セキュリティおよびオートメーション機器にDC UPSを選ぶべき理由

セキュリティシステム保護におけるDC UPSの極めて重要な役割

DC UPSによる重要セキュリティインフラの信頼性確保

今日のセキュリティシステムは、火災報知システム、カメラネットワーク、ドアアクセス制御など、毎日24時間途切れることなく動作させるために、信頼性の高い電源が必要です。DC UPS（Direct Current Uninterruptible Power Supply：直流無停電電源装置）は、こうした重要な信頼性を提供します。これらの構成は、UL 1989やIEC 62368などの機関が定める重要な安全基準への適合にも貢献します。特筆すべき点は、システム内に単一の弱点を作らない設計にあることです。多くの設置事例では複数のバッテリーを連携させ、自動的に負荷を分散・バランス化しています。このアプローチにより、従来型のバックアップソリューションよりもはるかに信頼性の高いシステムが実現されています。

システム動作の中断ゼロを実現する瞬時切り替え

短時間の停電でもセキュリティ運用が損なわれる可能性があります。DC UPSシステムは2ミリ秒以内にバックアップ電源に切り替わるため、ほとんどのセンサーが電圧低下を検出するよりも高速です。このほぼ即時の応答により、電力系統の変動時にアラームがリセットされたり、カメラが再起動したり、データ記録に途切れが生じるのを防ぎ、システムの完全性を断続なく維持します。

停電、サージ、および電圧変動に対する保護

産業用DC UPS装置には、複数の保護機能が標準装備されています。まず、壁面コンセントからの入力電力を安定化するアクティブパワーファクタ補正（PFC）機能があります。さらに、落雷などにより発生する機器損傷を防ぐために、4キロボルト耐量のサージ抑制機能も備えています。また、長期間にわたる停電時でもバッテリー寿命を延ばすディープディスチャージカットオフ機能も重要です。これらのシステムは、入力側でどのような電気的トラブルが発生しても、安定した12V、24V、あるいは48VのDC出力を提供します。つまり、嵐による停電や、電力会社の電圧低下（ブラウンアウト）・停電（ブラックアウト）時でも、重要なセキュリティシステムが引き続き動作し続けることを意味します。施設管理者は、緊急時に1秒1秒が重要となる状況において、この信頼性が極めて大きな差を生むことを理解しています。

セキュリティおよびネットワーキング機器におけるDC UPSの主な用途

盗難・火災警報制御盤への給電

警報システムが故障する理由として、停電は最も主要な要因の一つです。ポネマン研究所の2023年の報告によると、火災および侵入者警報装置の問題のほぼ四分の三（74％）が、何らかの電気的問題に起因しています。このような状況で役立つのがDC UPSシステムです。これらのバックアップ電源は、主電源が停止しても制御パネルを動作させ続けるため、重要な警告を見逃したり、厄介な誤作動警報に悩まされたりするのを防ぎます。こうしたシステムが良好に機能する理由は何でしょうか？内蔵されたサージ保護機能と、12ボルトおよび24ボルトシステムに一貫して電力を供給し続けるための多段階充電プロセスが含まれているからです。これは極めて重要です。なぜなら、人々は緊急時にこそ確実に信号が機能することを期待しているからです。

CCTV、DVR、NVR、PoEスイッチのサポート

継続的なビデオ監視は、途切れのない電源に依存しています。現代のDC UPS装置は、カメラ、レコーダー、PoEスイッチ向けに40W～300Wの出力を提供し、重要な機器を優先する高度な負荷分散機能を備えています。これにより停電時でも映像が失われず、再起動による遅延も回避され、法的検証のために重要な映像記録が確実に保存されます。

信頼性の高いアクセス制御およびインターホンシステムの実現

停電中も電子ロックやインターホンは物理セキュリティを維持するために機能し続ける必要があります。DC UPSシステムはPoE対応のドアコントローラーに直接48Vのバックアップ電源を供給し、非効率なACからDCへの変換を回避します。これにより、バイオメトリクススキャナー、遠隔解錠、リアルタイム通信をダウンタイムなくサポートします。

ルーター、スイッチ、セルラーコミュニケーターのバックアップ

IoT駆動のセキュリティエコシステムにおいて、ネットワークの継続性は極めて重要です。DC UPSソリューションは、12V/24Vルーターや5Gフェールオーバーモデムを保護するために5ミリ秒未満のフェールオーバーを提供し、従来のAC UPSユニットよりも大幅に高い93%の効率で動作します。これにより、長時間の停電中でもアラーム信号、センサーデータ、クラウド通信が途切れることなく維持されます。

低電圧セキュリティ機器においてDC UPSがAC UPSより優れている理由

直流から直流への直接変換による高い効率性

直流UPSシステムは、バッテリーから電力を必要な機器に直接供給するため、ACインバージョンによる面倒なエネルギー損失を回避します。これらのシステムの効率は約92～95％程度ですが、通常のAC UPS装置はACをDCに変換し、また再度ACに戻す必要があるため、効率が約80～85％程度にとどまります。この追加の工程がロスの原因です。ドアアクセスシステムやネットワークスイッチなどの低電圧セキュリティ機器にとっては、これが非常に重要になります。無駄なエネルギー損失を削減することで、全体的なパフォーマンスが向上し、長期的には環境への負荷も軽減されます。

AC UPSと比較して、エネルギー損失および発熱が低減

AC変換段階を排除することで、熱出力を30～40%削減できます。発熱量の低減は部品寿命を延ばし、密閉型キャビネットに適したコンパクトでファンレスの設計を可能にします。2020年の分析によると、セキュリティ環境におけるDC UPS導入では冷却インフラが35%少なく済み、運用コストと設置スペースの削減につながりました。

感応性電子機器との安全性および互換性の向上

DC電源は±1%以内で安定した電圧を提供し、ACシステムに共通する高調波ひずみを回避します。この高精度は、現代のPoEカメラやIoTセンサーが要求する厳しい2～5%の許容範囲を満たします。逆極性防止などの追加保護機能により、設置時やメンテナンス時の損傷リスクを最小限に抑え、システム全体の耐障害性を高めます。

活用分野の拡大：産業用オートメーションおよびエッジIoTにおけるDC UPS

産業用オートメーションおよびミッションクリティカルなセンサーのサポート

製造業において、DC UPSシステムはプログラマブルロジックコントローラ（PLC）や安全センサーへの電力供給を維持し、電圧低下や瞬断による高コストな生産停止を防ぎます。製薬や化学など規制の厳しい業界では、停電時でも環境監視システムがオンライン状態を保てるようになり、厳格な運用基準への準拠を支援します。

エッジコンピューティングおよびリモートモニタリングシステムにおける役割

エッジコンピューティングの普及により、現場の遠隔地にあるIoT装置におけるDC UPSシステムの需要が高まっています。市場動向を見ると、専門家はバッテリー備蓄産業が2034年までに約436億4000万米ドルに達すると予測しています。この成長の主な要因は5Gの展開と分散型処理の普及です。産業分野と通信企業だけで、昨年のGlobeNewswireによると、この拡大のほぼ3分の1を占めると見られています。現在、ほとんどのDC UPS装置は出荷時からすぐに使用可能となっており、さまざまな場所での携帯電話基地局の設置やスマートグリッドインフラへの統合において、設置がはるかに迅速になっています。

産業用途向けの堅牢で特定産業向けDC UPSソリューションに対する需要の拡大

鉱山、油田、ガス施設はいずれも過酷な環境にあり、耐久性の高い電源システムが求められます。現在では、軍事仕様のDC UPS装置はマイナス40度から75度までの温度範囲に対応可能です。これらの装置には振動を吸収するマウントと腐食に強い外装が備わっています。モジュール式の構成により、現場の技術者は電源供給中の機器を停止することなくバッテリー交換が可能で、文明から離れた遠隔地や危険な環境下でも安定した運転を維持できます。

最新のDC UPSにおける高度な監視、安全、コンプライアンス機能

内蔵保護機能：深度放電遮断および逆流防止

現代のDC UPS装置には、バッテリーの消耗を早めたりシステム障害を引き起こしたりしないようにするための「深度放電遮断（ディープディスチャージカットオフ）」機能が搭載されています。電圧が標準的な12Vシステムにとって危険域である11.5ボルト以下に低下すると、これらの装置は自動的に接続された機器への給電を遮断します。この機能により、保護機能のない旧型モデルと比較してバッテリーの寿命が実際に2倍になる可能性があるとの研究結果もあります。もう一つ重要な安全機能として逆流防止素子（リバースカレントブロッカー）があります。これらの部品は、監視目的で一日中オンラインを維持する必要があるセキュリティ制御盤などの作業中に、UPSをシステムの他の部分から分離し、危険な火花が発生する心配をなくしてくれます。

アラーム信号およびリレー出力を通じたリアルタイム監視

優れたモデルには、異常が発生した際に音と光のアラートに加えてリレー接点出力も備わっており、AC電源の遮断やバッテリー残量低下など、12種類以上のさまざまな問題に対応できます。産業分野での調査によると、SNMPによる遠隔監視を導入している施設では、問題が緊急事態になる前に修復できるため、緊急サービス要請が約3分の2削減されています。実際に現場からの報告を見ると、このような監視システムが導入されている場所では、電源に関する問題の約92％がバックアップバッテリーが作動する前段階で解決されています。

IoT連携およびスマート遠隔管理機能

クラウド接続型DC-UPSプラットフォームは、自動ファームウェア更新、負荷の優先順位付け、異常検知のためのREST APIをサポートしています。2024年のオートメーションエンジニア対象の調査によると、IoT統合型UPSを使用しているサイトの78％が不規則な電圧パターンに対する早期警告を受け取ることで、潜在的な故障の数日前から対応でき、99.999％の稼働率を達成しています。

産業用用途向けのUL、IEC規格への準拠およびDINレール設計

UL 1989に準拠したDC UPS装置は、製造中に23種類の異なる安全検査を通過しなければなりません。これには短絡回復テストや、耐火構造のキャビネット内に設置する機器に対して保険承認を得るために不可欠な熱暴走防止の試験が含まれます。DINレール取付方式はEN 60715規格に準拠しており、工具不要で取り付けが可能になるため、制御盤内の僅かなスペースでも非常に簡単に設置できます。現場での電気技術者の多くが、空間的な制約を最大の課題として挙げています。昨年の業界調査によると、テクニシャンの5人中4人近くが、スペースの効率的利用を最優先事項としています。そのため、これらの設計を採用している企業は、さまざまな規制産業において、初回評価に10回中9回程度の割合で合格し、安全点検をスムーズに通過する傾向があります。

よく 聞かれる 質問

DC UPSシステムとは何ですか？

DC UPSシステムは直流無停電電源装置を意味し、セキュリティインフラなどの重要なシステムに信頼性の高い電源バックアップを提供するために設計されています。

DC UPSはセキュリティシステムの電源信頼性をどのように向上させますか？

DC UPSシステムはスイッチオーバー時間がゼロであり、2ミリ秒以内にバックアップ電源に切り替わるため、システムの中断を防ぎます。

低電圧機器において、なぜAC UPSよりもDC UPSが好まれるのですか？

DC UPSはACインバーターによるエネルギー損失を回避し、80～85％のAC UPSユニットと比較して約92～95％の高い効率を提供するため、低電圧セキュリティ機器にとってより優れています。

どのような用途でDC UPSシステムの恩恵を受けられますか？

DC UPSシステムは、非常ベルや火災警報制御盤、CCTVシステム、アクセスコントロールシステム、ルーターなど、信頼性の高い電源バックアップを必要とするさまざまな用途に最適です。