كيفية حساب الألواح الشمسية والبطارية لنظام الدوائر التلفزيونية المغلقة

ريتشارد وانج مايو/25/2022

1. سيناريو كاميرا CCTV نموذجية تعمل بالطاقة الشمسية

غالبًا ما يلزم نشر أنظمة الدوائر التلفزيونية المغلقة في بعض المناطق النائية، وغالبًا ما يصعب الحصول على طاقة مستقرة من طاقة المرافق في هذه المناطق. وفي هذه الحالة، غالباً ما تكون الطاقة الشمسية هي البديل الأفضل. توضح هذه المقالة بشكل أساسي كيفية حساب الألواح الشمسية والبطارية لنظام CCTV في هذا السيناريو. تعمل هذه المقالة بشكل أساسي على تبسيط مخطط الحساب من أجل حل مشكلة التنفيذ الهندسي.

الصورة أعلاه هي السيناريو الشائع لكاميرات CCTV. قد يكون ما تواجهه مختلفًا قليلاً عن هذا السيناريو، لا يهم، ما عليك سوى تعديله وفقًا لسيناريوك. لتنفيذ مهمة حساب الطاقة والبطارية، من المهم أولاً اختيار الجهاز النشط والجهاز السلبي في النظام بأكمله.

يُفهم الجهاز النشط ببساطة على أنه جهاز يحتاج إلى استهلاك الطاقة. على سبيل المثال الكاميرا، مفتاح POE. لاحظ أن نظام الطاقة نفسه يعاني من بعض فقدان الطاقة.

نحن نفهم الجهاز السلبي كجهاز لا يستهلك الطاقة. مثل لوحة الألياف.

من المهم جدًا حساب الطاقة القصوى لجميع الأجهزة النشطة لكيفية حساب الألواح الشمسية والبطارية لنظام CCTV.

عندما نحدد جميع الأجهزة النشطة، قم أولاً بإدراج جدول على النحو التالي:

الجدول 1-الطاقة القصوى للجهاز النشط

	الكمية (أجهزة الكمبيوتر)	الحد الأقصى للطاقة المقدرة للوحدة (W)	الحد الأقصى لإجمالي الطاقة المقدرة (W)
رصاصة الكاميرات والتصوير	1	?	?
PTZ الكاميرات والتصوير	1	?	?
تبديل POE	1	?	?
UPS الاستهلاك الذاتي	1	?	?
مجموع الطاقة المصنفة

2.الخطوة-1 اكتشف الطاقة القصوى للجهاز النشط

2.1 قوة الكاميرا القصوى

في السيناريو الشمسي، من أجل حساب الألواح الشمسية والبطارية لنظام الدوائر التلفزيونية المغلقة، نحتاج إلى توخي الحذر للعثور على جميع الأجهزة النشطة، حتى لا نفوتها. لأن هذا سيؤثر بشكل كبير على تكوين البطارية واللوحة الشمسية.

تتمتع الأجهزة النشطة المختلفة بقدرات قصوى مختلفة، والتي يمكن الاستعلام عنها في كتالوجات الأجهزة المختلفة.

هذه هي معلمة الطاقة للكاميرا النموذجية. يمكننا أن نرى أن هذه الكاميرا تحتاج إلى 50 واط كحد أقصى عند استخدام Hi-POE، و10 واط عند استخدام السخان.

من خلال كتالوجات الأجهزة المختلفة، يمكننا العثور على معلمات هذه الطاقة القصوى.

2.2 POE Switch الطاقة المقدرة القصوى

بالنسبة لمفاتيح POE، تختلف تعريفات المعلمات من مختلف الشركات المصنعة. ما نحتاج إلى الانتباه إليه هو أن الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة لمفتاح POE نفسه في وضع الاستعداد والتشغيل لا يشمل الجزء الذي يوفر POE. نظرًا لأن POE نفسه يقوم بتشغيل الكاميرا، فقد تم حساب استهلاك الطاقة الذي تستهلكه في الفصل السابق.

ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الشركات المصنعة المختلفة لديها طريقة مختلفة لكتابة الطاقة القصوى لمفتاح POE. الصورة أعلاه هي حالة نموذجية حيث لا يتم تحديد استهلاك الطاقة الاحتياطية والتشغيلية لمفتاح PoE نفسه بشكل واضح. لكن بناءً على هوياتهم، يمكننا التكهن بما يلي:

وضع الاستعداد <5 وات ، حمولة كاملة <120 وات

120 واط تعني أن نظام POE+ يمكنه توفير 120 واط كحد أقصى. بالنسبة لمفتاح بهذا المستوى، فإننا نقدر بشكل أساسي الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة بحوالي 8 وات في وضع الاستعداد والتشغيل. بالطبع هذا في حالة عدم تحديد هذا الرقم بشكل واضح في الكتالوج. ولكن عندما يتم وضع علامة واضحة على الشركات المصنعة لمفاتيح POE، فمن الأفضل استخدام بياناتها قدر الإمكان.

2.3 املأ الطاقة القصوى للجهاز النشط

بناءً على الطرق المذكورة أعلاه، يمكننا الحصول على الطاقة القصوى للكاميرا أو مفتاح POE أو الأجهزة النشطة الأخرى. من المفترض هنا أن الحد الأقصى للطاقة لكل جهاز في السيناريو الخاص بنا هو كما يلي:

أقصى قوة للكاميرا = 15.4 وات

أقصى قوة لكاميرا PTZ = 30 وات

مفتاح PoE (استهلاك الطاقة الذاتي) = 8 وات

استهلاك UPS الذاتي = 10 وات

ثم يمكننا الحصول على طاولتنا:

الجدول 2 - الطاقة القصوى للجهاز النشط (مملوءة)

	الكمية (جهاز كمبيوتر شخصى)	الحد الأقصى للطاقة المقدرة للوحدة (W)	الحد الأقصى لإجمالي الطاقة المقدرة (W)
رصاصة الكاميرات والتصوير	1	15.4W	15.4W
PTZ الكاميرات والتصوير	1	30W	30W
تبديل POE	1	8W	8W
UPS الاستهلاك الذاتي	1	10W	10W
مجموع الطاقة المصنفة			63.4W

ثم وفقًا للحساب، حصلنا أخيرًا على الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة للنظام بأكمله وهو 63.4 واط. هذه البيانات أمر بالغ الأهمية بالنسبة لنا لتحديد كيفية حساب الألواح الشمسية والبطارية لنظام الدوائر التلفزيونية المغلقة.

3.الخطوة-2 اختر البطارية التي تناسب نظام CCTV الخاص بك

3.1 اختر نوع البطارية بعناية

هناك ثلاثة أنواع شائعة من البطاريات في السوق:

(1) بطارية حمض الرصاص (جل)

هذه البطاريات شائعة نسبيًا في السوق. الميزة هي الاستقرار وانخفاض الأسعار. العيب هو أن درجة حرارة التشغيل المناسبة هي 25 درجة مئوية، وهو ليس من السهل الوصول إليها عند نشرها في الخارج. ودورات الشحن والتفريغ لبطارية حمض الرصاص تبلغ في الأساس حوالي 600 مرة. بافتراض دورة شحن وتفريغ واحدة يوميًا، يجب استبدال البطارية في أقل من عامين.

(2) بطارية الليثيوم الثلاثية MnNiCo

غالبًا ما تستخدم بطارية الليثيوم هذه في بطاريات الكمبيوتر المحمول والهواتف المحمولة. الأولوية هي السعر الفعال من حيث التكلفة، ودرجة حرارة العمل المناسبة يمكن أن تصل إلى 45 درجة مئوية. وحتى لو تم نشره في الخارج، فطالما كانت طريقة التبريد مناسبة، فلن يتأثر بدرجة الحرارة. تبلغ دورات الشحن والتفريغ لهذا النوع من البطاريات حوالي 800 مرة بشكل أساسي. أفضل قليلاً من بطارية الرصاص الحمضية. بافتراض دورة شحن وتفريغ واحدة يوميًا، يجب استبدال البطارية بشكل أساسي كل 2-3 سنوات. بالنسبة لهذا النوع من البطاريات، يرجى إيلاء اهتمام خاص لشراء العلامات التجارية ذات الجودة الموثوقة. ترتبط معظم حوادث حريق البطاريات ببطارية ليثيوم MnNiCo Ternary ذات الجودة الرديئة.

(3) بطارية ليثيوم LiFePO4 (بطارية ليثيوم LFP)

يتم استخدام بطارية الليثيوم هذه بشكل ناضج في مجالات مختلفة مثل الاتصالات وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات. لديها أداء مستقر وعمر طويل وسعر أعلى قليلاً. يمكن أن تتراوح دورات الشحن والتفريغ لهذه البطارية من 2000 إلى 5000. ويمكن أن تصل درجة حرارة عملها إلى 45 درجة مئوية. مثالية لأنظمة الدوائر التلفزيونية المغلقة التي تعمل بالطاقة الشمسية في الهواء الطلق.

أي بطارية تختارها في السيناريو الفعلي يجب أن يتم تصميمها وفقًا للمشهد الخاص بك. الجدول التالي هو توصيتنا، ولكن السيناريو الفعلي سيكون أكثر تعقيدًا، ويمكنك استشارة موظفي مبيعات Edgeware:

الجدول 3-اختيار نوع البطارية بناءً على السيناريو

	السعر	درجة حرارة العمل	دورات الشحن والتفريغ	سيناريوهات التطبيق الموصى بها
بطارية الرصاص الحمضية	منخفض	25 درجة مئوية	دورات 600	يتم وضع البطارية في الداخل ويمكن استبدالها بسهولة.
مننيكو بطارية ليثيوم ثلاثية	متوسط	حتى 45 ° C	دورات 800	يتم وضع البطارية في الخزانة الخارجية ويسهل استبدالها.
بطارية ليثيوم LiFePO4 (بطارية ليثيوم LFP)	مرتفع	حتى 45 ° C	دورات 2000-5000 تعتمد على العلامة التجارية	يتم وضع البطارية في خزانة خارجية، ومن غير المناسب للغاية استبدالها.

3.1 مبدأ سعة البطارية-Wh kWh وAh

المحتوى التالي مهم جدًا لفهم كيفية حساب الألواح الشمسية والبطارية لنظام CCTV، يرجى قراءته بعناية.

بعد اختيار نوع البطارية، علينا أن نبدأ بحساب سعة البطارية التي نحتاجها. بادئ ذي بدء، علينا أن نعرف أن القيمة التي تشير إلى الطاقة الكهربائية هي Wh (واط ساعة) وkWh (كيلوواط ساعة). كيلووات ساعة هي وحدة مشتركة تدفعها مقابل فاتورة الكهرباء في المنزل.

1000 واط ساعي = 1 كيلو واط ساعي

لكننا غالبًا ما نرى Ah في ملصق سعة البطارية، وهو أمر مربك بعض الشيء. اه يعني ساعات أمبير. ويعني عدد الأمبيرات التي تستطيع البطارية إيصالها خلال ساعة واحدة. إذن 20AH تعني ساعة واحدة عند 1A أو 20 ساعات عند 10A.

لاحظ أنه يتم إدخال الجهد عندما نحسب شحن البطارية. على سبيل المثال، هناك بطارية بقوة 12V100Ah، ويتم حساب قوتها على النحو التالي:

جهد البطارية * ساعات أمبير البطارية = 12 فولت * 100 أمبير = 1200 وات في الساعة = 1.2 كيلو وات في الساعة

لنفترض أن لدينا بطارية 48V100AH، ويتم حساب قوتها على النحو التالي:

جهد البطارية * ساعات أمبير البطارية =48V*100Ah=4800Wh=4.8kWh

يمكنك أن تجد أن نفس البطارية 100 أمبير، والجهد مختلف، والطاقة مختلفة. عند استخدام أنظمة طاقة شمسية مختلفة، وفقًا لتكوينات الجهد المختلفة للبطاريات التي تتطلبها وحدة التحكم بالطاقة الشمسية، تختلف جهود حزم البطاريات التي تقوم بتكوينها، ولكن الصيغة الإجمالية لحساب الطاقة تتوافق مع:

جهد البطارية * ساعات أمبير البطارية = كمية كهرباء البطارية

عند تكوين مجموعة البطارية، انتبه إلى التكوين وفقًا لجهد البطارية المطلوب من قبل الشركة المصنعة.

3.2 حساب تكوين البطارية

عندما نقوم بتكوين البطارية، نحتاج أولاً إلى توضيح وقت استقلالية النظام الذي نتوقعه. يشير وقت استقلالية النظام في سيناريو نظام CCTV إلى عدد الساعات التي يمكن للنظام أن يعمل فيها على البطارية عندما لا تكون الطاقة الشمسية متاحة. يجب تعيين هذه القيمة وفقًا للوضع الفعلي للسيناريو. قد يؤدي تعيينه على حجم كبير جدًا إلى وضع قدر كبير جدًا من النفقات الرأسمالية في البطارية. إذا كان الإعداد صغيرًا جدًا، فقد يؤثر ذلك على توفر النظام. بشكل عام، الحالتان التاليتان سوف تتسببان في عدم توفر الطاقة الشمسية:

(1) الطقس

بشكل عام، إذا كان الطقس غائمًا وممطرًا ومثلجًا وأيام أخرى بدون شمس، فقد يتراوح إنتاج الطاقة الشمسية بين 10% و0.1% فقط من السعة المصممة، ويجب أن يعتمد النظام على البطاريات للتشغيل.

(2) المساء

يجب أن يعمل النظام الليلي بنسبة 100% على البطاريات إذا كان بحاجة إلى العمل بشكل طبيعي.

يرتبط إعداد وقت استقلالية النظام ارتباطًا وثيقًا بالطقس المحلي وهطول الأمطار وسيناريوهات استخدام نظام CCTV. كيفية ضبط وقت استقلالية النظام سنشرح لك في مقال آخر.

نفترض أن هناك حاجة إلى بطارية تدوم 48 ساعة من وقت استقلالية النظام، ثم يتم حساب سعة البطارية على النحو التالي:

(1) قم أولاً بحساب الطاقة التي تحتاجها البطارية

وفقًا لـ Table2-Active Device Max Power(Filled)، توصلنا إلى أن الطاقة القصوى للنظام هي 63.4 واط. إذا كنا بحاجة إلى الحفاظ على تشغيل 63.4 واط لمدة ساعتين، فإن الطاقة التي نحتاجها هي كما يلي:

الحد الأقصى لطاقة النظام (وات) * الوقت (ساعة) = 63.4 وات * 48 ساعة = 3043.2 وات في الساعة = 3.0432 كيلو وات في الساعة

لاحظ أنه في كثير من الحالات ليس من الضروري الحساب وفقًا لأقصى طاقة، يمكن حسابها وفقًا لـ 60-70%، لأنه لن يعمل أي جهاز دائمًا بأقصى طاقة. هذه المرة نأخذ القيمة على أنها 60%، يمكننا الحصول على متوسط طاقة النظام:

إجمالي الكهرباء اللازمة لاستقلالية النظام = 3043.2 وات في الساعة*60%= 1825.92 وات في الساعة

(2) احسب ساعات أمبير التي يجب تهيئتها باستخدام البطاريات

كما ذكرنا في القسم 3.1، ترتبط ساعات أمبير بالجهد. نحن بحاجة إلى أن نكون واضحين بشأن جهد البطارية لجهاز التحكم بالطاقة الشمسية. بافتراض أن جهد بطارية جهاز التحكم الشمسي لدينا هو 12 فولت، فيمكننا حساب ساعات أمبير البطارية على النحو التالي:

كمية الكهرباء المطلوبة/جهد بطارية UPS=1825.92 وات/12 فولت= 152.16 أمبير

(3) انتبه بشكل خاص لحجز سعة بطارية أكبر بنسبة 20% من سعة البطارية المطلوبة لتجنب التفريغ العميق

لقد حسبنا أن هناك حاجة إلى بطارية 12V152.16AH، لكن هذه ليست القيمة النهائية. بشكل عام، من أجل تجنب التفريغ العميق للبطارية وإطالة عمر البطارية قدر الإمكان، سنقوم بتكوين سعة أكبر بنسبة 20%.

ساعة الامبير المطلوبة*1.2=152.16Ah*1.2=182.592Ah

لقد خلصنا حتى الآن إلى أننا بحاجة إلى بطارية 12V 182.592Ah. لكن لا يمكنك العثور على هذه السعة في السوق، لذا دعونا نستخدم بطارية واحدة بقوة 12V200AH.

4.الخطوة 3 حساب سعة الألواح الشمسية لنظام الدوائر التلفزيونية المغلقة

4.1. آلية عمل النظام الشمسي

من أجل فهم كيفية حساب الألواح الشمسية والبطارية لنظام CCTV، نحتاج إلى فهم الآلية التي يعمل بها النظام الشمسي. يوضح الشكل أعلاه مبدأ عمل مبسط لوحدة التحكم بالطاقة الشمسية لسهولة الفهم. عندما تقوم اللوحة الشمسية بتوليد الكهرباء، يتم توزيع الكهرباء على الحمل والبطارية من خلال التحكم في جهاز التحكم بالطاقة الشمسية. في ظل الظروف العادية، سيتم توفير الطاقة بشكل تفضيلي للحمل، وسيتم توفير الطاقة المتبقية للبطارية لشحنها. لذلك، عند حساب سعة الألواح الشمسية، علينا أن نأخذ في الاعتبار أن الحمل يحتاج إلى استهلاك الطاقة، وفي نفس الوقت، نحتاج إلى شحن البطارية.

4.2 افتراض مفتاح وقت شحن البطارية

أولاً، نحتاج إلى تحديد المدة التي يستغرقها ضوء الشمس لشحن البطارية بالكامل وفقًا للمنطقة التي يوجد بها نظام CCTV ومتطلبات توفر المشروع. من الناحية النظرية، كلما كان الوقت أقصر، كلما كان ذلك أفضل. يمكنك أن تتخيل مدى سوء توفر النظام إذا استغرق شحن البطارية بالكامل 5 أيام من ضوء الشمس. من المحتمل جدًا أنه على الرغم من وجود العديد من الأيام المشمسة، إلا أن وقت الشحن طويل جدًا، مما يتسبب في دخول البطارية إلى يوم ممطر آخر قبل امتلاءها.

ومع ذلك، إذا كان الوقت اللازم لشحن البطارية بالكامل قصيرًا جدًا، فيجب أن تكون المشكلة هي أن اللوحة الشمسية لديها تكوين ذو سعة كبيرة. ولكن يرجى ملاحظة أن معظم سيناريوهات نظام CCTV الذي يعمل بالطاقة الشمسية مثبتة على عمود في الهواء الطلق. ثم عند تكوين لوحة شمسية ذات سعة كبيرة، ستجلب سلسلة من المشاكل:

(1) مشكلة تركيب لوحة شمسية ذات سعة كبيرة على العمود

يوضح الشكل التالي تركيب لوحة شمسية نموذجية مثبتة على عمود. من الصعب جدًا تركيب لوحة شمسية ذات سعة كبيرة على العمود. تكاليف التركيب والصيانة ستكون مرتفعة.

(2) التأثير على استقرار الكاميرا

إذا كانت اللوحة الشمسية كبيرة جدًا، فسيؤدي ذلك إلى اهتزاز كاميرا CCTV وهو أمر بالغ الأهمية للنظام بأكمله.

(3) مواجهة تحديات الرياح القوية والأعاصير

في بعض المناطق حيث ستكون هناك رياح وأعاصير قوية، ستضع الألواح الشمسية كبيرة الحجم الكثير من المتطلبات على نظام القطب. وبالتالي زيادة التكلفة بشكل كبير.

(4) التثبيت الأرضي ليس خيارًا في معظم الأوقات

إن تركيب الألواح الشمسية على الأرض غير ممكن في العديد من البلدان لأسباب تتعلق بالسلامة

لذلك، يجب أن يحقق تكوين سعة الألواح الشمسية توازنًا مناسبًا. كل التكنولوجيا هي عملية تسوية وموازنة للواقع.

بشكل عام، نوصي بتحديد الهدف الذي يقوم بشحن البطارية ممتلئة خلال 8-12 ساعة من أشعة الشمس. ويجب أيضًا ضبطه وفقًا للظروف والسيناريوهات المحلية. بشكل عام، سيقوم موظفو ما قبل البيع في Edgeware بالتصميم والمناقشة معك للوصول إلى أفضل حل.

تحدد هذه المقالة مدة شحن البطارية بـ 10 ساعات، بناءً على هذا الإعداد لشرح كيفية حساب سعة اللوح الشمسي

4.3 حساب سعة الألواح الشمسية

4.3.1 مصدر البيانات المطلوب مجانًا

التشعيع الشمسي

هناك العديد من الأدوات المدفوعة في السوق، ولكن معظمها غالي الثمن. نظرًا لأن الطاقة الإجمالية لسيناريو نظام CCTV الذي يعمل بالطاقة الشمسية صغير نسبيًا، فليس من الضروري حساب البيانات بدقة شديدة مثل محطة الطاقة الشمسية العملاقة. ما يتعين علينا القيام به هو إجراء حساب نوعي لاحتياجات سيناريو نظام الدوائر التلفزيونية المغلقة.

أولا وقبل كل شيء، نحن بحاجة إلى معرفة موارد الطاقة الشمسية في المنطقة التي يقع فيها نظام الدوائر التلفزيونية المغلقة. حصل فريق ما قبل مبيعات Edgeware على هذه البيانات من نظم المعلومات الجغرافية الشمسية. موقع الاستعلام عن موارد الطاقة الشمسية لنظم المعلومات الجغرافية (Solar GIS) هو كما يلي:

https://solargis.com/maps-and-gis-data/download/

والبيانات مجانية.

عند تحديد الدولة التي يقع فيها المشروع، سوف تحصل على خريطة الموارد الشمسية المقابلة. لنفترض أن هذه العملية الحسابية في كولومبيا، فنحصل على الخريطة التالية:

مصدر: نظم المعلومات الجغرافية الشمسية

من خريطة التشعيع الأفقي لكولومبيا يمكننا أن نرى بوضوح شدة التشعيع في كل منطقة. بافتراض أن موقعنا يقع في قرطاجنة، فإن الإشعاع الأفقي اليومي في هذه المنطقة يبلغ حوالي 5.6 كيلو وات في الساعة/مXNUMX يوميًا. هذه القيمة هي ما نحتاج إلى استخدامه لاحقًا.

الطقس

هناك العديد من مواقع الويب المجانية لبيانات الطقس، وعادة ما يستخدم الزملاء في Edgeware الاستعلام عن مواقع الويب المجانية التالية:

https://weatherspark.com/

على سبيل المثال، إذا قمنا بالاستعلام عن قرطاجنة في كولومبيا، فيمكننا الحصول على البيانات التالية:

مصدر ويذرسبارك

تعتبر هذه البيانات ذات أهمية مرجعية كبيرة لحساب الألواح الشمسية والبطارية لنظام CCTV:

(1) درجة الحرارة

يرجى الانتباه بشكل خاص إذا كانت درجة حرارة نظام CCTV الذي يعمل بالطاقة الشمسية والذي تقوم بنشره أقل من -10 درجة مئوية أو 14 درجة فهرنهايت في أي وقت من السنة، فستكون أقل من الحد الأدنى لدرجة حرارة تفريغ البطارية. يجب نشر سخان للحفاظ على البطارية في درجة حرارة التشغيل العادية. وبدلاً من ذلك، يمكن أيضًا تكوين بطارية عمل ذات درجة حرارة منخفضة للغاية.

(٢) المطر

بناءً على هذه البيانات، يمكننا مناقشة وتحديد وقت استقلالية النظام والحكم عليه.

(3) ساعات النهار والشفق

ومن خلال هذا الوقت يمكننا استنتاج وقت سطوع الشمس. من الشكل، تبلغ حوالي 12 ساعة، ولكن يوصى بافتراض حساب متحفظ قدره 10 ساعات للحسابات اللاحقة.

4.3.1 طريقة حساب سعة الألواح الشمسية

أولاً، بعد سلسلة جمع البيانات وحساب البطارية الآن، ندرج جميع البيانات في جدول على النحو التالي:

أخيرًا نصل إلى الخطوة الأخيرة لفهم كيفية حساب الألواح الشمسية والبطارية لنظام CCTV

جدول 4- جدول حساب سعة الألواح الشمسية

	ماكس تحميل الطاقة	وقت استقلالية النظام	سعة البطارية مطلوبة	هدف وقت شحن البطارية	التشعيع الأفقي على الموقع	سعة الألواح الشمسية
معامل	63.4W	48 ساعه	12V200AH	10 ساعه	5.6 كيلو واط ساعة/مXNUMX	يعرف ب

إجمالي الطاقة الشمسية اللازمة

وفقًا لوصفنا في الفصل 3.1. آلية عمل النظام الشمسي، نحن بحاجة إلى النظر في جانبين من جوانب الطاقة

(1) يتطلب شحن البطارية طاقة

(2) استهلاك الطاقة لحمل النظام (في حالة وجود ضوء الشمس، يتم تشغيل الحمل بالطاقة الشمسية)

دعونا نلقي نظرة أولًا على البطارية، لدينا بطارية بقوة 12V200AH، ثم يتم حساب الطاقة الإجمالية لها كما يلي:

كمية الكهرباء في البطارية = 12 فولت * 200 أمبير = 2400 وات في الساعة

الحد الأقصى لحمل النظام هو 63.4 واط، نظرًا لأن حمل النظام بشكل عام لا يعمل دائمًا بأقصى استهلاك للطاقة، يمكننا أن نفترض أن متوسط استهلاك الطاقة هو 70% من الحد الأقصى للطاقة:

Pحمل=63.4 وات*70% = 44.38 وات

لأننا نفترض أن الشمس تشرق لمدة 10 ساعات، وخلال هذه الساعات العشر، يتم تشغيل حمل النظام بالطاقة الشمسية، وإجمالي الكهرباء المطلوبة:

كمية الكهرباء من الحمل = 44.38 واط * 10 ساعات = 443.8 واط ساعة

لذا في النهاية يمكننا الحصول على الكهرباء التي نحتاج إلى توليدها خلال 10 ساعات من ضوء الشمس:

إجمالي كمية الكهرباء = 2843.8 وات في الساعة

متوسط الطاقة الشمسية التي نحتاجها خلال 10 ساعات من الضوء:

P_{الطاقة الشمسية}=2843.8 واط ساعي/10 ساعات=284.38 واط

هذه القيمة مهمة لحساباتنا اللاحقة.

حساب تكوين الألواح الشمسية

الصورة أعلاه توضح لنا أخذ الألواح الشمسية لشركة JA Solar كمثال. يمكنك أن ترى أن هناك معلمة كفاءة الوحدة، وهو أمر مهم جدًا. علينا أن نعرف أن إشعاع ضوء الشمس الذي يشع على اللوحة الشمسية لا يتحول إلى طاقة كهربائية بنسبة 100%. تبلغ كفاءة التحويل العامة حوالي 20-21%، وسنأخذ 20.2% للحسابات اللاحقة.

بالإضافة إلى ذلك، لقد عرفنا للتو أن الإشعاع الأفقي في الموقع يبلغ 5.6 كيلووات في الساعة/مXNUMX يوميًا. يمكن العثور على أن هذه المعلمة مرتبطة بالمنطقة. من السهل أن نفهم أنه كلما كانت المساحة التي تضربها الشمس أكبر، كلما زادت الطاقة التي تحصل عليها. كلما كانت اللوحة الشمسية أكبر ومساحة أكبر، كلما تم الحصول على المزيد من الإشعاع الشمسي. يمكن الحصول على معلومات المنطقة من كتالوج الشركة المصنعة للألواح الشمسية.

بشرط أن نعلم أن الإشعاع الأفقي للموقع هو 5.6 كيلو وات ساعة/مXNUMX في اليوم، يمكننا حساب الطاقة الشمسية لكل متر مربع:

PSolarSqm =Hالتشعيع الأفقي لكل متر مربع * المساحة * كفاءة الوحدة / ساعات سطوع الشمس=(5600 وات/م1 * XNUMX ㎡ * 20.2%)/10 ساعات = 113.12 وات

وفقا للحسابات في الفصل السابق، فإن الطاقة الشمسية التي نحتاجها هي Pالطاقة الشمسية=284.38 واط،ثم يمكننا معرفة عدد الألواح الشمسية المربعة التي نحتاجها:

مساحة اللوحة الشمسية المطلوبة= Pالطاقة الشمسية/PSolarSqm= 284.38W/ 113.12W = 2.514 ㎡

وفقًا لحالة اللوحة الشمسية JA Solar الآن، مساحة 480 واط = العرض * الارتفاع = 2.094 م * 1.134 م = 2.375 ㎡

قريب جدًا، إذن نحتاج فقط إلى اختيار لوحة شمسية ذات كفاءة أعلى قليلاً، مثل اللوحة الشمسية JAM66S30-505 505W في الصورة أعلاه. لاحظ أن حساب الألواح الشمسية لا يحتاج إلى أن يكون دقيقًا للغاية، لأننا نقوم فقط بتصميم نظام CCTV يعمل بالطاقة الشمسية، والطاقة نفسها صغيرة جدًا. ولكن إذا كان النظام كبيرًا مثل محطة الطاقة الشمسية، فيجب حسابه بشكل علمي قدر الإمكان.

ثم في النهاية حصلنا على المعلمات النهائية التالية، والتي يمكننا بناءً عليها البدء في شراء نسخ أصلية مختلفة.

الجدول 5 - جدول حساب سعة الألواح الشمسية النهائي

	ماكس تحميل الطاقة	وقت استقلالية النظام	سعة البطارية مطلوبة	هدف وقت شحن البطارية	التشعيع الأفقي على الموقع	سعة الألواح الشمسية
معامل	63.4W	48 ساعه	12V200AH	10 ساعه	5.6 كيلو واط ساعة/مXNUMX	505W

5. اعتبارات خاصة أخرى

يرجى ملاحظة أن هناك بعض الاعتبارات المختلفة في مناطق مختلفة. في المناطق الباردة حيث تتساقط الثلوج في الشتاء، يجب إيلاء اهتمام خاص لما إذا كان سيتم تغطية سطح اللوحة الشمسية بعد أن يؤثر الثلج على كفاءة اللوحة الشمسية. في هذه الحالة، يجب النظر في طريقة التنظيف.

وفي الوقت نفسه، في المناطق الباردة، عندما تكون درجة الحرارة أقل من -10 درجة مئوية في الشتاء، ينبغي إيلاء اهتمام خاص للتأثير على شحن البطارية وتفريغها. يجب مراعاة إعدادات السخان. ولكن من فضلك لا تنسى أن تأخذ في الاعتبار الطاقة التي يستهلكها المدفأة عند حساب الطاقة.

في المناطق الجوية الحارة، قد تتسبب الكابلات من اللوحة الشمسية إلى وحدة التحكم بالطاقة الشمسية في خسائر كبيرة في الطاقة. ضع في اعتبارك ميزانية طاقة إضافية بنسبة 8-10%.

6. ملخص

ما ورد أعلاه هو مقدمة لكيفية حساب الألواح الشمسية والبطارية لنظام CCTV، نظرًا لأنه تم إجراء بعض التبسيطات بناءً على مراعاة التنفيذ الهندسي، يرجى ضبطها وفقًا للمشهد الفعلي لديك. إذا كانت لديك أسئلة، فيمكنك أيضًا الاتصال بـ Edgeware للحصول على مزيد من المعلومات. وفي الوقت نفسه، نقوم أيضًا بتطوير برنامج للحساب التلقائي لتقديمه للعملاء. شكرا للقراءة.