So erstellen Sie ein solarbetriebenes CCTV-Netzwerk
Richard Wang 31. Mai 2022
Vorwort
Edgeware hat viele verschiedene Arten solarbetriebener CCTV-Netzwerke entwickelt. In diesem Artikel werden die Erfahrungen aus den Projektfällen von Edgeware zusammengefasst und erläutert, wie ein solarbetriebenes CCTV-Netzwerk unter den Aspekten CCTV-Kamera, Backhaul-Netzwerk, Betrieb und Wartung erstellt werden kann.
1.Warum brauchen wir ein solarbetriebenes CCTV-Netzwerk?
CCTV-Netzwerke werden häufig in einigen abgelegenen Gebieten oder in Gebieten ohne Glasfaser und ohne Netzstrom eingesetzt. Wenn in diesen Gebieten das Glasfasernetz und das Stromnetz von Grund auf neu aufgebaut werden sollen, ist es denkbar, dass die Lieferkosten und die Lieferzeit des gesamten Projekts ein großes Problem darstellen. Daher muss Solarenergie als Hauptstromquelle verwendet werden, und drahtlose Technologie wird als Grundlage für den Netzwerk-Backhaul zum Aufbau des gesamten CCTV-Netzwerks verwendet. Im Gegensatz zu einigen zivilen Solarenergieszenarien stellt das CCTV-Netzwerk hohe Anforderungen an die Systemzuverlässigkeit und -verfügbarkeit. Daher müssen beim Entwurf seines Solarsystems und seines drahtlosen Backhaul-Netzwerks verschiedene Aspekte des Designs berücksichtigt werden.
Edgeware hatte einmal ein Projekt in Lateinamerika, bei dem es weder Strom noch Glasfaser gab. Früher hatten wir zwei Pläne: Der erste bestand darin, das Solar Powerer CCTV Network mit LTE Small Cell-Technologie zu nutzen. Die zweite besteht darin, Glasfasern und Netzstrom mit der GPON-Technologie als Kern einzusetzen. Basierend auf dem Vergleich der Gesamtkosten und der Bauzeit jedes lokalen Projekts zieht Edgeware den folgenden Datenvergleich:
Die oben genannten Daten sind ein Vergleich unserer Projektlaufzeiten in Lateinamerika. Beachten Sie, dass diese Lieferzeiten je nach Region und Projekt variieren können. In dieser Region sind die größten Probleme, auf die wir mit GPON-Glasfaser und der Art und Weise zum Aufbau des Stromnetzes gestoßen sind, folgende:
(1) Der lokale Bau eines Glasfasernetzes erfordert Faktoren wie Standortgenehmigung und Baugenehmigung, und die Genehmigungszeit ist lang.
(2) Die Bauzeit des neu errichteten Bauwerks des Glasfasernetzes ist lang und die Bauzeit der Bauteams in den verschiedenen Regionen wird stark variieren. Für ein internationales Unternehmen ist es schwierig, die spezifischen lokalen Bedingungen zu erkennen.
(3) Der Bau eines Stromnetzes erfordert häufig Genehmigungen der lokalen Regierung und der Verwaltung, und diese Zyklen können lang oder kurz sein. Edgeware hat zweijährige Genehmigungszyklen durchlaufen. Daher basiert der Zyklus dieses Teils der Lieferung oft nicht auf den Faktoren des Projektdesigns und des Lieferanten selbst.
Da diese Faktoren unkontrollierbar sind, wird die Liefergeschwindigkeit von Solarstrom plus LTE Small Cell erheblich beschleunigt.
Quelle: Projektdaten für die Region Lateinamerika von Edgeware
Wie aus der obigen Abbildung ersichtlich ist, besteht aus Sicht der CAPEX-Investitionen eine große Lücke zwischen dem Einsatz von LTE Small Cell und GPON Fiber. Tatsächlich ist der Hauptgrund nicht der CAPEX der Ausrüstung, sondern der Faktor der Bauarbeiten.
(1) Für die Zivilarbeit gelten in jedem Land unterschiedliche spezifische Umstände. Obwohl die Arbeitskosten in einigen Entwicklungsländern niedrig sind, sind die Gesamtkosten aufgrund der Leistungsfähigkeit des Bauteams schwer vorherzusagen. In entwickelten Ländern sind die Arbeitskosten unerschwinglich hoch.
(2) Der lange Bereitstellungszyklus von GPON Fiber hat direkt zu einem exponentiellen Anstieg des gesamten Projektmanagements und anderer Kosten geführt.
Quelle: Projektdaten für die Region Lateinamerika von Edgeware
Das obige Bild ist ein Vergleich zwischen dem Aufbau des gesamten Netzwerks auf Basis von Solarenergie und der Bereitstellung von Versorgungsstrom von Null. Bitte beachten Sie, dass der Leistungsbedarf für CCTV-Netzwerke oft nicht groß ist, hauptsächlich im Bereich von 30 W bis 300 W. Bei diesem Leistungsniveau ist die Investition in Solarenergie eigentlich nicht groß. Wenn Sie dementsprechend das Stromnetz von Grund auf aufbauen wollen, werden alle Aspekte des Problems betroffen sein. Denn in den meisten Ländern hängt das Stromnetz von der behördlichen Genehmigung und dem Entwicklungsplan des Energieversorgungsunternehmens ab. Der Projektumsetzer wird mit folgenden Problemen konfrontiert sein:
(1) Die Planung und Gestaltung des Stromnetzes durch die Regierung kann nicht von einem privaten Unternehmen entschieden werden. Wenn es notwendig ist, die Regierung beim Aufbau des Stromnetzes von Grund auf anzuleiten, sind der damit verbundene Zeitaufwand und andere versteckte Kosten allesamt Risikofaktoren für das Projekt.
(2) Aufgrund der natürlichen Monopol- und Verwaltungsmerkmale von Stromnetzunternehmen ist die tatsächliche Bereitstellungszeit des Stromnetzes sehr lang.
(3) Bevor der Bau und die Lieferung des Stromnetzes abgeschlossen sind, gilt das gesamte CCTV-Netzwerk nicht als fertiggestellt und die Kunden-ATP kann nicht eingeholt werden und die Zahlung kann nicht zurückgefordert werden. Und diese lange Wartezeit ist nicht auf die Leistung des CCTV-Netzwerkprojekts zurückzuführen.
Daher empfiehlt Edeware den Besitzern von CCTV-Projekten, diese Option zu meiden, da sie in den meisten Ländern direkt zum Scheitern des Projekts führt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in Gebieten ohne Glasfaser- oder Stromnetz die Lösung eines solarbetriebenen CCTV-Netzwerks mit LTE-Kleinzellen hinsichtlich der Investitionskosten und der Lieferzeit besser geeignet ist.
2.Standort für solarbetriebene CCTV-Kameras
2.1 Gesamtarchitektur des solarbetriebenen CCTV-Kamerastandorts
Ein solarbetriebenes CCTV-Netzwerk ist ein scheinbar einfaches, aber komplexes Szenario. Es scheint einfach, da die Gesamtlast zwischen 30 und 300 W liegt. Die meisten davon haben weniger als 100 W. Bei geringer Leistung ist die Kapazität der Gesamtkonfiguration nicht sehr groß. Aber es ist etwas komplizierter. Im Allgemeinen handelt es sich bei großen CCTV-Netzwerkprojekten häufig um Regierungs- und andere Institutionen, die hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit stellen. Daher müssen wir das Gesamtdesign in allen Aspekten berücksichtigen und verbessern.
Das obige Bild ist eine typische Architektur unseres allgemeinen Einsatzes von CCTV-Kamerastandorten. Im Allgemeinen in die folgenden Systeme unterteilt:
(1) Solarregler
(2) Batterie- und Batteriemanagement
(3) Überspannungsschutz
(4) Unterbrecher
(5) Umwelt
(6) PoE-Switch
(7) Sonnenkollektor
(8) 4G-Backhaul
Nach der Zusammenfassung der mehrjährigen Projekte von Edgeware gibt es viele Stellen, auf die wir achten und die wir optimieren müssen. Diese Erfahrungen sind auch die theoretische Grundlage für Edgeware, um unser System zu entwerfen.
2.1 Solarregler und Solarpanel für solarbetriebene CCTV-Kamerastandorte
2.1.1 Solarpanel-Konfiguration des solarbetriebenen CCTV-Kamerastandorts
CCTV-Netzwerkszenarien unterscheiden sich stark von allgemeinen zivilen Szenarien. Zivile Szenarien verfügen im Allgemeinen über genügend Platz, um Sonnenkollektoren zu platzieren. Wie im Bild unten gezeigt, kann ich sehen, dass das Solarpanel in allgemeinen zivilen Szenarien auf dem Dach installiert wird. Der Platz auf dem Dach ist nicht zu sehr begrenzt, daher ist eine möglichst große Verteilung der Solarmodule für die Sammlung von Sonnenenergie von Vorteil. Das großflächige Solarpanel lässt sich leichter auf dem Dach befestigen und der Windwiderstand ist bei guter Befestigung groß.
Das Szenario für den Standort solarbetriebener Kameras ist jedoch ganz anders. Die Gesamtleistung des solarbetriebenen Kamerastandorts ist nicht groß, dennoch müssen wir das Solarpanel so effizient wie möglich konfigurieren. Der Hauptgrund dafür ist, dass bei der Montage von Solarmasten weitaus mehr Faktoren berücksichtigt werden müssen als bei der Dachmontage in allgemeinen zivilen Szenarien.
Das Bild oben zeigt ein typisches Szenario für die Mastmontage eines Solarmoduls. Es ist denkbar, dass ein solches Szenario Solarmodule mit sehr hoher Leistung nicht unterstützen kann. Die Gesamtleistung der solarbetriebenen Kameraseite ist jedoch nicht groß
Die Anforderungen an die Verfügbarkeit sind hoch. Daher trägt der größtmögliche Einsatz von Solarmodulen mit höherer Leistung dazu bei, die Verfügbarkeit des Systems zu verbessern. Da es sich bei den meisten solarbetriebenen Kamerastandorten jedoch um Mastmontageszenarien handelt, muss der Windwiderstand der Solarpanel-Konfiguration vollständig berücksichtigt werden, was es unmöglich macht, ein großes Solarpanel zu konfigurieren. Die spezifische Konfiguration der Solarmodule, die dicken und starken Masten, die konfiguriert werden müssen, müssen entsprechend der Region und der üblichen Windstärke berechnet werden.
2.1.2 Solarregler für solarbetriebene CCTV-Standorte
Der Solarregler im solarbetriebenen CCTV-Standortszenario weist bestimmte besondere Eigenschaften auf und seine Anforderungen können nicht durch den zivilen Solarregler auf dem Markt abgedeckt werden. Wenn wir den Solarregler für den solarbetriebenen CCTV-Standort entwerfen, müssen wir den folgenden Punkten besondere Aufmerksamkeit schenken:
(1) Ein MPPT-Solarregler ist ein Muss
Wie wir im obigen Kapitel erwähnt haben, darf der solarbetriebene CCTV-Standort aufgrund der Begrenzung der Mastmontageszene nicht zu groß sein. Um die Effizienz des Gesamtsystems zu verbessern, ist daher der Einsatz eines effizienten MPPT-Solarreglers erforderlich.
(2)Blitzschutzproblem
Der Solarregler muss die perfekte Blitzschutzauslegung berücksichtigen. Es wird ein Blitzschutz der Stufe 20ka empfohlen.
(3) Problem mit der Ausgangsspannung des Solarreglers
Die CCTV-Netzwerkszene unterscheidet sich völlig vom allgemeinen zivilen Szenario. Die meisten Lastgeräte in allgemeinen zivilen Szenarien verfügen über einen Wechselstromeingang. Im CCTV-Netzwerkszenario müssen wir jedoch nicht unbedingt die Wechselstromlast verwenden. Beispielsweise gibt es DC48V und andere Gleichspannungsoptionen. Darüber hinaus erfordern alle Stromversorgungsmethoden POE/POE+/POE++ einen DC48V-Eingang. Selbst wenn der von Ihnen gewählte POE-Switch den Wechselstromeingang unterstützt, besteht das Wesentliche darin, Wechselstrom in 48 V Gleichstrom für den POE-Stromversorgungsmechanismus umzuwandeln. Die POE-Technologie ist im CCTV-Netzwerk weit verbreitet. Daher glauben wir, dass es im CCTV-Netzwerkszenario am besten ist, DC48V als Haupterdungsspannung zu verwenden.
Wenn wir uns für den DC48V-Solarregler entscheiden, werden Sie feststellen, dass miniaturisierte Produkte in Industriequalität auf dem Markt kaum zu finden sind. Die meisten der verschiedenen Solarregler auf dem Markt sind für den zivilen Einsatz konzipiert. Szenarien mit geringem Stromverbrauch wie 500 W sind im Allgemeinen DC12V, DC24V. Der Solarregler mit DC48V-Ausgang leistet im Allgemeinen mehr als 2000 W. Natürlich basieren die meisten Solarregler auf Wechselstromausgang.
Daher ist es nicht einfach, einen für CCTV-Netzwerkszenarien geeigneten Solarregler zu finden, weshalb Edgeware vor vielen Jahren beschlossen hat, einen eigenen Solarregler zu entwickeln.
2.1.3 Batterie- und Batteriemanagement eines solarbetriebenen CCTV-Kamerastandorts
Die meisten CCTV-Szenen finden im Freien statt, daher empfehlen wir, bei der Auswahl der Batterie sehr vorsichtig zu sein. Wir empfehlen, sich zunächst für Lithiumbatterien zu entscheiden. Aufgrund der geringen Größe und des geringen Gewichts von Lithiumbatterien ist die Energiedichte hoch. Das Wichtigste ist, dass die Arbeitstemperatur hoch ist und die Arbeitstemperatur der allgemeinen VRLA-Batterie 25 °C beträgt. In Außenszenarien kann die Temperatur im Inneren des Außenschaltschranks diese Temperatur leicht überschreiten. Ohne hier auf Details einzugehen, können Sie auf unsere vorherigen Artikel verweisen:
So berechnen Sie Solarpanel und Batterie für ein CCTV-System 3.1 Wählen Sie Ihren Batterietyp sorgfältig aus
Wichtiger als die Auswahl des Batterietyps ist das Batteriemanagement. Wir wissen, dass die Fehlerbehebung vor Ort sehr kostspielig ist, wenn der gesamte solarbetriebene CCTV-Standort in einem abgelegenen Außenbereich installiert wird. Daher ist die Fernverwaltung der Batterie sehr wichtig. Wenn eine Batterie am Ende ihrer Lebensdauer ausgetauscht werden muss, können wir dies im NoC wissen, sodass nicht mehrere Wartungsbesuche an der Station erforderlich sind.
So konfigurieren Sie den Schwellenwert für die Anzahl der Batterielebenszyklen
Lüftersystem für Telekommunikationsschränke im Freien, gesteuert durch Fernüberwachungssoftware
Funktion der Fernüberwachungssoftware – So konfigurieren Sie den Schwellenwert für die Batterienutzungszeit
Funktion der Fernüberwachungssoftware – So konfigurieren Sie den Grenzwert für die Batterielebensdauer
2.1.4 Vorbereitung auf die Umweltherausforderung
Der Standort solarbetriebener CCTV-Kameras steht auch vor großen Herausforderungen aus der Umwelt. Denn wenn ein CCTV-Kamerastandort Solarenergie bereitstellen muss, befinden sich diese Standorte häufig in abgelegenen Gebieten, die zwangsläufig auf besondere Umgebungen wie Dschungel, Berge, Wüsten und Meere stoßen. Dies erfordert unsere besondere Aufmerksamkeit. General Solar Powered CCTV Camera Site baut ein Außensolarsystem auf Basis eines IP55-Außengehäuses und verwendet verzinkten Stahl als Grundmaterial für das Außengehäuse, was tatsächlich eine Reihe von Problemen mit sich bringt:
(1) Dschungelgebiet
Das Hauptproblem im Dschungelgebiet ist die Abgelegenheit und Unzugänglichkeit, die die Wartung erschwert. Die allgemeine Luftfeuchtigkeit im Dschungelgebiet ist hoch, insbesondere in der Regenzeit kann die Luftfeuchtigkeit bis zu 90 % oder mehr betragen. Aufgrund der guten Ökologie im Dschungelgebiet gibt es viele Insekten und Tiere. Wenn die Stromversorgungslösung für den Außenbereich auf dem IP55-Außenschrank basiert, besteht eine gewisse Wahrscheinlichkeit, dass Insekten und Tiere eindringen.
(2) Wüstengebiet
Es gibt auch viele Wüstengebiete auf der Welt, und diese Wüstengebiete sind in Entwicklungsländern weit verbreitet. Das größte Problem in Wüstengebieten sind Sandschäden an der Outdoor Power Solution. In diesen Gebieten gibt es normalerweise viel Sand und Staub. Wenn es zu einem Sandsturm kommt, wird das Problem noch schlimmer. Das größte Problem bei IP55-Außenschränken besteht darin, dass es sich nicht um ein vollständig geschlossenes System handelt, sodass Sand und Staub leicht in das Außenstromnetz eindringen und die Stabilität des Systems beeinträchtigen können.
(3) In der Nähe des Meeres
Das größte Problem im Küstengebiet ist die Kombination aus hoher Luftfeuchtigkeit und salzhaltiger Luft, die dazu führen kann, dass das Metall schnell rostet. Dieser Rost kann große Herausforderungen für die Langlebigkeit und Stabilität der Ausrüstung darstellen
Weitere Informationen finden Sie in unserem Artikel:
Typisches Problem einer Outdoor-Stromversorgungslösung basierend auf einem IP55-Außenschrank
Edgeweare verfügt über eine solarbetriebene CCTV-Kamera-Website mit IP65-Schutz und ein Außengehege.