Автономная солнечная система видеонаблюдения PoE для удаленного развертывания наблюдения

1. История проекта

В удаленных и ограниченных инфраструктурой условиях, развертывание надежныхсистемы наблюденияпредставляет собой двойную задачу: обеспечение стабильной сетевой подключенности и обеспечение непрерывного электроснабжения.

Традиционные решения, основанные на сети, часто не являются осуществимыми из-за высоких затрат на установку или географических ограничений.

В этом проекте заказчик требовал полностью отключенную от сети систему видеонаблюдения, способную питать шесть IP-камер, каждая из которых потребляет примерно 25 Вт, без зависимости от внешней электрической инфраструктуры.

Ожидание было ясным: полное, предварительно разработанное, plug-and-play решение, охватывающее производство электроэнергии, хранение и передачу данных.

2. Системные требования

• Количество камер: 6 единиц
• Мощность на камеру: 25 Вт
• Общая нагрузка камеры: 150 Вт
• Постоянная работа: 24 часа в сутки
• Окружающая среда: на открытом воздухе, удаленное местоположение
• Источник питания: солнечная энергия (вне сети)
• Сеть: наблюдение за интеллектуальной собственностью на основе PoE

3. Обзор решения

Для удовлетворения потребностей клиента мы разработали интегрированныйсистема наблюдения PoE на солнечной энергии, объединяющий производство энергии, хранение и распределение в сети в одном наружном шкафу.

Система включает в себя:

• ОликомПромышленный коммутатор PoEIM-FBP288GE (устройство краевой сети)
• Массив солнечных панелей (производство электроэнергии)
• Контроллер солнечного заряда MPPT (энергетическое регулирование)
• Система аккумуляторов LiFePO4 (хранение энергии)
• Внешний шкаф IP65 (система ограждения и защиты)

4. Проектирование и конфигурация системы

4.1 Анализ энергопотребления

Общая нагрузка системы была рассчитана следующим образом:

Камеры: 6 × 25 W = 150 W

Поэтический переключатель: ~15 Вт

Общая нагрузка системы: ~ 165 Вт

Эта непрерывная нагрузка является основой для размера батареи и проектирования солнечных панелей.

4.2 Хранение энергии (система аккумуляторов)

Для обеспечения бесперебойной работы в ночное время и при слабых солнечных условиях система была разработана с автономностью 1 день.

Ежедневное потребление энергии: 165 Вт × 24 ч ≈ 3960 Втч

Конфигурация батареи: Батарея LiFePO4 мощностью 48 Вт 100 Ач (порядочная емкость ~ 4,8 кВт·ч)

Эта конфигурация учитывает пределы глубины разряда и обеспечивает длительный срок службы батареи (обычно > 4000 циклов).

4.3 Производство солнечной энергии

Для поддержания ежедневного потребления энергии солнечная батарея была размещена на основе среднего пика солнечных часов.

Необходимая энергия: ~4 кВт·ч/день

Пик солнечных часов: ~5 часов/день

Расчетная солнечная мощность: ≈ 800 Вт

Окончательная конструкция (с маржой безопасности): система солнечных панелей мощностью 1 кВт (например, панели мощностью 2 × 550 Вт)

Это обеспечивает стабильную работу даже при не оптимальных погодных условиях.

4.4 Управление энергией

Для следующих целей был выбран 48V / 40A MPPT (Maximum Power Point Tracking) контроллер солнечного заряда:

• Максимальная эффективность преобразования солнечной энергии
• Регулировать зарядку батареи
• Защита от перезарядки и колебаний напряжения

4.5 Сетевое ядро:Переключатель Power Booster PoE

Система использует промышленный IM-FP288BGEВыключатель PoEкак центральное сетевое и распределительное устройство.

Ключевые особенности:

• 8 портов PoE (поддерживающие до 6 камер + расширение)
• 2 порта SFP для подключения волокна
• Выход PoE 48В
• Общий бюджет энергии PoE: 240 Вт
• Дизайн DIN промышленного класса для использования на открытом воздухе

Этот коммутатор Ethernet позволяет передавать данные и подавать энергию через один Ethernet-кабель, упрощая установку и уменьшая сложность проводки.

4.6 Интеграция кабинета министров

Все компоненты интегрированы в наружный шкаф IP65, предназначенный для долговечности и простоты развертывания.

Внутренняя планировка:

Верхний раздел: контроллер MPPT и защита от постоянного тока (выключатели, защита от перенапряжений)

Средняя секция: переключатель PoE 8 портов (IM-FP288BGE)

Нижняя часть: батарея LiFePO4

Внешние интерфейсы:

Ввод солнечной энергии

Выходы камеры/PoE

Волоконная подключение

Дополнительные характеристики:

Антикоррозионный стальной корпус

Система вентиляции или охлаждения вентилятора

водонепроницаемые кабельные железы

Заключительная дверь для безопасности

5. Архитектура системы

Система функционирует как замкнутая энергетическая и сетевая сеть:

Солнечные батареи генерируют постоянный ток

Контроллер MPPT регулирует и заряжает батарею

Аккумулятор обеспечивает стабильное питание 48 В постоянного тока

Коммутатор PoE распределяет энергию и данные в камеры

Видеоданные передаются через волоконную подключение

Эта архитектура обеспечивает непрерывную работу, высокую эффективность и минимальные требования к техническому обслуживанию.

6Основные преимущества

6.1: Полностью вне сети

Не зависит от электроэнергии, идеально подходит для удаленных или временных развертываний.

6.2:Интегрированный дизайн

Все компоненты предварительно установлены и оптимизированы в одном шкафу.

6.3:Высокая надежность

Промышленное оборудование обеспечивает стабильную производительность в суровых условиях.

6.4:Масштабируемость

Дополнительные камеры или более высокая автономность могут быть поддерживаемы с модульными обновлениями.

6.5:Упрощенное назначение

Система подключения позволяет минимизировать время инженерии и установки на месте.

7Заключение.

Этот проект демонстрирует, как хорошо разработанная система наблюдения PoE на солнечной энергии может эффективно решать проблемы дистанционного мониторинга.

Объединяя энергогенерацию, хранение и сетевую инфраструктуру в единое решение, система обеспечивает:

• Надежное круглосуточное наблюдение
• Снижение сложности установки
• Долгосрочная эффективность эксплуатации

Такие решения становятся все более ценными в таких приложениях, как:

• Дистанционное наблюдение за безопасностью
• Строительные площадки
• Нефтегазовые месторождения
• Проекты сельской инфраструктуры

Этот случай подчеркивает переход от самостоятельного поставки оборудования к полной интеграции системы, что позволяет обеспечить более высокую ценность и более сильную вовлеченность клиентов.

При необходимости система может быть дополнительно настроена для поддержки расширенной автономии, более высокого количества камер или гибридных источников питания в зависимости от конкретных потребностей проекта.

Прошу вас!Свяжитесь с намидля получения дополнительной информации.