Wissenswertes über Netzteile für den Computer

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Wie warm werden Netzteile bei Vollast?

Der Computer ist aus unserer Gesellschaft nicht mehr wegzudenken. Diese Tatsache hat dazu geführt, dass die Industrie alle Hebel in Gang setzt, die Leistungsfähigkeit auch noch des kleinsten Rechners zu optimieren. Die rasante Entwicklung des mobilen Sektors hat den Druck auf die Branche noch einmal verstärkt. Kaum gelangt ein verbesserter Computer in den Handel, basteln die Hersteller bereits an dessen Nachfolgeversion.
Dieser weltweite Fortschritt hat nicht nur die Spielarten der Nutzung nachhaltig verändert, sondern gezwungenermaßen auch die Beschaffenheit der einzelnen Bauteile. Noch vor fünfzehn Jahren umfasste ein durchschnittlicher PC eine deutlich robustere Zusammensetzung als die heutiger Modelle. Ob Grafikkarte oder Prozessor, die Komponenten liefen relativ stabil, da ihre Möglichkeiten beschränkt bzw. weitaus weniger gefordert waren.
Erst mit der endgültigen Durchsetzung des Internets mit all seinen Optionen begannen Heimcomputer, sich als wirklich komplexe Systeme zu etablieren. Der Anschluss an transportable Zweitgeräte wurde immer wichtiger und die Technik dementsprechend gefordert. Dies war und ist an den Einbauten festzustellen.
Gerade Netzteile gehören diesbezüglich zu den beanspruchten Komponenten. Schließlich fungieren sie als Miniatur-Kraftwerke im Innenraum eines jeden Computers. Steigt die Fähigkeit des Rechners, wird zwangsläufig ein Mehr an Strom erforderlich. Trotz dieser Grundlage, ohne die kein PC funktionstüchtig wäre, stellt die Bedeutung des Netzteils einen eher marginalen Punkt im Computerverständnis auch versierter Nutzer dar. Dabei sind zumindest Grundkenntnisse in Sachen Netzteil eine wichtige Basis. Nutzen Sie deshalb diesen Ratgeber zur Orientierung über die Arbeitsabläufe der Hardware und vor allem des zentral agierenden Netzteils.

Unverzichtbar: das Netzteil als Energieversorger des PCs

Das Netzteil selbst verbraucht wenig Strom, dafür versorgt es die besonders energieintensiven Bauteile nach Bedarf – je größer dieser ist, desto höher fällt natürlich auch die Leistung des Netzteils aus, sodass sie selbst zu Stromfressern werden können. Die Spirale des steigenden Verbrauchs ist kaum aufzuhalten, die permanenten Innovationen bei Prozessoren und Grafikkarten werden die Belastung stetig anwachsen lassen. Auf 1.000 Watt und mehr Verbrauch kommen bereits heute viele Rechner, Tendenz steigend. Um die technischen Herausforderungen zu meistern, gehören Netzteile zu den robustesten Teilen eines PCs überhaupt. Ihrer Bestimmung nach wandeln sie den Wechselstrom aus der Steckdose um in den vom Computer bzw. dessen einzelnen Komponenten benötigten Gleichstrom. Sollten Sie Ihren Rechner als Komplett-Set erworben haben, dann sind die Einbauten bereits aufeinander abgestimmt. Das Netzteil ist den Anforderungen gemäß ausgestattet und läuft dementsprechend einwandfrei. Anders stellt sich die Lage dar, wenn der PC zusammengestellt oder aufgerüstet werden muss. Dann sind Kenntnisse über den tatsächlichen Leistungsstand erforderlich, um ein entsprechendes Netzteil ausfindig zu machen.

Netzteil-Grundlagen: Energie und Verteilung

Das Netzteil leistet in der Tat nichts weiter, als beständig Strom zu liefern. Mit Veränderungen sind keine Auswirkungen auf die Geschwindigkeit des Rechners verbunden, ein Hochleistungs-Netzteil bewirkt keinesfalls zügigere Arbeitsabläufe oder eine Vergrößerung der Festplatte, sondern bleibt ganz auf die Funktionsweise der Energiezufuhr beschränkt. Dies ist nicht wenig und trägt indirekt zu einem flüssigen und dauerhaften Arbeiten bei. Schließlich benötigen die verschiedenen Komponenten ihren Strom in jeweils verschiedenen Spannungen. Vor der Umwandlung des Wechselstroms in Gleichstrom gelangt der Steckdosenstrom erst einmal ins Innere des Netzteils. Die ankommende Ladung ist stabil und liegt bei 230 Volt – so sollte es eigentlich immer sein, doch teilweise heftige Schwankungen fordern immer wieder die Flexibilität des Netzteils heraus. Um diese Unregelmäßigkeiten auszugleichen, arbeiten mit dem Gleichrichter, dem linearen Regler und dem Transformator drei Bauteile gut versteckt im Metallgehäuse zusammen. Diese Einheit regelt zwar die größten Probleme, stellt allerdings schon eine ältere Errungenschaft der Computergeschichte dar. Die Zukunft gehört ganz den sogenannten Schaltnetzteilen. Dabei handelt es sich um deutlich schnellere Geräte, die dank ihrer Zusammensetzung platzsparender und vor allem leichter sind. Ebenfalls liegen die Abweichung und der Stromverlust während der Umwandlung im überschaubaren Bereich.

Ausschlaggebend für die Wahl des passenden Netzteils ist allerdings nicht die Gesamtleistung, wie sie in den Herstellerangaben zu finden ist. Zu beachten ist vielmehr die kombinierte Leistung, die sogenannte „Combined Power". Gemeint ist damit das Resultat der Umwandlungsleistung des Netzteils, das Strom mit unterschiedlichen Spannungen transformiert und verteilt. Diese Kombination aus mehreren Stromarten muss zur Feststellung der wirklichen Effizienz herangezogen werden. Dieser Wert findet sich in den Herstellerangaben meist direkt neben dem Gesamtwert und liegt im Regelfall etwa 30 Watt unter ihm. Hauptziel ist es schließlich, alle Spannungsbereiche über den gesamten Zeitraum der PC-Nutzung abzudecken, möglichst ohne Schwankungen, die unmittelbar zur Beeinträchtigung des Systems führen würden.

Wärmeabgabe ist nicht zwingend ein schlechtes Zeichen

Bezüglich des Energieverbrauchs muss beim Netzteil immer eine Reserve mit in die Kalkulationen einbezogen werden. Netzteile sind durchaus stabil und von langer Lebensdauer und sollten auch bei irgendwann unvermeidlichen Aufrüstungen nicht zwangsläufig einen Grund zum Austausch liefern. Sorgen Sie aber stets für eine kleine Reserve von um die 20 Prozent der Gesamtleistung.

Bedingt durch Combined Power verteilt sich die Gesamtleistung niemals gleichmäßig, sondern stets bedarfsgerecht auf die jeweiligen Komponenten. Ein gesondertes Herausnehmen eines bestimmten Bauteils aus der Versorgung kann nur durch das Entfernen des Steckers bewirkt werden. Die Tätigkeit des Netzteils verursacht selbstverständlich Wärme, bei normalem Betrieb ist die Erhitzung der Metallhülle üblich und kein Anlass zur Sorge. Das Netzteil selbst steht permanent unter Spannung, was eine Öffnung grundsätzlich ausschließt. Hierbei besteht Lebensgefahr, auch nach dem Ziehen des Steckers steht das Netzteil noch einen längeren Zeitraum unter Strom.

Neben diesen Aspekten der Handhabung, die unabhängig von der Ausstattung für sämtliche Netzteile gelten, bergen einige Versionen eine besondere Option, nämlich die der „Power Factor Correction", als Kürzel PFC. Ziel dieser Korrekturfunktion ist die möglichst gleichbleibende Versorgung, hier gewährleistet durch eine entsprechende Überwachung durch die PFC. Diese zusätzliche Variante bereichert den Arbeitsalltag enorm, setzt aber auch eine gewisse Komplexität Ihres Computers voraus. Bei einem durchschnittlichen Nutzerprofil mit dem Fokus auf Schreibtisch- und Internetaktivitäten erweist sich eine derartige Einrichtung als überflüssig. Beachtung sollten Sie lieber dem Wirkungsgrad Ihres Netzteils schenken. Dieser gibt Auskunft über die Differenz zwischen eingehendem und ausgehendem, also transformiertem und ins System des Rechners gespeisten Strom. Liegen die Werte hier weit auseinander, ist das ein Zeichen für einen ungewöhnlich hohen Stromverlust während des Umwandlungsprozesses.

Energie als kostbares Gut: Stromverschwendung effizient bekämpfen

Zwar lässt sich ein gewisser Stromverlust aus technischen Gründen nicht vollends abstellen, doch sollten sich die Werte in gewissen Grenzen halten. Jeder Energieverlust über 20 Prozent der Gesamtmenge bedeutet einen nicht hinnehmbaren Faktor, der einer Korrektur bedarf – nicht zuletzt der Auswirkungen auf die Stromrechnung wegen. Leider sind einige Hersteller bei der Angabe des Wirkungsgrades recht verschlossen, andere hingegen bieten die volle Transparenz.

Mit dem 80er-Logo versehene Modelle stehen für einen Wirkungsgrad von konstant 80 oder mehr Prozent. Dabei spielt die Anzahl der angeschlossenen Bauteile keine Rolle, weshalb er als unabhängig vom Umfang der Nutzung gültige Richtlinie zu empfehlen ist. Das heißt nicht, dass Netzteile ohne entsprechendes Symbol grundsätzlich verschwenderisch arbeiten, doch erlangen Sie mit dem Erwerb eines 80er-Geräts die volle Gewissheit. Das Logo ist eine herstellerübergreifende Auszeichnung, ähnlich dem Energy-Star-Emblem, und wird nur nach erfolgreicher Prüfung verliehen. Zünglein an der Waage spielt die Auslastung Ihres PCs; dieser Faktor entscheidet über die Plausibilität einer Anschaffung: ein teures Netzteil mit hohem Wirkungsgrad – durchaus gibt es auch Varianten mit einer deutlich über 80 Prozent liegenden Auslastung – lohnt sich eben nur dann, wenn die Kapazitäten vorhanden sind. Andernfalls bliebe die Investition weitgehend ungenutzt.

Netzteile und ihre Kühlung

Bei aller unvermeidbaren und unproblematischen Wärmeerzeugung und Erhitzung des Netzteils darf die Kühlung nicht außer Acht gelassen werden. Zwar sind sämtliche Einzelteile des Netzteils in der Metallkiste bestens geschützt, doch gerade diese notwendige Absicherung macht den Einsatz einer dauerhaften Kühlung unerlässlich. Das daraus resultierende Geräusch einer laufenden Kühlung ist kaum mehr wegzudenken. Die Industrie kennt zwar den temperaturgeregelten Lüfter, leider aber ist die Anzahl an Netzteilen ohne derartige Justierung nach wie vor hoch, da nicht wenige Firmen lediglich manuell zu regulierende Modelle vertreiben.
Netzteile ohne Lüfter sind ebenfalls erhältlich, hier wird die Wärme über einen schlichten Aluminium-Steg weitergeleitet. Letztere Variante ist nur in Ausnahmefällen ratsam, etwa bei einem Zweitrechner mit auffallend niedrigen Verbrauchswerten. Die günstigen Anschaffungskosten rechnen sich bei Normalbetrieb kaum und sorgen im schlechtesten Fall für eine Überhitzung der Technik. Die grundsätzliche Wärmeabgabe hingegen gehört bei einem aktiven Netzteil dazu und gibt keinen Hinweis auf einen möglichen Defekt. Durch die metallische Abschirmung wird die Wärme zudem auf engstem Raum gehalten, was trotz Lüfters zu einer verhältnismäßig auffälligen, wenn auch unproblematischen Erhitzung führt.

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