Como criar uma rede CCTV movida a energia solar
Richard Wang 31/2022/XNUMX
Prefácio
A Edgeware projetou muitos tipos diferentes de redes CCTV movidas a energia solar. Este artigo resumirá a experiência dos casos de projeto da Edgeware e discutirá como criar uma rede CCTV alimentada por energia solar a partir dos aspectos de câmera CCTV, rede backhaul, operação e manutenção.
1. Por que precisamos de uma rede CCTV movida a energia solar
A rede CCTV é frequentemente implantada em algumas áreas remotas ou em algumas áreas sem fibra óptica e sem energia elétrica. Nessas áreas, se a rede de fibra óptica e a rede elétrica forem estabelecidas do zero, é concebível que o custo e o prazo de entrega de todo o projeto sejam um grande problema. Portanto, a energia solar deve ser usada como principal fonte de energia, e a tecnologia sem fio é usada como base para o backhaul da rede para construir toda a rede CCTV. Ao contrário de alguns cenários civis de energia solar, a rede CCTV tem altos requisitos de confiabilidade e disponibilidade do sistema. Portanto, ao projetar seu sistema solar e rede de backhaul sem fio, vários aspectos do projeto precisam ser considerados.
A Edgeware já teve um projeto na América Latina onde não havia eletricidade nem fibra óptica. Costumávamos ter dois planos, o primeiro era usar a Rede CCTV Solar Powerer com tecnologia LTE Small Cell. A segunda é implantar fibras ópticas e energia elétrica com a tecnologia GPON como núcleo. Com base na comparação do custo total e do tempo de construção de cada projeto local, a Edgeware traça a seguinte comparação de dados:
Os dados acima são uma comparação dos nossos prazos de entrega de projetos na América Latina. Observe que esses prazos de entrega variam de acordo com a região e o projeto. Nesta região, os maiores problemas que encontramos com a fibra GPON e a forma de construir a rede elétrica são os seguintes:
(1) A construção local de rede de fibra envolve fatores como autorização de local e autorização de construção, e o tempo de aprovação é longo.
(2) O período de construção das obras civis recém-construídas da rede de fibra é longo, e o período de construção das equipes de construção em diferentes regiões varia muito. É difícil para uma empresa internacional identificar as condições locais específicas.
(3) A construção da rede eléctrica envolve frequentemente aprovações governamentais e administrativas locais, e estes ciclos podem ser longos ou curtos. Edgeware encontrou ciclos de aprovação de 2 anos. Portanto, o ciclo desta parte da entrega muitas vezes não se baseia nos fatores da concepção do projeto e do próprio fornecedor.
Como esses fatores são incontroláveis, a velocidade de entrega da Energia Solar mais LTE Small Cell é bastante acelerada.
Fonte: Dados do projeto da Edgeware na região da América Latina
Como pode ser visto na figura acima, do ponto de vista do investimento CAPEX, existe uma grande lacuna entre a implantação de LTE Small Cell e GPON Fiber. Na verdade o principal motivo não é o CAPEX dos equipamentos, mas sim o fator Obra Civil.
(1) A Obra Civil em cada país tem circunstâncias específicas diferentes. Embora os custos laborais sejam baixos em alguns países em desenvolvimento, o custo global é difícil de prever devido à capacidade da equipa de construção. Nos países desenvolvidos, os custos laborais são proibitivamente elevados.
(2) O longo ciclo de implantação da fibra GPON levou diretamente a um aumento exponencial na gestão geral do projeto e em outras despesas.
Fonte: Dados do projeto da Edgeware na região da América Latina
A imagem acima é uma comparação entre construir toda a rede baseada em energia solar e estabelecer a energia elétrica do zero. Certifique-se de observar que, para redes CCTV, sua solicitação de energia geralmente não é grande, principalmente no nível de 30W-300W. Neste nível de potência, o investimento em energia solar não é grande. Da mesma forma, se você quiser construir a rede elétrica do zero, isso envolverá todos os aspectos do problema. Porque na maioria dos países, a rede elétrica está relacionada à aprovação administrativa do governo e ao plano de desenvolvimento da empresa de energia. O implementador do projeto terá que enfrentar os seguintes problemas:
(1) O planeamento e concepção da rede eléctrica pelo governo não pode ser decidido por uma empresa privada. Se for necessário orientar o governo para construir a rede eléctrica a partir do zero, o tempo e outros custos ocultos envolvidos são todos factores de risco do projecto.
(2) Devido ao monopólio natural e às características administrativas das empresas da rede elétrica, o tempo real de implantação da rede elétrica é muito longo.
(3) Antes da conclusão da construção e entrega da rede elétrica, toda a rede CCTV não é considerada concluída, o ATP do cliente não pode ser obtido e o pagamento não pode ser recuperado. E essa longa espera não é causada pelo projeto da rede CCTV.
Portanto, a Edeware recomenda que o proprietário do projeto CCTV evite esta opção, o que levará diretamente ao fracasso do projeto na maioria dos países.
Resumindo, em áreas sem fibra ou rede elétrica, a solução de rede CCTV alimentada por energia solar com small cell LTE é mais adequada em termos de CAPEX e prazo de entrega.
2. Local de câmera CCTV com energia solar
2.1 Arquitetura geral do local da câmera CCTV movida a energia solar
A rede CCTV movida a energia solar é um cenário aparentemente simples, mas complexo. Parece simples porque sua carga geral está entre 30W-300W. A maioria deles está abaixo de 100W. Se a potência for pequena, a capacidade da configuração geral não será muito grande. Mas é um pouco mais complicado. Geralmente, projetos de rede CCTV em grande escala são frequentemente governamentais e outras instituições, que possuem altos requisitos de confiabilidade. Portanto, devemos considerar e melhorar o design geral em todos os aspectos.
A imagem acima é uma arquitetura típica de nossa implantação geral de local de câmeras CCTV. Geralmente dividido nos seguintes sistemas:
(1) Controlador Solar
(2) Bateria e gerenciamento de bateria
(3) Supressor de surto
(4) Disjuntor
(5) Meio Ambiente
(6) Interruptor PoE
(7) Painel Solar
(8) Retorno 4G
Após o resumo dos projetos perenes da Edgeware, há muitos lugares aos quais precisamos prestar atenção e otimizar. Essas experiências também são a base teórica para a Edgeware projetar nosso sistema.
2.1 Controlador solar e painel solar para local de câmera CCTV movida a energia solar
2.1.1 Configuração do painel solar do local da câmera CCTV movida a energia solar
Os cenários de rede CCTV são muito diferentes dos cenários civis gerais. Os cenários civis geralmente têm espaço suficiente para colocar painéis solares. Conforme mostra a foto abaixo, posso perceber que o painel solar será instalado no telhado em cenários civis gerais. O espaço no telhado não é muito limitado, portanto, espalhar os painéis solares o máximo possível é benéfico para a captação de energia solar. O painel solar de grande área é mais fácil de fixar no telhado e a resistência ao vento é forte quando bem fixado.
No entanto, o cenário do local da câmera movida a energia solar é muito diferente. A potência geral do local da câmera movida a energia solar não é grande, mas ainda precisamos configurar o painel solar da forma mais eficiente possível. A principal razão é que a montagem do painel solar precisa considerar muito mais fatores do que a montagem no telhado em cenários civis em geral.
A imagem acima é um cenário típico de painel solar montado em poste. É concebível que tal cenário não possa suportar painéis solares com potência muito elevada. A potência geral do local da câmera movida a energia solar não é grande, mas
Os requisitos de disponibilidade são altos. Portanto, implantar painéis solares com maior potência, tanto quanto possível, ajuda a melhorar a disponibilidade do sistema. No entanto, como a maioria dos locais de câmeras alimentadas por energia solar são cenários de montagem em poste, a resistência ao vento da configuração do painel solar precisa ser totalmente considerada, o que torna impossível configurar um grande painel solar. A configuração específica dos painéis solares, os postes grossos e fortes que precisam ser configurados, precisam ser calculadas de acordo com a região e o nível de vento comum.
2.1.2 Controlador solar para local de CFTV movido a energia solar
O controlador solar no cenário de local de CFTV movido a energia solar tem certas características especiais e seus requisitos não podem ser atendidos pelo controlador solar de nível civil no mercado. Quando projetamos o controlador solar para o local de CFTV movido a energia solar, precisamos prestar atenção especial aos seguintes pontos:
(1) O controlador solar MPPT é obrigatório
Como mencionamos no capítulo acima, o local de CFTV alimentado por energia solar não pode ser muito grande devido à limitação do cenário de montagem em poste. Portanto, para melhorar a eficiência de todo o sistema, é necessário utilizar um controlador solar MPPT eficiente.
(2)Problema de proteção contra raios
O controlador solar deve considerar o projeto perfeito de proteção contra raios. Recomenda-se proteção contra raios de nível 20ka.
(3) Problema de tensão de saída do Controlador Solar
O cenário da rede CCTV é completamente diferente do cenário civil geral. A maioria dos dispositivos de carga em cenários civis gerais são de entrada CA. Porém, no cenário de rede CCTV não precisamos necessariamente utilizar a carga AC. Por exemplo, existem DC48V e outras opções de tensão DC. Além disso, todos os métodos de fonte de alimentação POE/POE+/POE++ requerem entrada DC48V. Mesmo que o switch POE escolhido suporte entrada AC, a essência é converter AC em DC48V para o mecanismo de fonte de alimentação POE. A tecnologia POE é amplamente utilizada na rede CCTV. Portanto, acreditamos que no cenário da rede CFTV o mais adequado é utilizar 48V DC como tensão de aterramento principal.
Quando escolhermos o controlador solar DC48V, você descobrirá que produtos miniaturizados de nível industrial são difíceis de encontrar no mercado. Entre os diversos controladores solares existentes no mercado, a maioria deles é projetada para cenários civis. Cenários de baixa potência, como nível de 500 W, são geralmente DC12V, DC24V. O controlador solar com saída DC48V é geralmente superior a 2000W. É claro que a maioria dos controladores solares são baseados na saída CA.
Portanto, não é fácil encontrar um controlador solar adequado para cenários de rede CCTV, razão pela qual a Edgeware decidiu desenvolver o seu próprio controlador solar há muitos anos.
2.1.3 Bateria e gerenciamento de baterias do local de câmeras CCTV movidas a energia solar
A maioria das cenas de CFTV são externas, por isso recomendamos ter muito cuidado com a seleção da bateria. Recomendamos escolher primeiro as baterias de lítio. Devido ao pequeno tamanho e peso das baterias de lítio, a densidade de energia é alta. O mais importante é que a temperatura de trabalho seja alta e a temperatura de trabalho da bateria VRLA geral seja de 25 ℃. Em cenários externos, a temperatura dentro do gabinete de energia externo pode facilmente exceder essa temperatura. Sem entrar em detalhes aqui, você pode consultar nossos artigos anteriores:
Como calcular painel solar e bateria para sistema CCTV 3.1 Escolha o tipo de bateria com cuidado
Mais importante do que a seleção do tipo de bateria é o gerenciamento da bateria. Sabemos que quando todo o local de CFTV alimentado por energia solar é implantado em uma área externa remota, a solução de problemas no local é muito cara. Portanto, o gerenciamento remoto da bateria é muito necessário. Quando existe uma bateria que precisa ser substituída no final de sua vida útil, podemos saber disso na NoC, para que não haja necessidade de múltiplas visitas ao posto para manutenção.
Como configurar o limite do número do ciclo de vida da bateria
Sistema de ventilador de gabinete de telecomunicações externo controlado por software de monitoramento remoto
Função de software de monitoramento remoto - Como configurar o limite de tempo de uso da bateria
Função de software de monitoramento remoto - Como configurar o limite de vida útil da bateria
2.1.4 Preparação para o Desafio Ambiental
O local de câmeras CCTV movidas a energia solar também enfrenta grandes desafios ambientais. Porque quando um local de câmeras CCTV precisa fornecer energia baseada em energia solar, esses locais geralmente ficam em áreas remotas, que inevitavelmente encontram ambientes especiais como selva, montanhas, desertos e litoral. Isso requer nossa atenção especial. O local geral de câmeras CCTV movidas a energia solar constrói um sistema solar externo baseado em gabinete externo IP55 e usa aço galvanizado como material básico do gabinete externo, o que na verdade trará uma série de problemas:
(1) Área da Selva
O principal problema na área da Selva é o afastamento e a inacessibilidade, o que dificulta a manutenção. A umidade geral na área da Selva é alta, principalmente na estação chuvosa, a umidade chega a 90% ou mais. Devido à boa ecologia na área da Selva, existem muitos insetos e animais. Se a solução de energia externa for baseada no gabinete externo IP55, há uma certa probabilidade de invasão de insetos e animais.
(2) Área Deserta
Existem também muitas áreas desérticas no mundo, e estas áreas desérticas estão amplamente distribuídas nos países em desenvolvimento. O maior problema em áreas desérticas são os danos provocados pela areia na Solução de Energia Externa. Essas áreas costumam ter muita areia e poeira, ou se houver tempestade de areia o problema será agravado. O maior problema com o gabinete externo IP55 é que ele não é um sistema completamente fechado, portanto, areia e poeira podem entrar facilmente no sistema de energia externo e afetar a estabilidade do sistema.
(3) Perto do Mar
O maior problema na região Costal é a combinação de alta umidade e ar salgado, que pode enferrujar rapidamente o metal. Essa ferrugem pode causar grandes desafios à longevidade e estabilidade do equipamento
Você pode consultar nosso artigo para obter mais informações:
Problema típico de solução de energia externa baseada em gabinete externo IP55
所以Edgeweare倾向于建议Local de câmeras CCTV alimentadas por energia solar的搭建基于一个nível IP65或者以上的invólucro externo。