15W

Dadurch ergeben sich unterm Strich zunächst Unstimmigkeiten:
Wenn die USV selbst 15W benötigt und 115W Last dran hängen, dann entspricht das einem Gesamtstrom von 130W/230V = 0,565A. => Wieso messe ich dann 0,8A?
Oder anders gefragt:
Meine Messung scheint korrekt zu sein, denn die 0,8A werden mir ja auch im Webinterface angezeigt. => Was passiert mit der Differenz von 0,8A-0,565A = 0,235A (54W)?
Die Angaben zu "load current" sind widersprüchlich (Hilfetext und zugehörige Angabe "Output Watts") => Was für ein Wert wird hier denn nun dargestellt?

Zum Verständnis... so sieht das aus (der Screenshot stammt von einem Zeitpunkt wo weitere Geräte eingeschaltet waren, daher die Abweichung der Werte):
1646997100411.png

Ich muss zugeben, dass ich recht lange an diesen Fragen gegrübelt habe... ich habe einfach keinen Zusammenhang zwischen meinen Aufzeichnungen der Messwerte und der Anzeigen herstellen können. Je länger ich mir die Anzeigen im Webinterface angeschaut habe, desto öfter habe ich die Anzeige "Output VA" wahrgenommen, die ich stets als irrelevant abgetan habe.
Diese Angabe (in Prozent) enthält nämlich Blindstrom, der in diesem Fall vornehmlich durch die kapazitive Last auftritt und von Privatverbrauchern in Deutschland nicht bezahlt werden muss.
Als mein Blick dann doch mal kurz auf diesem Wert verharrte machte es "klick" im Oberstübchen und ich fragte mich wie dämlich ich mich als Elektrotechnikermeister nur anstellen kann:

Aus Gründen der Einfachheit habe ich die Stromaufnahme statt wie üblich mit einem "Steckdosenmessgerät" mit einer Stromzange direkt an der Unterverteilung gemessen. Das war mir natürlich nicht mehr gewahr, als ich meine aufgezeichneten Werte betrachtete. Im Gegensatz zum Steckdosenmessgerät, misst eine Stromzange aber auch den Blindstrom mit, der für meine Zwecke und Berechnungen irrelevant ist. Grundsätzlich bin ich also mit einem falschen Messwert in das Thema eingestiegen. Verstärkt wurde dies dann auch noch durch die Anzeige von "load current". Diese Anzeige steht direkt über "output watts", was mich annehmen ließ, dass hier der Wirkstrom, also der Gesamtstrom ohne Blindstromanteil, angezeigt wird.
Dies ist aber offensichtlich nicht der Fall, die Position der Anzeige wäre daher über "output VA" deutlich besser aufgehoben.

Rechne ich nun die angezeigten "output VA" = 17,9% einmal dagegen (17,9%*1000VA = 179VA) dann bin ich schon wieder sehr nahe an den eingangs erwähnten 180W dran, die in diesem Fall aber Blindleistung enthalten und somit eigentlich 180VA sind.

Am Ende des Tages können wir also festhalten, was die angezeigten Werte bedeuten:
Load current: Gesamtstromaufnahme inklusive Blindstrom, der von Privatleuten nicht bezahlt werden muss.
Output VA: Ausgangsleistung in % inkl. Blindleistung (hier x% von 1000VA)
Output Watts: Ausgangsleistung in % ohne Blindleistung (hier x% von 800W)
Output efficiency: Anteil der Gesamtstromaufnahme (load current), der von den angeschlossenen Verbrauchern verwendet wird. Die Differenz zu 100% wird also von der USV selbst benötigt, wobei der hieraus resultierende Wert ebenfalls einen (unbekannt hohen) Blindstromanteil beinhaltet.

Solltet ihr also mal vorhaben den Verbrauch zu messen, solltet ihr das berücksichtigen und nach Möglichkeit mit einem einfachen Steckdosenmessgerät messen, denn die Messung mit einer Stromzange sollte nur dann erfolgen, wenn man sich bewusst ist, was genau man da misst... an diese wichtige Regel habe ich mich diesmal wohl nicht gehalten.
Nachdem nun auch relativ klar ist, was die von der USV angezeigten Werte bedeuten, ist eine Messung nichtmals mehr erforderlich, da man sich alles ausrechnen kann, abgesehen von der Kleinigkeit, dass der errechnete Verbrauch der USV selbst einen Wert in VA mit Blindleistung ergibt.

Die kostenrelevante Gesamtstromaufnahme ist also deutlich geringer als ich angenommen hatte... trotz meiner Dummheit fällt mir damit eine Riesenlast von den Schultern!
An diesem Freitag habe ich also Grund zu feiern... cheers! 🍻
 

tiermutter

Well-known member
:p
Ich hatte den Gedanken zuvor auch einmal und abgetan mit "das kann das Gerät nicht messen". Hätte ich da bloß schon darüber nachgedacht, womit ich gemessen habe... :D
 

Mavalok2

Well-known member
Output Efficiency: 91,8% , was wiederum bedeutet, dass 8,2% des Gesamtstroms/Gesamtleistung für die USV selbst benötigt wird.
Das klingt jetzt aber erstmal so, als ob dies alles für die Elektronik / Steuerung drauf gehen würde. Dabei dürfte wohl der Großteil beim Wandler flöhten gehen. Je besser die Wandler desto höher die Effizienz, aber leider auch umso teuer die USV.
 

tiermutter

Well-known member
Da ist die gesamte USV itself drin, mit allem was benötigt wird.
Die 0,8A gemessen und angezeigt beinhalten nunmal alles was möglich ist :)
 

Mavalok2

Well-known member
Dachte nur, dass beim Thema Energiesparen die Effizienz der Geräte auch zu erwähnen sei. Ich denke mal, dass Deine Aktion dem Energiesparen dienen sollte.

Energiesparen ist ja immer so eine Sache. Hightech LED Lampen verbauen und zum Wärmen der Füsse in der Werkstatt den Heizstrahler aus Uropas Zeiten verwenden. ;) Dabei denke ich, dass neuer nicht zwingen weniger Energieverbrauch bedeutet. Behaupte mal frech, dass mein alter LCD TV mit 90cm und 720p weniger Energie benötigt als die heute üblichen 150cm 8K TVs mit Schnick-Schnack-Software - die permanent läuft, muss ja schließlich Daten senden - und Sound an Soundbar oder Anlage.

USV ist eigentlich ein recht umfangreiches Thema, zumindest wenn es nicht nur die billigst USV sein darf, was im privaten Bereich aber meist ist. Hier ist der Preis das wichtigste auf dem Datenblatt. :)
 

tiermutter

Well-known member
Ich denke mal, dass Deine Aktion dem Energiesparen dienen sollte.
Klar... Also vornehmlich Kosten.
Wofür die USV ihren eigenverbrauch verwendet ist mir dabei relativ gleich, zumindest in diesem Fall. 15W sind schon Top finde ich, der Wirkanteil wird ja nochmal etwas geringer sein, daher mache ich mir keine Gedanken. Bei den anfangs angenommenen 65W sähe das anders aus.

Und klar ist der Preis oft entscheidend, meine USV ist da schon hochwertiger, hätte ich diese nicht günstig gebraucht bekommen, würde hier sicherlich auch eine weniger effiziente USV stehen. Das muss man aber in jedem Fall gegenrechnen und beachten.
 

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