USV-Anlagen im Defence- und Verteidigungsbereich

Energie und Defence: Nachhaltigkeit trifft Versorgungssicherheit

Die Verbindung von Energie und Verteidigung (Defence) umfasst zwei zentrale Handlungsfelder: die energetische Autonomie moderner Streitkräfte sowie die Absicherung kritischer Energieinfrastruktur. Die Bundeswehr treibt den Ausbau erneuerbarer Energien in ihren Liegenschaften konsequent voran und strebt eine vollständige Versorgung mit Ökostrom an, während die USA verstärkt auf autarke Mikronetze und Kernenergie setzen, um strategische Abhängigkeiten zu reduzieren. Parallel verfolgen EU und NATO mit „Green Defense“-Ansätzen das Ziel, Verteidigungsstrukturen nachhaltiger auszurichten. Dabei fördern unter anderem die Europäische Verteidigungsagentur und die NATO entsprechende Klimastrategien, die ökologische Verantwortung mit operativer Einsatzbereitschaft verbinden.

Was ist Green Defence?

Der Green-Defense-Ansatz der NATO entstand aus den Einsätzen in Afghanistan und im Irak, bei denen der Kraftstoffnachschub als zentrale Schwachstelle militärischer Operationen deutlich wurde.

Im Kern zielt Green Defense darauf ab, vor allem die Energiesicherheit der Streitkräfte zu erhöhen: Abhängigkeiten von externen oder instabilen Energiequellen sollen reduziert und stattdessen lokale, resiliente Versorgungsstrukturen aufgebaut werden, die auch unter Störungen zuverlässig funktionieren.

Aspekte wie Nachhaltigkeit oder Klimawandel werden dabei berücksichtigt, stehen jedoch nicht im Vordergrund. Green Defense ist damit in erster Linie ein sicherheitsgetriebter Ansatz, der militärische Einsatzfähigkeit durch robuste, autonomere Energieversorgung stärkt.

USV-Anlagen leisten hierzu einen wesentlichen Beitrag, indem sie kritische Systeme bei Netzausfällen oder Spannungsschwankungen unterbrechungsfrei versorgen, Energieflüsse stabilisieren und so die operative Resilienz moderner Defence-Infrastrukturen unmittelbar erhöhen.

Bedeutung der unterbrechungsfreien Stromversorgung

Unterbrechungsfreie Stromversorgungssysteme, kurz USV-Anlagen (Unterbrechungsfreie Stromversorungsanlage), spielen im Defence- und Verteidigungsbereich eine zentrale Rolle. Moderne Streitkräfte und sicherheitskritische Organisationen sind in hohem Maße von stabiler elektrischer Energie abhängig. Führungszentralen, Kommunikationsnetze, Rechenzentren, Radar- und Sensorsysteme sowie mobile Einsatzeinheiten benötigen eine kontinuierliche Stromversorgung, da selbst kurze Unterbrechungen gravierende operative Folgen haben können.

USV-Anlagen stellen sicher, dass diese Systeme auch bei Netzausfällen, Spannungsschwankungen oder transienten Störungen zuverlässig weiterbetrieben werden. Sie überbrücken Stromunterbrechungen nahtlos, stabilisieren die Spannungsqualität und schützen empfindliche Elektronik vor Schäden. Gleichzeitig ermöglichen sie einen kontrollierten Übergang auf Notstromaggregate oder andere Energiequellen und verhindern Datenverluste sowie Systemabstürze.

Militärspezifische Anforderungen an USV-Systeme

Im militärischen Umfeld unterscheiden sich USV-Systeme deutlich von klassischen Industrie- oder Büroanwendungen. Neben hoher elektrischer Leistungsfähigkeit müssen Defence-USV-Anlagen besonders robust ausgelegt sein. Sie werden häufig in rauen Umgebungen betrieben und müssen extreme Temperaturen, Vibrationen, Stöße, Staub, Feuchtigkeit sowie elektromagnetische Einflüsse zuverlässig verkraften.

Entsprechend kommen speziell gehärtete Komponenten zum Einsatz, die nach militärischen Normen geprüft sind. Auch eine erhöhte elektromagnetische Verträglichkeit sowie zusätzliche Sicherheitsfunktionen gehören zu den typischen Anforderungen.

Wöhrle Stromversorgungssysteme GmbH erfüllt militärische USV-Anforderungen durch maßgeschneiderte, Energie­lösungen statt Standardprodukte. Auf Basis eigener USV-Systeme realisiert Wöhrle robuste Industrieplattformen mit vibrations- und stoßfestem Aufbau, erweiterten Temperaturbereichen sowie angepasstem Staub- und Feuchteschutz. Ergänzt werden diese durch Redundanzkonzepte (N+1/2N), leistungsfähige Batteriesysteme, integriertes Monitoring und Lastpriorisierung für maximale Verfügbarkeit. EMV-optimierte Schrankarchitekturen, Filter- und Erdungskonzepte sorgen für Störfestigkeit, während projektspezifische Prüfungen in Anlehnung an militärische Normen die Einsatz­tauglichkeit absichern.

Verfügbarkeit durch Redundanz und Modularität

Ein weiteres zentrales Merkmal ist die Redundanz. In vielen militärischen Anwendungen sind USV-Anlagen modular aufgebaut und in N+1- oder sogar mehrfach redundanten Konfigurationen ausgeführt. Dadurch bleibt die Stromversorgung auch dann gewährleistet, wenn einzelne Module ausfallen oder gewartet werden müssen. Diese Architektur erhöht die Verfügbarkeit erheblich und ist insbesondere für missionskritische Systeme unverzichtbar.

Wöhrle Stromversorgungssysteme GmbH erfüllt diese Redundanzanforderungen durch modular aufgebaute USV-Architekturen mit N+1- oder 2N-Auslegung. Leistungs- und Batteriemodule sind parallelgeschaltet und hot-swap-fähig, sodass einzelne Module im laufenden Betrieb ausfallen oder gewartet werden können, ohne die Versorgung zu unterbrechen. Redundanzmodule und Entkoppel-Dioden sorgen für die physikalische Trennung der Netzteile, sodass ein Defekt in einem Zweig das Gesamtsystem nicht gefährdet. Pufferkondensatoren decken hohe Anlaufströme ab (z. B. beim Starten von Motoren oder Ventilen), ohne dass die DC-Ausgangsspannung einbricht. Die skalierbaren Systeme reichen dabei, abhängig von Auslegung und Anwendung, von 5 A bis zu 1.000 A.

Typische Einsatzbereiche im Defence-Sektor

Typische Einsatzbereiche von USV-Anlagen im Defence-Sektor sind stationäre Kommando- und Lagezentren, taktische Rechenzentren, Kommunikations- und Verschlüsselungssysteme, Radar- Drohnen und Überwachungsanlagen sowie militärische Forschungs- und Testeinrichtungen.

Darüber hinaus kommen zunehmend mobile und containerbasierte USV-Lösungen zum Einsatz, etwa für Feldlager oder temporäre Einsatzbasen. In diesem Zusammenhang gewinnen kompakte Bauformen und hohe Energiedichten zunehmend an Bedeutung.

Wöhrle Stromversorgungssysteme GmbH erfüllt diese Einsatzanforderungen durch flexible, modular aufgebaute USV-Systeme, die sowohl für stationäre als auch für mobile Anwendungen ausgelegt sind. Für Kommando- und Lagezentren, taktische Rechenzentren, Kommunikations- und Sensorsysteme liefert Wöhrle skalierbare USV-Architekturen mit hoher Leistungsdichte, integrierter Batterieunterstützung und kontinuierlichem Monitoring. Für Feldlager und temporäre Einsatzbasen werden kompakte, containerfähige Lösungen mit erhöhter Energiedichte realisiert, die sich schnell verlegen und erweitern lassen. Durch projektbezogenes Engineering werden Bauform, Leistung, Autarkiezeit und Redundanz exakt auf den jeweiligen Einsatzbereich abgestimmt; von festen Einrichtungen bis hin zu mobilen Plattformen. Auch bei anspruchsvollen Umgebungen wie Wüste, Höhenlagen, Staubbelastung oder hoher Luftfeuchtigkeit werden passende Speichertechnologien integriert. Je nach Applikation kommen Lithium- oder Blei-Gel-Akkus zum Einsatz. Reinblei-Batterien wie Hawker Enersys CYCLON zeichnen sich durch hohe Zyklenfestigkeit und Robustheit aus. In Kombination mit einem aktiven Batterie-Management-System (BMS) sind Einsatzbereiche von −40 °C bis über +80 °C realisierbar, wodurch sich die Lösungen besonders für Defence- und Marine-Anwendungen sowie mobile Containerlösungen in klimatisch schwierigen Zonen eignen.

Technologische Entwicklung und Zukunftstrends

Mit der fortschreitenden Digitalisierung der Streitkräfte steigt auch die Bedeutung einer sicheren Energieinfrastruktur. Vernetzte Systeme, cloudbasierte Auswertungen, KI-gestützte Analyseplattformen und autonome Komponenten erhöhen den Bedarf an zuverlässiger Stromversorgung weiter.

Wöhrle Stromversorgungssysteme GmbH ist technologisch bereits gut auf diese Entwicklungen vorbereitet. Heute bietet Wöhrle modulare USV-Systeme mit hoher Leistungsdichte, integriertes Monitoring sowie skalierbare Batterieplattformen, die sich für vernetzte IT-Infrastrukturen, datenintensive Anwendungen und automatisierte Systeme eignen. Durch projektbezogenes Engineering werden Redundanz, Autarkiezeiten und Energieverteilungen gezielt auf digitalisierte Einsatzszenarien ausgelegt. Für die Auslegung der Autonomiezeiten steht ein abgestuftes Konzept zur Verfügung: Kurzzeit-Backups (Millisekunden bis Minuten) lassen sich über Pufferkondensatoren oder Ultra-Caps abdecken, mittlere Autonomiezeiten (1 bis 8 Stunden) sind typisch für Kommunikations- und Steuerungsaufgaben, und Langzeit-Autonomie (24 bis 72 Stunden oder mehr) wird in netzfernen Szenarien wie Inselbetrieb, Remote-Einsätzen oder Defence-Projekten ohne schnellen Servicezugang realisiert.

Damit unterstützt Wöhrle schon jetzt die Anforderungen moderner Defence-Architekturen, von vernetzten Kommandozentren bis zu mobilen Plattformen, und schafft die Grundlage für zukünftige Anwendungen wie KI-gestützte Auswertung und autonome Systeme durch skalierbare, hochverfügbare Energieinfrastruktur. Gerade in der modernen Steuerungstechnik ist die ausfallsichere DC-Stromversorgung das „Zentralnervensystem“: Schon sehr kurze Spannungseinbrüche können SPS-Steuerungen zum Absturz bringen, Datenverluste verursachen oder Schütze unkontrolliert abfallen lassen. Eine stabil ausgelegte Energie- und Sicherheitsarchitektur verhindert diese Folgewirkungen und hält kritische Prozesse beherrschbar.

Vorteile militärtauglicher USV-Systeme

Militärtaugliche USV-Systeme bieten eine Reihe zentraler Vorteile:

Technische Rolle von USV-Anlagen von Wöhrle Stromversorgungssysteme GmbH

Moderne Drohnenabwehrsysteme basieren auf einer verteilten Echtzeitarchitektur aus Sensorknoten (Radar, RF-Scanner, EO/IR), Effektoren (z. B. Hochleistungs-Jammer) sowie zentralen Führungs- und Auswerteplattformen. Diese Subsysteme sind über IP-basierte Netzwerke, Zeitreferenzen und Steuerbusse gekoppelt und reagieren hochsensibel auf Spannungsabweichungen, Frequenzinstabilitäten und transiente Netzeffekte.

USV-Anlagen von Wöhrle werden in solchen Architekturen als primäre Power-Conditioning- und Backup-Ebene eingesetzt. Sie übernehmen die galvanische Entkopplung vom Versorgungsnetz, stabilisieren die Ausgangsspannung (AVR), filtern Oberschwingungen und überbrücken Netzausfälle im Millisekundenbereich vollständig unterbrechungsfrei. Dadurch bleibt die Echtzeitverarbeitung der Sensorfusion sowie die kontinuierliche Datenanbindung der Effektoren erhalten.

Auf Sensorebene sichern dezentrale DC- oder AC-USV-Module die kontinuierliche Versorgung von Radarfrontends, RF-Empfängern und EO/IR-Kameraköpfen. Damit werden Reboots, Kalibrierverluste und Synchronisationsfehler vermieden, die andernfalls zu Blindzeiten in der Detektionskette führen würden. Parallel dazu versorgen leistungsstarke USV-Einheiten die Leitstände, Servercluster und KI-gestützten Auswerteplattformen und garantieren konstante Betriebsbedingungen für GPU-basierte Bild- und Signalverarbeitung.

Ein zentrales technisches Merkmal ist die Beherrschung hoher Lastdynamik. Jammer und aktive Sensorik erzeugen kurzzeitige Leistungsspitzen mit steilen Stromanstiegen. Die USV-Systeme von Wöhrle sind hierfür mit schnellen Regelkreisen, hoher Überlastfähigkeit und ausreichend dimensionierten Energiespeichern ausgelegt, sodass Peak-Loads abgefangen werden, ohne dass es zu Spannungseinbrüchen oder Schutzabschaltungen kommt.

In verteilten Counter-UAS-Installationen werden USV-Konzepte typischerweise hierarchisch und redundant aufgebaut: lokale USV-Knoten an Sensormasten und Effektoren, ergänzt durch zentrale USV-Stränge in Führungscontainern oder Rechenmodulen. Über modulare N+1-Topologien lassen sich Single Points of Failure eliminieren. Fällt ein Leistungsmodul aus, übernehmen verbleibende Module nahtlos die Versorgung, während Wartung im laufenden Betrieb möglich bleibt.

Für mobile und temporäre Einsatzszenarien, etwa containerisierte Systeme, Fahrzeuge oder vorgeschobene Sensorpunkte, stellen robuste USV-Einheiten zusätzlich die Pufferung instabiler Einspeisungen aus Generatoren oder hybriden Energiequellen sicher.

Zusammengefasst bilden USV-Anlagen von Wöhrle die energetische Stabilisierungsschicht moderner Drohnenabwehrsysteme. Sie gewährleisten konstante Versorgungsparameter für Sensorik, Datenverarbeitung und Effektoren, kompensieren Lastsprünge, verhindern Synchronisationsverluste in verteilten Architekturen und stellen durch modulare Redundanz die geforderte Hochverfügbarkeit sicher. Damit sind sie ein integraler Bestandteil der Systemzuverlässigkeit und der operativen Wirksamkeit von Counter-UAS-Plattformen.