Warum eine DC-USV für Ihre Sicherheits- und Automatisierungsgeräte wählen?

Die entscheidende Rolle der DC-USV beim Schutz von Sicherheitssystemen

Gewährleistung der Zuverlässigkeit kritischer Sicherheitsinfrastrukturen mit DC-USV

Sicherheitssysteme benötigen heutzutage zuverlässige Stromquellen, um jeden Tag rund um die Uhr ohne Unterbrechung zu funktionieren. DC-USV-Systeme, was für Gleichstrom-Uninterruptible Power Supply steht, bieten diese entscheidende Zuverlässigkeit für Anwendungen wie Brandmeldeanlagen, Kamerasysteme und Zutrittskontrollen. Solche Systeme helfen dabei, die wichtigen Sicherheitsstandards einzuhalten, die von Organisationen wie UL 1989 und IEC 62368 festgelegt wurden. Ihr besonderes Merkmal ist, dass sie vermeiden, nur eine einzige Schwachstelle im System zu haben. Die meisten Installationen verfügen über mehrere Batterien, die zusammenarbeiten und automatisch die Arbeitslast zwischen ihnen ausgleichen. Dieser Ansatz schafft eine deutlich zuverlässigere Lösung als ältere Arten von Notstromversorgungen, die wir in der Vergangenheit gesehen haben.

Null-Umschaltzeit für unterbrechungsfreie Systemoperation

Schon kurze Stromunterbrechungen können die Sicherheitsfunktionen beeinträchtigen. DC-USV-Systeme schalten innerhalb von weniger als 2 Millisekunden auf die Notstromversorgung um – schneller, als die meisten Sensoren einen Spannungsabfall erfassen können. Diese nahezu augenblickliche Reaktion verhindert das Zurücksetzen von Alarmen, das Neustarten von Kameras oder Lücken in der Datenaufzeichnung während Netzschwankungen und gewährleistet so die Integrität des Systems ohne Unterbrechung.

Schutz vor Stromausfällen, Überspannungen und Spannungsschwankungen

Die industriellen DC-USV-Geräte verfügen über mehrere integrierte Schutzschichten. Zunächst gibt es die aktive Leistungsfaktorkorrektur (PFC), die dazu beiträgt, die vom Netzanschluss kommende Spannung zu stabilisieren. Dann haben wir eine Überspannungsunterdrückung mit einer Nennleistung von 4 Kilovolt, um jene heftigen Blitzschläge abzufangen, die Geräte beschädigen können. Und nicht zu vergessen ist die Tiefentladungssperre, die die Batterielebensdauer tatsächlich verlängert, wenn der Stromausfall tagelang andauert. Diese Systeme liefern eine stabile Gleichstromausgangsspannung von 12 Volt, 24 Volt oder sogar 48 Volt, unabhängig davon, welches elektrische Durcheinander am Eingang anliegt. Das bedeutet, dass kritische Sicherheitssysteme weiterlaufen, selbst wenn Stürme das Stromnetz lahmlegen oder lokale Versorger mit Spannungseinbrüchen und Stromausfällen kämpfen. Facility-Manager wissen, dass diese Zuverlässigkeit in Notfällen den entscheidenden Unterschied macht, wenn jede Sekunde zählt.

Kernanwendungen von DC-USV in Sicherheits- und Netzwerkausrüstung

Stromversorgung von Einbruch- und Brandmeldezentralen

Wenn es darum geht, warum Alarmanlagen ausfallen, stehen Stromausfälle ganz oben auf der Liste. Das Ponemon Institute berichtete bereits 2023, dass fast drei Viertel (genau 74 %) aller Probleme mit Brand- und Einbruchmeldeanlagen auf ein elektrisches Problem zurückzuführen sind. An dieser Stelle kommen DC-USV-Systeme ins Spiel. Diese Backup-Stromversorgungslösungen halten die Steuerungspanele am Laufen, auch wenn der Hauptstrom ausfällt, sodass niemand wichtige Warnungen verpasst oder mit lästigen Fehlalarmen konfrontiert wird. Was diese Systeme effizient macht? Sie verfügen über integrierten Überspannungsschutz sowie mehrstufige Ladeverfahren, die dafür sorgen, dass 12-Volt- und 24-Volt-Systeme kontinuierlich mit Energie versorgt werden. Und das ist wichtig, weil die Notfallsignale genau dann zuverlässig funktionieren müssen, wenn es wirklich darauf ankommt.

Unterstützung von CCTV, DVRs, NVRs und PoE-Switches

Die kontinuierliche Videoüberwachung hängt von einer unterbrechungsfreien Stromversorgung ab. Moderne DC-USV-Geräte bieten Ausgangsleistungen von 40 W bis 300 W, die auf Kameras, Rekorder und PoE-Switches zugeschnitten sind, und verfügen über fortschrittliche Lastverteilung, um wesentliche Geräte priorisiert zu versorgen. Dadurch wird sichergestellt, dass während Stromausfällen keine Aufnahmen verloren gehen und Neustartverzögerungen entfallen, wodurch kritisches Videomaterial für forensische Analysen erhalten bleibt.

Zuverlässige Zugangskontrolle und Gegensprechanlagen ermöglichen

Während Stromausfälle müssen elektronische Türschlösser und Gegensprechanlagen weiterhin funktionstüchtig bleiben, um die physische Sicherheit aufrechtzuerhalten. DC-USV-Systeme liefern direkt 48 V Notstrom an PoE-basierte Türsteuergeräte und umgehen dabei ineffiziente Wechselstrom-zu-Gleichstrom-Wandlungen. Dadurch werden biometrische Scanner, Fernentsperrung und Echtzeitkommunikation ohne Ausfallzeiten unterstützt.

Sicherung von Routern, Switches und Mobilfunkkommunikatoren

In IoT-gesteuerten Sicherheitssystemen ist die Netzwerkkontinuität von größter Bedeutung. DC-USV-Lösungen bieten einen Umschaltvorgang innerhalb von weniger als 5 ms, um 12-Volt-/24-Volt-Router und 5G-Fallback-Modems zu schützen und arbeiten mit einem Wirkungsgrad von 93 % – deutlich höher als herkömmliche AC-USV-Geräte. Dadurch bleiben Alarmsignale, Sensordaten und Cloud-Kommunikation auch bei längeren Stromausfällen unterbrechungsfrei.

Warum DC-USV gegenüber AC-USV für Niederspannungs-Sicherheitsgeräte überlegen ist

Höhere Effizienz durch direkte Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Umwandlung

Gleichstrom-UPS-Systeme umgehen die lästigen Energieverluste durch AC-Umrichtung, da sie die Energie direkt aus der Batterie an das jeweilige Gerät weiterleiten. Die Wirkungsgrade dieser Systeme liegen bei etwa 92 bis 95 Prozent, im Vergleich zu herkömmlichen AC-UPS-Geräten, die aufgrund der mehrfachen Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom und anschließend wieder zurück meist nur etwa 80 bis 85 Prozent erreichen. Dieser zusätzliche Schritt verursacht Einbußen. Bei Niederspannungs-Sicherheitsanlagen wie Zugangssystemen für Türen oder Netzwerk-Switches spielt dies eine große Rolle. Weniger Energieverlust bedeutet insgesamt eine bessere Leistung und ist langfristig außerdem umweltfreundlicher.

Verringerte Energieverluste und Wärmeentwicklung im Vergleich zu AC-UPS

Die Eliminierung von Wechselstrom-Umrichterstufen reduziert die Wärmeabgabe um 30–40 %. Geringere Wärmeentwicklung verlängert die Lebensdauer der Komponenten und ermöglicht kompakte, lüfterlose Konstruktionen, die sich für geschlossene Schaltschränke eignen. Eine Analyse aus dem Jahr 2020 ergab, dass DC-USV-Anlagen in sicherheitsrelevanten Umgebungen 35 % weniger Kühlinfrastruktur benötigten, was die Betriebskosten und Platzanforderungen senkt.

Verbesserte Sicherheit und Kompatibilität mit empfindlichen Elektroniken

DC-Strom bietet eine stabile Spannung innerhalb von ±1 % und vermeidet die bei Wechselstromsystemen übliche Oberschwingungsverzerrung. Diese Präzision erfüllt die enge Toleranz moderner PoE-Kameras und IoT-Sensoren von 2–5 %. Zusätzliche Schutzmaßnahmen wie die Verpolungssicherung minimieren das Beschädigungsrisiko während Installation oder Wartung und erhöhen so die Gesamtresilienz des Systems.

Ausweitung der Anwendungsfälle: DC-USV in der industriellen Automatisierung und im Edge-IoT

Unterstützung der industriellen Automatisierung und von sicherheitskritischen Sensoren

In der Fertigung halten DC-USV-Systeme programmierbare Logiksteuerungen (PLCs) und Sicherheitssensoren am Laufen, wodurch kostspielige Stillstände aufgrund von Spannungseinbrüchen oder kurzen Stromausfällen verhindert werden. In regulierten Branchen wie der Pharmazie und chemischen Industrie stellen sie sicher, dass Umweltüberwachungssysteme während von Stromumschaltungen weiterhin online bleiben, um die Einhaltung strenger Betriebsvorschriften zu gewährleisten.

Rolle in Edge-Computing- und Fernüberwachungssystemen

Edge Computing erhöht den Bedarf an DC-USV-Systemen in diesen schwer zugänglichen IoT-Anlagen vor Ort. Laut Markttrends erwarten Experten, dass die Branche für Batterie-Backups bis 2034 ein Volumen von rund 43,64 Milliarden US-Dollar erreichen wird. Die Haupttreiber dieses Wachstums? Die Einführung von 5G und all die dezentralen Verarbeitungsprozesse. Allein die Industriebranchen und Telekommunikationsunternehmen dürften laut GlobeNewswire aus dem vergangenen Jahr nahezu ein Drittel dieses Wachstums beisteuern. Heutzutage sind die meisten DC-USV-Geräte sofort einsatzbereit. Dadurch beschleunigt sich die Installation bei der Errichtung von Mobilfunkmasten oder der Integration in Smart-Grid-Infrastrukturpunkten an verschiedenen Standorten erheblich.

Steigende Nachfrage nach robusten, branchenspezifischen DC-USV-Lösungen

Bergbaustätten, Ölplattformen und Gasanlagen stehen vor harten Bedingungen, die langlebige Stromversorgungssysteme erfordern. Heutzutage können DC-USV-Einheiten nach Militärstandard Temperaturen von minus 40 Grad Celsius bis hin zu 75 Grad Celsius standhalten. Sie sind mit vibrationsdämpfenden Halterungen und korrosionsbeständigen Gehäusen ausgestattet. Durch die modulare Bauweise können Techniker vor Ort Batterien austauschen, ohne die angeschlossenen Geräte ausschalten zu müssen. Dadurch bleibt der Betrieb auch dann reibungslos gewährleistet, wenn die Arbeiter weit entfernt von der Zivilisation oder in gefährlichen Umgebungen arbeiten.

Fortgeschrittene Überwachungs-, Sicherheits- und Konformitätsfunktionen in modernen DC-USV-Systemen

Integrierte Schutzfunktionen: Tiefentladungssperre und Rückstromverhinderung

Moderne DC-UPS-Geräte sind mit einer sogenannten Tiefentladungssperre ausgestattet, die verhindert, dass die Batterien zu schnell verschleißen und Systemausfälle verursachen. Wenn die Spannung unter 11,5 Volt fällt – was bei Standard-12-Volt-Systemen praktisch die Gefahrenzone darstellt – schalten diese Geräte automatisch die Stromversorgung für angeschlossene Verbraucher ab. Studien deuten darauf hin, dass diese Funktion die Lebensdauer der Batterien im Vergleich zu älteren Modellen ohne Schutz tatsächlich verdoppeln kann. Eine weitere wichtige Sicherheitsfunktion sind Rückstromsperren. Diese Bauteile trennen die UPS vom restlichen System, während Wartungsarbeiten durchgeführt werden, sodass keine gefährlichen Funken mehr in Sicherheitssteuerungen entstehen können, die den ganzen Tag über für Überwachungszwecke online bleiben müssen.

Echtzeitüberwachung über Alarmsignale und Relaisausgänge

Die besseren Modelle verfügen über akustische und optische Warnungen sowie Relaiskontakte, die bei Störungen schließen, und decken mehr als zwölf verschiedene Probleme ab, beispielsweise wenn die Stromversorgung ausfällt oder die Batterien schwach werden. Untersuchungen aus der Industrie haben ergeben, dass Einrichtungen, die SNMP-Fernüberwachung nutzen, die Anzahl dringender Serviceanfragen um etwa zwei Drittel reduzieren können, da sie Probleme beheben können, bevor sie zu Notfällen werden. Laut praktischen Einsatzberichten werden rund 92 Prozent der Stromprobleme behoben, lange bevor die Backup-Batterien an Orten, an denen solche Überwachungssysteme installiert sind, überhaupt aktiviert werden.

IoT-Integration und intelligente Fernverwaltungsfunktionen

Cloud-verbundene DC-USV-Plattformen unterstützen REST-APIs für automatische Firmware-Updates, Lastpriorisierung und Anomalieerkennung. Eine Umfrage unter Automatisierungsingenieuren aus dem Jahr 2024 ergab, dass 78 % der Standorte mit IoT-integrierter USV eine Verfügbarkeit von 99,999 % erreichten, da sie frühzeitige Warnungen bei unregelmäßigen Spannungsmustern erhielten – oft Tage vor möglichen Ausfällen.

Konformität mit UL-, IEC-Standards und DIN-Schienen-Design für den industriellen Einsatz

DC-USV-Geräte, die nach UL 1989 zertifiziert sind, müssen während der Herstellung 23 verschiedene Sicherheitsprüfungen bestehen. Dazu gehören Tests zur Kurzschlussrückgewinnung und zur Verhinderung von thermischem Durchgehen, die unbedingt erforderlich sind, um die Versicherungsgenehmigung für Geräte zu erhalten, die in feuerbeständigen Schränken installiert werden. Das Hutschienenmontagesystem entspricht den EN 60715-Normen, wodurch die Installation deutlich vereinfacht wird, da auch in engen Schaltschränken, wo jeder Millimeter zählt, keine Werkzeuge benötigt werden. Die meisten Elektriker, mit denen wir sprechen, nennen Platzmangel ohnehin ihr größtes Problem vor Ort. Laut jüngsten Branchenumfragen des vergangenen Jahres stuften rund vier von fünf Technikern die effiziente Nutzung von Platz als höchste Priorität ein. Deshalb schaffen es Unternehmen, die diese Designs übernehmen, meist problemlos durch Sicherheitsinspektionen und bestehen die ersten Bewertungen in verschiedenen regulierten Branchen etwa neun von zehn Mal erfolgreich.

Häufig gestellte Fragen

Was ist ein DC-USV-System?

Ein DC-USV-System steht für Direct Current Uninterruptible Power Supply und ist darauf ausgelegt, eine zuverlässige Stromversorgung für kritische Systeme wie Sicherheitsinfrastrukturen bereitzustellen.

Wie verbessert eine DC-USV die Stromzuverlässigkeit für Sicherheitssysteme?

DC-USV-Systeme bieten eine Umschaltzeit von null und wechseln innerhalb von weniger als 2 Millisekunden zur Notstromversorgung, um Systemunterbrechungen zu vermeiden.

Warum wird eine DC-USV gegenüber einer AC-USV für Niederspannungsgeräte bevorzugt?

DC-USV-Systeme umgehen Energieverluste durch AC-Umrichtung und bieten höhere Wirkungsgrade von etwa 92 bis 95 % im Vergleich zu 80 bis 85 % bei AC-USV-Geräten, was sie besser für Niederspannungs-Sicherheitsgeräte macht.

Für welche Anwendungen sind DC-USV-Systeme vorteilhaft?

DC-USV-Systeme eignen sich ideal für Einbruch- und Brandmeldeanlagen, CCTV-Systeme, Zutrittskontrollsysteme und Router sowie andere Anwendungen, die eine zuverlässige Stromreserve benötigen.