So berechnen Sie Solarpanel und Batterie für ein CCTV-System
Richard Wang 25. Mai 2022
1. Typisches Szenario einer solarbetriebenen CCTV-Kamera
CCTV-Systeme müssen häufig in einigen abgelegenen Gebieten eingesetzt werden, und es ist oft schwierig, in diesen Gebieten eine stabile Stromversorgung über das Stromnetz zu erhalten. In diesem Fall ist Solarenergie oft die beste Alternative. In diesem Artikel wird hauptsächlich beschrieben, wie in diesem Szenario Solarpanel und Batterie für das CCTV-System berechnet werden. Dieser Artikel vereinfacht hauptsächlich das Berechnungsschema, um das Problem der technischen Implementierung zu lösen.
Das obige Bild ist unser übliches CCTV-Kamera-Szenario. Was Ihnen begegnet, kann sich geringfügig von diesem Szenario unterscheiden, das spielt keine Rolle, Sie müssen es nur an Ihr Szenario anpassen. Um die Aufgabe der Berechnung von USV und Batterie durchzuführen, ist es wichtig, zunächst das aktive Gerät und das passive Gerät im gesamten System auszuwählen.
Unter einem aktiven Gerät versteht man einfach ein Gerät, das Strom verbraucht. Zum Beispiel Kamera, POE-Switch. Beachten Sie, dass das Stromversorgungssystem selbst einen gewissen Leistungsverlust aufweist.
Unter einem passiven Gerät verstehen wir ein Gerät, das keinen Strom verbraucht. Wie zum Beispiel Faserplatten.
Es ist sehr wichtig, die maximale Leistung aller aktiven Geräte zu berechnen, um Solarpanel und Batterie für das CCTV-System zu berechnen.
Wenn wir alle aktiven Geräte identifiziert haben, listen Sie zunächst eine Tabelle wie folgt auf:
Tabelle 1 – Maximale Leistung des aktiven Geräts
Menge (STK) | Maximale Nennleistung der Einheit (W) | Maximale Gesamtnennleistung (W) | |
Kugel Kamera | 1 | ? | ? |
PTZ Kamera | 1 | ? | ? |
POE-Schalter | 1 | ? | ? |
UPS-Eigenverbrauch | 1 | ? | ? |
Gesamtnennleistung | |||
2. Schritt 1 Ermitteln Sie die maximale Leistung des aktiven Geräts
2.1 Maximale Kameraleistung
Im Solarszenario müssen wir bei der Berechnung des Solarpanels und der Batterie für das CCTV-System darauf achten, alle aktiven Geräte zu finden und sie nicht zu übersehen. Denn dies hat großen Einfluss auf die Konfiguration der Batterie und des Solarpanels.
Verschiedene aktive Geräte haben unterschiedliche maximale Leistungen, die in den Katalogen verschiedener Geräte abgefragt werden können.
Dies ist der Leistungsparameter einer typischen Kamera. Wir können sehen, dass diese Kamera bei Verwendung von Hi-POE maximal 50 W und bei Verwendung einer Heizung maximal 10 W benötigt.
Durch die Kataloge verschiedener Geräte können wir die Parameter dieser maximalen Leistung finden.
2.2 Maximale Nennleistung des POE-Switches
Bei POE-Switches sind die Parameterbezeichnungen verschiedener Hersteller unterschiedlich. Wir müssen darauf achten, dass der maximale Stromverbrauch des POE-Switches selbst im Standby- und Betriebszustand den POE-bereitstellenden Teil nicht einschließt. Da der POE selbst die Kamera mit Strom versorgt, wurde der Stromverbrauch, den sie verbraucht, im vorherigen Kapitel berechnet.
Es ist jedoch zu beachten, dass verschiedene Hersteller die maximale Leistung des POE-Switches unterschiedlich angeben. Das obige Bild zeigt eine typische Situation, in der der Standby- und Betriebsstromverbrauch des PoE-Switches selbst nicht klar gekennzeichnet ist. Aber basierend auf ihrer Identität können wir spekulieren:
Standby <5 W, Volllast <120 W
120 W bedeutet, dass das POE+-System maximal 120 W bereitstellen kann. Für einen Switch dieser Stufe schätzen wir den maximalen Stromverbrauch grundsätzlich auf ca. 8W im Standby und Betrieb. Dies gilt natürlich nur für den Fall, dass diese Nummer im Katalog nicht deutlich vermerkt ist. Wenn die Hersteller von POE-Switches jedoch klar gekennzeichnet sind, ist es besser, ihre Daten so weit wie möglich zu nutzen.
2.3 Füllen Sie die maximale Leistung des aktiven Geräts aus
Basierend auf den oben genannten Methoden können wir die maximale Leistung der Kamera, des POE-Switches oder anderer aktiver Geräte ermitteln. Hierbei wird davon ausgegangen, dass die maximale Leistung jedes Geräts in unserem Szenario wie folgt beträgt:
Maximale Leistung der Bullet-Kamera = 15.4 W
Maximale Leistung der PTZ-Kamera = 30 W
PoE-Switch (Eigenstromverbrauch) = 8 W
USV-Eigenverbrauch = 10 W
Dann können wir unsere Tabelle bekommen:
Tabelle 2 – Maximale Leistung des aktiven Geräts (gefüllt)
Menge (STK） | Maximale Nennleistung der Einheit (W) | Maximale Gesamtnennleistung (W) | |
Kugel Kamera | 1 | 15.4W | 15.4W |
PTZ Kamera | 1 | 30W | 30W |
POE-Schalter | 1 | 8W | 8W |
UPS-Eigenverbrauch | 1 | 10W | 10W |
Gesamtnennleistung | 63.4W | ||
Dann haben wir laut Berechnung schließlich herausgefunden, dass der maximale Stromverbrauch des gesamten Systems 63.4 W beträgt. Diese Daten sind für uns von entscheidender Bedeutung, um sie zu definieren So berechnen Sie Solarpanel und Batterie für ein CCTV-System.
3. Schritt 2: Wählen Sie die Batterie, die zu Ihrem CCTV-System passt
3.1 Wählen Sie Ihren Batterietyp sorgfältig aus
Es gibt drei gängige Batterietypen auf dem Markt:
(1) Blei-Säure-Batterie (GeL)
Solche Batterien sind auf dem Markt relativ verbreitet. Der Vorteil ist Stabilität und niedrigerer Preis. Der Nachteil besteht darin, dass die geeignete Betriebstemperatur bei 25 °C liegt, was beim Einsatz im Freien nicht leicht zu erreichen ist. Und die Lade- und Entladezyklen von Blei-Säure-Batterien betragen grundsätzlich etwa 600 Mal. Geht man von einem Lade-Entlade-Zyklus pro Tag aus, muss die Batterie in weniger als zwei Jahren ausgetauscht werden.
(2) Ternäre MnNiCo-Lithiumbatterie
Diese Lithiumbatterie wird häufig in Laptop- und Mobiltelefonbatterien verwendet. Im Vordergrund steht der kostengünstige Preis, und die geeignete Arbeitstemperatur kann 45 °C erreichen. Selbst wenn es im Freien eingesetzt wird, wird es bei geeigneter Kühlmethode nicht durch die Temperatur beeinflusst. Die Lade- und Entladezyklen dieser Art von Batterie betragen grundsätzlich etwa 800 Mal. Etwas besser als Blei-Säure-Batterie. Geht man von einem Lade-Entlade-Zyklus pro Tag aus, muss die Batterie grundsätzlich alle 2-3 Jahre ausgetauscht werden. Achten Sie bei diesem Batterietyp besonders auf den Kauf von Marken mit zuverlässiger Qualität. Die meisten Unfälle mit Batteriebränden stehen im Zusammenhang mit ternären MnNiCo-Lithiumbatterien von schlechter Qualität.
(3) LiFePO4-Lithiumbatterie (LFP-Lithiumbatterie)
Diese Lithiumbatterie wird in verschiedenen Bereichen wie Telekommunikation und IKT häufig eingesetzt. Es bietet eine stabile Leistung, eine lange Lebensdauer und einen etwas höheren Preis. Die Lade- und Entladezyklen dieser Batterie können zwischen 2000 und 5000 variieren. Die Betriebstemperatur kann 45 °C erreichen. Ideal für solarbetriebene CCTV-Systeme im Außenbereich.
Welche Batterie im tatsächlichen Szenario ausgewählt werden soll, muss entsprechend Ihrer Szene entworfen werden. Die folgende Tabelle ist unsere Empfehlung, aber das tatsächliche Szenario wird komplizierter sein, Sie können sich an das Edgeware-Vertriebspersonal wenden:
Tabelle 3 – Auswahl des Batterietyps basierend auf dem Szenario
PREISLISTE | Betriebstemperatur | Lade- und Entladezyklen | Empfohlene Anwendungsszenarien | |
Blei-Säure-Batterie | Sneaker | 25°C | 600 Zyklen | Die Batterie wird im Innenbereich platziert und kann leicht ausgetauscht werden. |
MnNiCo Ternäre Lithiumbatterie | Medium | Bis zu 45 ° C. | 800 Zyklen | Die Batterie ist im Außenschrank untergebracht und lässt sich leicht austauschen. |
LiFePO4-Lithiumbatterie (LFP-Lithiumbatterie) | High | Bis zu 45 ° C. | 2000–5000 Zyklen, abhängig von der Marke | Die Batterie befindet sich in einem Außenschrank und ist sehr umständlich auszutauschen. |
3.1 Prinzip der Batteriekapazität – Wh, kWh und Ah
Der folgende Inhalt ist sehr wichtig, um zu verstehen, wie Solarpanel und Batterie für ein CCTV-System berechnet werden. Bitte lesen Sie ihn sorgfältig durch.
Nachdem wir den Batterietyp ausgewählt haben, müssen wir mit der Berechnung der benötigten Batteriekapazität beginnen. Zunächst müssen wir wissen, dass der Wert zur Angabe elektrischer Energie Wh (Wattstunde) und kWh (Kilowattstunde) ist. kWh ist eine übliche Einheit, die Sie für Ihre Stromrechnung zu Hause bezahlen.
1000Wh=1kWh
Aber wir sehen oft Ah auf der Batteriekapazitätsbezeichnung, was etwas verwirrend ist. Ah bedeutet Amperestunden. Es gibt an, wie viele Ampere die Batterie in einer Stunde liefern kann. 20AH bedeutet also 1 Stunde bei 20A oder 10 Stunden bei 2A.
Beachten Sie, dass die Spannung bei der Berechnung der Batterieladung berücksichtigt wird. Es gibt beispielsweise eine 12V100Ah-Batterie, deren Leistung wie folgt berechnet wird:
Batteriespannung * Batterieamperestunden = 12 V * 100 Ah = 1200 Wh = 1.2 kWh
Angenommen, wir haben eine 48V100AH-Batterie, deren Leistung wird wie folgt berechnet:
Batteriespannung*Batterie-Amperestunden =48V*100Ah=4800Wh=4.8kWh
Sie können feststellen, dass die gleiche Batterie 100 Ah hat, die Spannung unterschiedlich ist und die Leistung unterschiedlich ist. Wenn Sie unterschiedliche Solarsysteme verwenden, sind die Spannungen der von Ihnen konfigurierten Batteriepakete entsprechend den unterschiedlichen Spannungskonfigurationen der vom Solarregler benötigten Batterien unterschiedlich, aber die Gesamtformel zur Berechnung der Leistung stimmt mit Folgendem überein:
Batteriespannung * Batterieamperestunden = Batteriestrommenge
Achten Sie bei der Konfiguration des Akkupacks auf die Konfiguration entsprechend der vom Hersteller geforderten Akkuspannung.
3.2 Berechnung der Batteriekonfiguration
Wenn wir die Batterie konfigurieren, müssen wir zunächst die erwartete Systemautonomiezeit klären. Die Systemautonomiezeit im CCTV-Systemszenario bezieht sich darauf, wie viele Stunden das System mit der Batterie betrieben werden kann, wenn keine Solarenergie verfügbar ist. Dieser Wert muss entsprechend der tatsächlichen Situation des Szenarios festgelegt werden. Wenn Sie den Wert zu groß einstellen, wird möglicherweise zu viel Investitionsaufwand in die Batterie gesteckt. Wenn die Einstellung zu klein ist, kann dies Auswirkungen auf die Verfügbarkeit des Systems haben. Im Allgemeinen führen die folgenden zwei Situationen dazu, dass Solarenergie nicht verfügbar ist:
(1) Wetter
Wenn das Wetter bewölkt, regnerisch oder schneereich ist und an anderen Tagen keine Sonne scheint, beträgt die Solarenergieausbeute im Allgemeinen möglicherweise nur zwischen 10 % und 0.1 % der vorgesehenen Kapazität, und das System ist für den Betrieb auf Batterien angewiesen.
(2) Abend
Für einen normalen Betrieb muss das Nachtsystem zu 100 % mit Batterien betrieben werden.
Die Einstellung der Systemautonomiezeit steht in engem Zusammenhang mit dem lokalen Wetter, den Niederschlägen und den Nutzungsszenarien des CCTV-Systems. Wie Sie die Systemautonomiezeit einstellen, erklären wir Ihnen in einem anderen Artikel.
Gehen wir davon aus, dass eine Batterie mit einer Systemautonomiezeit von 48 Stunden benötigt wird, dann errechnet sich die Batteriekapazität wie folgt:
(1) Berechnen Sie zunächst die von der Batterie benötigte Leistung
Gemäß Tabelle 2 – Maximale Leistung des aktiven Geräts (ausgefüllt) sind wir zu dem Schluss gekommen, dass die maximale Leistung des Systems 63.4 W beträgt. Wenn wir 63.4 Stunden lang einen Betrieb mit 48 W aufrechterhalten müssen, ist die benötigte Leistung wie folgt:
Maximale Systemleistung (Watt) * Zeit (Stunde) = 63.4 W * 48 Stunden = 3043.2 Wh = 3.0432 kWh
Beachten Sie, dass es in vielen Fällen nicht notwendig ist, nach der maximalen Leistung zu rechnen, sondern nach 60-70 % berechnet werden kann, da kein Gerät immer mit maximaler Leistung läuft. Dieses Mal nehmen wir den Wert 60 %, um die durchschnittliche Systemleistung zu ermitteln:
Gesamtstrombedarf für Systemautonomie = 3043.2 Wh*60 %= 1825.92 Wh
(2) Berechnen Sie die Amperestunden, die mit Batterien konfiguriert werden müssen
Wie wir in Abschnitt 3.1 erwähnt haben, hängen Amperestunden von der Spannung ab. Wir müssen die Batteriespannung des Solarreglers im Auge behalten. Unter der Annahme, dass die Batteriespannung unseres Sollar-Controllers 12 V beträgt, können wir die Amperestunden der Batterie wie folgt berechnen:
Benötigte Strommenge/USV-Batteriespannung = 1825.92 Wh/12 V = 152.16 Ah
(3) Achten Sie besonders darauf, 20 % mehr Batteriekapazität als die erforderliche Batteriekapazität zu reservieren, um eine Tiefentladung zu vermeiden
Wir haben berechnet, dass eine 12V152.16AH-Batterie erforderlich ist, dies ist jedoch nicht der endgültige Wert. Um eine Tiefentladung des Akkus zu vermeiden und die Lebensdauer des Akkus so weit wie möglich zu verlängern, werden wir generell 20 % mehr Kapazität konfigurieren.
Benötigte Amperestunde*1.2=152.16 Ah*1.2=182.592 Ah
Bisher sind wir zu dem Schluss gekommen, dass wir eine 12-V-182.592-Ah-Batterie benötigen. Da Sie diese Kapazität jedoch nicht auf dem Markt finden, verwenden wir eine 12V200AH-Batterie.
4.Schritt 3: Berechnung der Solarpanel-Kapazität für CCTV-Systeme
4.1. Arbeitsmechanismus des Sonnensystems
Um zu verstehen, wie Solarpanel und Batterie für ein CCTV-System berechnet werden, müssen wir den Mechanismus verstehen, nach dem das Solarsystem funktioniert. Die obige Abbildung zeigt ein vereinfachtes Funktionsprinzip des Solarreglers zum leichteren Verständnis. Wenn das Solarpanel Strom erzeugt, wird der Strom über die Steuerung des Solarreglers an die Last und die Batterie verteilt. Unter normalen Umständen wird der Strom vorzugsweise der Last zugeführt und der verbleibende Strom wird der Batterie zum Laden zugeführt. Daher müssen wir bei der Berechnung der Solarmodulkapazität berücksichtigen, dass die Last Strom verbrauchen muss und wir gleichzeitig die Batterie aufladen müssen.
4.2 Schlüsselannahme zur Akkuladezeit
Zunächst müssen wir je nach Standort des CCTV-Systems und den Verfügbarkeitsanforderungen des Projekts festlegen, wie lange die Sonneneinstrahlung dauert, um den Akku vollständig aufzuladen. Theoretisch gilt: Je kürzer die Zeit, desto besser. Sie können sich vorstellen, wie schlecht die Verfügbarkeit des Systems wäre, wenn es 5 Tage Sonnenlicht bräuchte, um den Akku vollständig aufzuladen. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Ladezeit trotz vieler sonniger Tage zu lang ist, sodass der Akku an einem weiteren Regentag ankommt, bevor er voll ist.
Wenn jedoch die zum vollständigen Aufladen des Akkus erforderliche Zeit zu kurz ist, liegt das Problem wahrscheinlich darin, dass das Solarpanel über eine große Kapazitätskonfiguration verfügt. Bitte beachten Sie jedoch, dass die meisten Szenarien des solarbetriebenen CCTV-Systems an Masten im Freien montiert werden. Wenn Sie dann ein Solarpanel mit großer Kapazität konfigurieren, bringt dies eine Reihe von Problemen mit sich:
(1) Das Problem der Installation eines Solarpanels mit großer Kapazität am Mast
Die folgende Abbildung zeigt die Installation eines typischen an einem Mast montierten Solarmoduls. Es ist sehr schwierig, ein Solarpanel mit großer Kapazität am Mast zu installieren. Die Installations- und Wartungskosten werden hoch sein.
(2) Auswirkungen auf die Kamerastabilität
Wenn das Solarpanel zu groß ist, führt dies zu Vibrationen der CCTV-Kamera, was ein kritisches Problem für das gesamte System darstellt.
(3) Bewältigung der Herausforderungen durch starke Winde und Taifune
In einigen Gebieten, in denen es zu starken Winden und Taifunen kommt, stellt ein übergroßes Solarpanel zu hohe Anforderungen an das Mastsystem. Dadurch steigen die Kosten erheblich.
(4) Eine Bodenmontage ist in den meisten Fällen keine Option
Aus Sicherheitsgründen ist die Installation von Solarmodulen auf dem Boden in vielen Ländern nicht möglich
Daher sollte die Konfiguration der Solarpanelkapazität ein geeignetes Gleichgewicht erreichen. Jede Technologie ist ein Prozess, der die Realität kompromittiert und ins Gleichgewicht bringt.
Im Allgemeinen empfehlen wir, das Ziel festzulegen, das die Ladung auflädt Akku voll bei 8-12 Stunden Sonnenschein. Es muss auch entsprechend den örtlichen Bedingungen und Szenarien eingestellt werden. Im Allgemeinen entwerfen und besprechen die Vorverkaufsmitarbeiter von Edgeware mit Ihnen die beste Lösung.
In diesem Artikel wird die Akkuladezeit auf 10 Stunden festgelegt. Basierend auf dieser Einstellung wird erläutert, wie die Kapazität des Solarpanels berechnet wird
4.3 Berechnung der Solarmodulkapazität
4.3.1 Die kostenlos benötigte Datenquelle
Sonneneinstrahlung
Es gibt viele kostenpflichtige Tools auf dem Markt, die meisten davon sind jedoch teuer. Da die Gesamtleistung des Szenarios eines solarbetriebenen CCTV-Systems relativ gering ist, ist es nicht erforderlich, die Daten wie bei der riesigen Solaranlage zu genau zu berechnen. Was wir tun müssen, ist, die Anforderungen des CCTV-Systemszenarios qualitativ zu berechnen.
Zunächst müssen wir die Solarenergieressourcen in dem Gebiet kennen, in dem sich das CCTV-System befindet. Das Edgeware-Vorverkaufsteam hat diese Daten von Solar-GIS bezogen. Die Website zur Abfrage von Solar-GIS-Solarenergieressourcen lautet wie folgt:
https://solargis.com/maps-and-gis-data/download/
Und die Daten sind kostenlos.
Wenn Sie das Land auswählen, in dem sich das Projekt befindet, erhalten Sie die entsprechende Karte der Solarressourcen. Gehen wir davon aus, dass diese Berechnung in Kolumbien stattfindet, dann erhalten wir folgende Karte:
Quelle: Solar-GIS
Auf der Karte der horizontalen Strahlung Kolumbiens können wir die Intensität der Strahlung in jeder Region deutlich erkennen. Unter der Annahme, dass sich unser Standort in Cartagena befindet, beträgt die tägliche horizontale Einstrahlung in diesem Bereich etwa 5.6 kWh/㎡ täglich. Diesen Wert müssen wir später verwenden.
Wetter
Es gibt viele kostenlose Websites für Wetterdaten, und die Kollegen von Edgeware sind es im Allgemeinen gewohnt, die folgenden kostenlosen Websites abzufragen:
Wenn wir beispielsweise Cartagena in Kolumbien abfragen, können wir die folgenden Daten erhalten:
Quelle Wetterfunke
Diese Daten sind von großer Referenzbedeutung für die Berechnung von Solarpanel und Batterie für CCTV-Systeme:
(1) Temperatur
Bitte achten Sie besonders darauf, dass die Temperatur des solarbetriebenen CCTV-Systems, das Sie einsetzen, das ganze Jahr über unter -10 °C oder 14 °F liegt und unter der minimalen Batterieentladetemperatur liegt. Um die Batterie auf normaler Betriebstemperatur zu halten, muss eine Heizung eingesetzt werden. Alternativ kann auch ein Ultratieftemperatur-Arbeitsakku konfiguriert werden.
(2) Es regnet
Basierend auf diesen Daten können wir die Einstellung der Systemautonomiezeit diskutieren und beurteilen.
(3) Stunden Tageslicht und Dämmerung
Aus dieser Zeit können wir die Sonnenscheindauer ableiten. Aus der Abbildung geht hervor, dass es etwa 12 Stunden sind, es wird jedoch empfohlen, für spätere Berechnungen von einer konservativen Berechnung von 10 Stunden auszugehen.
4.3.1 Methode zur Berechnung der Solarmodulkapazität
Nach unserer Reihe von Datenerfassungen und Batterieberechnungen listen wir zunächst alle Daten wie folgt in einer Tabelle auf:
Schließlich kommt der letzte Schritt, um zu verstehen, wie Solarpanel und Batterie für ein CCTV-System berechnet werden
Tabelle 4 – Berechnungstabelle für die Kapazität von Solarmodulen
Maximale Lastleistung | Systemautonomiezeit | Erforderliche Batteriekapazität | Ziel für die Akkuladezeit | Horizontale Bestrahlung auf der Baustelle | Kapazität des Solarmoduls | |
Parameter | 63.4W | 48 Stunden | 12V200AH | 10 Stunden | 5.6 kWh/㎡ | Zu definieren |
Insgesamt benötigte Solarenergie
Gemäß unserer Beschreibung in Kapitel 3.1. Um den Arbeitsmechanismus des Sonnensystems zu berücksichtigen, müssen wir zwei Aspekte der Energie berücksichtigen
(1) Das Laden des Akkus erfordert Strom
(2) Der Stromverbrauch der Systemlast (im Fall der Zeit mit Sonnenlicht wird die Last mit Solarenergie betrieben)
Schauen wir uns zunächst die Batterie an, wir haben eine 12V200AH Batterie, dann errechnet sich ihre Gesamtleistung wie folgt:
Strommenge der Batterie = 12V*200Ah=2400Wh
Die maximale Systemlast betrug bisher 63.4 W. Da die Systemlast im Allgemeinen nicht immer mit der maximalen Leistungsaufnahme arbeitet, können wir davon ausgehen, dass die durchschnittliche Leistungsaufnahme 70 % der maximalen Leistung beträgt:
PLaden Sie=63.4W*70% = 44.38W
Da wir davon ausgehen, dass die Sonne 10 Stunden lang scheint, wird während dieser 10 Stunden die Systemlast mit Solarenergie versorgt und der gesamte Strombedarf beträgt:
Strommenge der Last = 44.38 W * 10 Stunden = 443.8 Wh
So können wir am Ende den Strom bekommen, den wir benötigen, um 10 Stunden Sonnenlicht zu erzeugen:
Gesamtstrommenge =2843.8Wh
Durchschnittliche Solarenergie, die wir für 10 Stunden Licht benötigen:
PSolar=2843.8Wh/10Stunden=284.38W
Dieser Wert ist wichtig für unsere weiteren Berechnungen.
Berechnung der Solarpanel-Konfiguration
Das Bild oben zeigt uns am Beispiel des Solarpanels von JA Solar. Sie sehen, dass es einen Parameter „Module Efficiency“ gibt, der sehr wichtig ist. Wir müssen wissen, dass die auf das Solarpanel einfallende Sonnenstrahlung nicht zu 100 % in elektrische Energie umgewandelt wird. Der allgemeine Umwandlungswirkungsgrad liegt bei etwa 20–21 %, und für die nachfolgenden Berechnungen werden wir 20.2 % heranziehen.
Darüber hinaus haben wir gerade erfahren, dass die horizontale Einstrahlung auf dem Gelände 5.6 kWh/㎡ pro Tag beträgt. Es kann festgestellt werden, dass dieser Parameter mit der Fläche zusammenhängt. Es ist leicht zu verstehen, dass die Sonne umso mehr Energie erhält, je größer die Fläche ist, auf die sie trifft. Je größer das Solarpanel und je größer die Fläche, desto mehr Sonneneinstrahlung wird erzielt. Die Flächenangaben können dem Katalog des Solarmodulherstellers entnommen werden.
Unter der Voraussetzung, dass wir wissen, dass die horizontale Einstrahlung auf dem Gelände 5.6 kWh/㎡ pro Tag beträgt, können wir die Solarenergie pro Quadratmeter berechnen:
PSolarqm =Horizontale Einstrahlung pro Quadratmeter * Fläche * Moduleffizienz / Sonnenscheinstunden =(5600Wh/㎡ * 1 ㎡ * 20.2 %)/10 Stunden =113.12 W
Nach den Berechnungen im vorherigen Kapitel beträgt der Solarstrom, den wir benötigen PSolar=284.38W,Dann können wir herausfinden, wie viele quadratische Solarmodule wir benötigen:
Benötigte Solarpanelfläche = PSolar/PSolarqm= 284.38W/ 113.12W = 2.514 ㎡
Entsprechend der aktuellen Situation des JA Solar-Solarmoduls beträgt die Fläche 480 W = Breite*Höhe = 2.094 m*1.134 m = 2.375 ㎡
Ganz nah dran, dann müssen wir nur noch ein Solarpanel mit etwas höherem Wirkungsgrad wählen, wie zum Beispiel das JAM66S30-505 505W Solarpanel im Bild oben. Beachten Sie, dass die Berechnung des Solarpanels nicht allzu genau sein muss, da wir lediglich ein solarbetriebenes CCTV-System entwerfen und die Leistung selbst sehr gering ist. Ist die Anlage aber so groß wie eine Solaranlage, muss sie möglichst wissenschaftlich berechnet werden.
Am Ende haben wir dann die folgenden endgültigen Parameter erhalten, auf deren Grundlage wir mit dem Kauf verschiedener Originale beginnen können.
Tabelle 5 – Endgültige Berechnungstabelle für die Kapazität von Solarmodulen
Maximale Lastleistung | Systemautonomiezeit | Erforderliche Batteriekapazität | Ziel für die Akkuladezeit | Horizontale Bestrahlung auf der Baustelle | Kapazität des Solarmoduls | |
Parameter | 63.4W | 48 Stunden | 12V200AH | 10 Stunden | 5.6 kWh/㎡ | 505W |
5. Sonstige besondere Überlegungen
Bitte beachten Sie, dass es in verschiedenen Regionen unterschiedliche Überlegungen gibt. In kalten Regionen, in denen es im Winter schneit, muss besonders darauf geachtet werden, ob die Oberfläche des Solarmoduls abgedeckt wird, nachdem der Schnee Auswirkungen auf die Effizienz des Solarmoduls hat. In diesem Fall muss die Reinigungsmethode berücksichtigt werden.
Gleichzeitig sollte in kalten Regionen, wenn die Temperatur im Winter unter -10 °C liegt, besonderes Augenmerk auf die Auswirkungen auf das Laden und Entladen der Batterie gelegt werden. Die Heizungseinstellungen müssen berücksichtigt werden. Vergessen Sie aber bitte nicht, bei der Berechnung der Leistung auch die von der Heizung aufgenommene Leistung zu berücksichtigen.
In Gebieten mit heißem Wetter können die Kabel vom Solarpanel zum Solarregler zu großen Leistungsverlusten führen. Erwägen Sie ein zusätzliches Energiebudget von 8–10 %.
6. Zusammenfassung
Das Obige ist unsere Einführung in die Berechnung von Solarpanel und Batterie für ein CCTV-System. Da aufgrund der Überlegungen zur technischen Implementierung einige Vereinfachungen vorgenommen wurden, passen Sie diese bitte entsprechend Ihrer tatsächlichen Situation an. Wenn Sie Fragen haben, können Sie sich für weitere Informationen auch an Edgeware wenden. Gleichzeitig entwickeln wir auch Software zur automatischen Berechnung, die wir unseren Kunden zur Verfügung stellen können. Danke fürs Lesen.