حل كامل لنظام المراقبة الشمسية عن بعد

أ. ما هي الطاقة الشمسية

تُستخدم الطاقة الشمسية ، التي يشار إليها عمومًا باسم الطاقة المشعة للشمس ، بشكل عام في العصر الحديث لتوليد الكهرباء. منذ تكوين الأرض ، عاشت الكائنات الحية بشكل أساسي على الحرارة والضوء الذي توفره الشمس ، ومنذ العصور القديمة عرف البشر أيضًا كيفية تجفيف الأشياء بأشعة الشمس واستخدامها كطريقة لحفظ الطعام ، مثل صنع الملح وتمليح السمك. ولكن في الحد من الوقود الأحفوري ، عندها فقط النية لتطوير الطاقة الشمسية. تُستخدم الطاقة الشمسية بطريقتين: الاستخدام السلبي (التحويل الحراري الضوئي) والتحويل الكهروضوئي. الطاقة الشمسية هي مصدر طاقة متجددة ناشئ. الطاقة الشمسية بمعناها الواسع هي مصدر العديد من مصادر الطاقة على الأرض ، مثل طاقة الرياح ، والطاقة الكيميائية ، والطاقة الكامنة للمياه ، وما إلى ذلك لمليارات السنين ، تعد الطاقة الشمسية المصدر المثالي للطاقة التي لا تنضب.

الطاقة الشمسية هي مصدر أساسي ومتجدد للطاقة على حد سواء. إنه واسع الحيلة ومجاني الاستخدام ولا يتطلب النقل ولا تلوث البيئة. لقد أوجد شكلاً جديدًا من أشكال الحياة للبشرية ، مما مكن المجتمع والبشرية من الدخول في عصر الحفاظ على الطاقة والحد من التلوث.

ب- تكوين نظام الطاقة الشمسية

يتكون نظام الطاقة الشمسية منمجموعة الخلايا الشمسية, تحكم بالطاقة الشمسية، وبطارية (مجموعة). إذا كانت طاقة الخرج 220 فولت أو 110 فولت تيار متردد ومكملة للأداة ، يلزم وجود عاكس ومحول ذكي للمرافق.

1 ، مجموعة الخلايا الشمسية التي هي لوحة شمسية

هذا هو الجزء الأكثر مركزية في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، ودوره الرئيسي هو تحويل فوتونات الطاقة الشمسية إلى كهرباء ، وبالتالي تعزيز عمل الحمل. تنقسم الخلايا الشمسية إلى خلايا سيليكون أحادية البلورية ، وخلايا شمسية متعددة البلورات ، وخلايا شمسية غير متبلورة من السيليكون. نظرًا لأن خلايا السيليكون أحادي البلورية أكثر متانة من النوعين الآخرين ، فإن عمر الخدمة الطويل (بشكل عام يصل إلى 20 عامًا) ، وكفاءة التحويل الكهروضوئية العالية ، مما يؤدي إلى أن تصبح البطارية الأكثر استخدامًا.

2 ، تحكم شحن الطاقة الشمسية

وتتمثل مهمتها الرئيسية في التحكم في حالة النظام بأكمله ، وفي نفس الوقت حماية البطارية من الشحن الزائد والتفريغ الزائد. كما أن لديها وظيفة تعويض درجة الحرارة في الأماكن التي تكون فيها درجة الحرارة منخفضة بشكل خاص.

3 ، حزمة بطارية دورة عميقة للطاقة الشمسية

البطارية ، كما يوحي الاسم ، هي تخزين الكهرباء ، والتي تخزن بشكل أساسي الطاقة الكهربائية المحولة من الألواح الشمسية ، وبطاريات الرصاص الحمضية عمومًا ، والتي يمكن إعادة تدويرها عدة مرات.

في نظام المراقبة بأكمله. تحتاج بعض المعدات إلى توفير طاقة 220 فولت و 110 فولت تيار متردد ، ويكون الإخراج المباشر للطاقة الشمسية بشكل عام 1 2 VDc ، 24VDc ، 48VDc. حتى تتمكن من توفير الطاقة لمعدات 22VAC و 11OVAc ، يجب إضافة محول DC / AC إلى النظام لتحويل طاقة التيار المستمر المتولدة في نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية إلى طاقة تيار متردد.

جيم مبدأ توليد الطاقة الشمسية

أبسط مبدأ للطاقة الشمسية هو ما نسميه تفاعل كيميائي ، أي تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية. عملية التحويل هذه هي عملية فوتونات الإشعاع الشمسي من خلال مادة أشباه الموصلات إلى طاقة كهربائية ، تسمى عادةً "التأثير الكهروضوئي" ، يتم تصنيع الخلايا الشمسية باستخدام هذا التأثير.

نعلم أنه عندما يضيء ضوء الشمس على أشباه الموصلات ، ينعكس جزء من الفوتونات على السطح ، أما الباقي فيمتص بواسطة أشباه الموصلات أو ينتقل عن طريق أشباه الموصلات ، التي تمتصها الفوتونات ، بالطبع ، يصبح بعضها ساخنًا ، و تتصادم بعض الفوتونات مع إلكترونات التكافؤ الذري لأشباه الموصلات ، بحيث يتم إنتاج ثقب زوج من الإلكترونات. بهذه الطريقة ، تنتج طاقة الشمس أزواج ثقب الإلكترون في شكل تتحول إلى طاقة كهربائية ، ثم من خلال تفاعل المجال الكهربائي الداخلي لأشباه الموصلات ، لإنتاج تيار معين ، إذا كانت قطعة من البطارية أشباه الموصلات متصلة بطرق مختلفة تشكيل جهد تيار متعدد ، وذلك لإنتاج الطاقة.

د- تطبيق الطاقة الشمسية

1 ، مساوئ امدادات الطاقة التقليدية

أصبحت تكنولوجيا توليد الطاقة الشمسية وإمدادات الطاقة الشمسية بشكل متزايد في التطبيقات المدنية لهذه المناسبة. في الغابة ، والطرق والأنهار والجبال والأنهار وغيرها من تطبيقات الاتصالات أو المعدات الإلكترونية الصوتية والمرئية ، تأخذ بشكل أساسي مصدر طاقة الشبكة وإمدادات طاقة البطارية ، ويمكن لطاقة البطارية في كثير من الأحيان حل الاحتياجات المؤقتة فقط ، ولا يمكن استخدامها لفترة طويلة - امدادات الطاقة على المدى. وأخذ طريقة تزويد الطاقة بالشبكة هناك العديد من العيوب: أ. مزود الطاقة لنقل الكابلات ، الصعوبات الهندسية ، التكلفة العالية

أ- طريقة إمداد الطاقة لنقل الكابلات ، صعوبات البناء الهندسية ، التكلفة العالية.

ب. الإزعاج في صيانة النظام ، انتقال الجهد العالي ، هناك مخاطر أمنية ، تكاليف تشغيل عالية.

ج. صعوبة في التثبيت والتواصل.

2 ، مزايا امدادات الطاقة الشمسية

بينما يعمل نظام إمداد الطاقة الشمسية بدون ماء وزيت وبخار ووقود ، طالما أن هناك ضوءًا يمكن أن يولد خصائص كهربائية ، فهو نظيف ، وطاقة متجددة غير ملوثة ، وسهل التركيب والصيانة ، وعمر خدمة طويل ، يمكن عدم مراقبته الذي يتمتع بشعبية مضاعفة ، هو زعيم الطاقة الجديدة. في السنوات الأخيرة ، أصبح استخدام الطاقة الشمسية أكثر انتشارًا في جميع أنحاء العالم ، لا سيما في هذا المجال ، أصبحت أنظمة الطاقة الشمسية تحل تدريجياً محل بعض معدات إمداد الطاقة التقليدية ، وهو أمر شائع بشكل متزايد.

مزايا الطاقة الشمسية.

أ ، آمن وموثوق ، لا ضوضاء ، لا إشعاع ، لا حاجة لاستهلاك الوقود ، لا توجد أجزاء دوارة ميكانيكية ، معدل فشل منخفض وعمر طويل.

ب ، صديقة للبيئة وجميلة ، لا تقتصر على الموقع الجغرافي ، وفترة البناء القصيرة ، والحجم حسب الرغبة ، وسهل الفك ، وسهل النقل.

ج ، تكاليف التفكيك والتلف جاهزة للاستخدام منخفضة ، ويمكن دمجها بسهولة مع المبنى ، ولا حاجة إلى دفن خطوط نقل عالية مسبقًا ، ويمكن تجنب تلف الغطاء النباتي وتكاليف البيئة والهندسة عند وضع الكابلات على مسافات طويلة.

د ، جهد ثابت ، مصدر طاقة عالي الجودة ، يستخدم على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من معدات الطاقة ، مناسب جدًا للريف والمزارع والتلال والجزر والطرق السريعة وغيرها من الأماكن النائية بالكهرباء ، ولكن أيضًا طاقة احتياطية جيدة جدًا في حالات الطوارئ.

ه ، سهولة الصيانة ، عمر خدمة يصل إلى 20 عامًا أو أكثر ، مجموعة متنوعة من طرق الشحن تكمل بعضها البعض ، يمكن شحن الطاقة الشمسية وطاقة المرافق للنظام.

F. توليد الطاقة الشمسية لا ينضب مقارنة بتوليد الطاقة التقليدية ، وهو أكثر الطاقة المتجددة حيلة.

ز. لا يتسبب توليد الطاقة الشمسية في تلوث الهواء أو فقدان التوازن البيئي ، وهو مصدر أخضر للطاقة المتجددة.

ح. نظام توليد الطاقة الشمسية سهل التركيب ، وسهل الصيانة ، وفعال من حيث التكلفة.

3 ، لماذا استخدام الطاقة الشمسية للمراقبة عن بعد في الهواء الطلق؟

في المشاريع الميكانيكية والكهربائية ، يعتبر تركيب المعدات والأسلاك بشكل بسيط ومعقد وسهل ويصعب صيانتها لاحقًا أيضًا مصدر قلق لكثير من المالكين والمقاولين ، وإمدادات الطاقة الشمسية مقارنة بمصدر طاقة الكبل التقليدي ، فالأول يزيل الكثير من الأسلاك المعقدة ، التحميل على العمود لإكمال التثبيت البسيط: للصيانة اللاحقة ، ولكن أيضًا الألواح الشمسية للتنظيف ، والبطارية للاستبدال الضروري.

نظرًا لنظام المراقبة الكامل لنشر المزيد من الكاميرات ، التي تنطوي على مسافة طويلة نسبيًا ، إذا كان مصدر طاقة كابل الدفن المباشر التقليدي ، مع مراعاة عوامل انخفاض الجهد على طول الكابل ، يجب أن يستخدم كبلًا نحاسيًا سميكًا نسبيًا ، و تستمر أسعار النحاس المحلية الحالية في الارتفاع ، لذلك من الواضح أيضًا زيادة تكلفة الكثيرين. في حالة استخدام مصدر الطاقة الشمسية ، يتم التخلص من الكابلات الوسيطة وعملية مدها ، والتي تتميز بأداء تكلفة جيد جدًا.

هاء أنظمة تعمل بالطاقة الشمسية

يتكون نظام المراقبة اللاسلكية الشمسية بشكل أساسي من ثلاثة أنظمة فرعية: نظام إمداد الطاقة الشمسية ونظام نقل الفيديو اللاسلكي ونظام مراقبة الفيديو.

يتكون نظام إمداد الطاقة الشمسية من وحدات الطاقة الشمسية ، وتوربينات الرياح ، والبطاريات الغروية ، ووحدات التحكم الذكية في الشحن / التفريغ ، وما إلى ذلك. تعمل الوحدات الشمسية وتوربينات الرياح على تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية ، والتي يتم التحكم فيها بواسطة وحدة تحكم ذكية تكميلية للمشهد لتخزين الكهرباء الطاقة في البطارية (الشحن) ؛ عند الحاجة إلى مصدر طاقة ، قم بتشغيل مفتاح وحدة التحكم لتوصيل الحمل وتوفير الطاقة الكهربائية في البطارية للحمل (التفريغ). تتمثل الوظيفة الرئيسية لوحدة التحكم الذكية في إدارة شحن وتفريغ البطارية. عندما يكون مصدر طاقة البطارية غير كافٍ أثناء وقت العمل ، تقوم وحدة التحكم تلقائيًا بقطع مصدر طاقة الحمل وتحمي البطارية من الإفراط في التفريغ ؛ عندما يتم شحن البطارية باستمرار ، تحمي وحدة التحكم البطارية من الشحن الزائد.

البطارية هي مصدر الطاقة اللازمة للحفاظ على النظام في حالة عدم وجود أشعة الشمس ، فعندما تكون هناك أيام غائمة وممطرة بشكل مستمر ، تحتاج البطارية إلى طاقة كافية للحفاظ على استمرار عمل النظام بأكمله ، وذلك بسبب ارتفاع السعر. من بطارية هلام الطاقة الشمسية ، لا يمكن أن تأخذ في الاعتبار عدة أيام طويلة غائمة وممطرة في السنة وزيادة تكوين بطارية النظام ، بحيث يكون النظام في معظم الوقت في حالة ضياع ، نتائج بطارية التكوين أكثر من اللازم في زيادة كبيرة في التكاليف. لذلك ، يجب أن يُسمح لنظام التطبيقات الذي يعمل بالطاقة الشمسية بانخفاض احتمال حدوث نقص في الطاقة ، ويكون وقت إمداد الطاقة المستقل عن البطارية بشكل عام 4-10 يوم.

يتكون النظام الفرعي لنقل الفيديو اللاسلكي من جسر رقمي وشبكة لاسلكية 4G و COFDM وما إلى ذلك.

يتكون النظام الفرعي للمراقبة بالفيديو من الكاميرات ومعدات إدارة الفيديو الطرفية (مثل مسجلات القرص الصلب الرقمي) وما إلى ذلك. وفقًا للحاجة إلى إضافة وظائف مساعدة أخرى مثل: التقاط الصوت الأمامي ، ومكبرات الصوت الأمامية ، وفيديو الواجهة الأمامية ، واستشعار الواجهة الأمامية ، وتحليل الفيديو ، والبث اللاسلكي ، وكشف الحركة ، ومحطة ترحيل الإشارة اللاسلكية ، إلخ.

يتمتع نظام التحكم الشمسي بالعديد من المزايا: حماية البيئة وتوفير الطاقة ، لا حاجة لحفر خندق أو إعداد رف طاقة ، لا حاجة لكمية كبيرة من الأسلاك ، لا حاجة لمعدات النقل والمحطات الفرعية ، فترة بناء قصيرة ، لا استهلاك من طاقة المرافق ولا توجد تكاليف كهرباء ، ولا توجد قيود على الموقع الجغرافي ، وتكاليف صيانة منخفضة ، وجهد منخفض دون التعرض لخطر الصدمة الكهربائية وحركة مرنة.

يوجد حاليًا ثلاثة أنواع من طرق نقل البيانات المناسبة لمراقبة الطاقة الشمسية.

إحداها عبارة عن شبكة ميكروويف تعتمد على الجسور اللاسلكية.

والثاني يعتمد على شبكات 3G / 4G لمشغلي المنصات اللاسلكية ؛

ثالثًا ، يمكن اختيار النقل السلكي وفقًا للحالة الفعلية جنبًا إلى جنب مع الحاجة.

بشكل عام ، المراقبة اللاسلكية ، مناسبة للمناطق التي ليس لها ظل أو أقل.

مبدأ عمل نظام الإمداد بالطاقة الشمسية للمراقبة بالفيديو.

أ. عندما يكون ضوء الشمس قويًا ، يتقارب التيار المتولد من الوحدات الكهروضوئية الشمسية إلى وحدة التحكم ، التي توفر الطاقة للمراقبة. الوحدات الكهروضوئية الشمسية من خلال وحدة التحكم لتشغيل مكونات المراقبة بالفيديو ، في حين أن أكثر من الطاقة المخزنة في نظام تخزين الطاقة.

ب ، عندما تكون الشمس ضعيفة ، لا يمكن لتوليد الطاقة في لوحة وحدة تخزين الطاقة الشمسية أن يلبي احتياجات مراقبة الفيديو للطاقة ، والحمل بالإضافة إلى الحصول على الطاقة من لوحة وحدة تخزين الطاقة الشمسية ، ونظام تخزين الطاقة أثناء التفريغ إلى تلبية عملية مستقرة للمراقبة بالفيديو.

ج ، عندما يكون الليل ، الأيام الملبدة بالغيوم وظروف ضوء الشمس السيئة الأخرى ، تحول بواسطة نظام تخزين الطاقة إلى مصدر طاقة للمراقبة بالفيديو.

المزايا الهامة لنظام المراقبة بالفيديو الشمسي:

1 ، تحديد قدرة توليد الطاقة الشمسية وفقًا لموارد الطاقة الشمسية المحددة واستهلاك الطاقة في المنطقة.

2 ، ضمان مصدر طاقة مستمر ومستقر لجميع معدات المراقبة.

3 ، معدات المراقبة اللاسلكية للنظر في إمدادات الطاقة طوال اليوم ، أقصى وقت لإمداد الطاقة اليومي: 24 ساعة.

4 ، اقتصادية وعملية وموثوقة وآمنة.

5 ، الاستخدام المستمر الطويل للأيام الغائمة والممطرة (يمكن تصميمها وفقًا للوضع الفعلي لأيام إمدادات الطاقة المستمرة).

6 ، يمكن أن توفر DC12V 24V أو AC220 امدادات الطاقة في نفس الوقت.

7 ، باستخدام أحدث بطارية مقاومة للماء خالية من الصيانة والرصاص دورة عميقة كمعدات تخزين الطاقة ، ودرجة حرارة العمل بين -40 درجة ~ بالإضافة إلى 60 درجة ، مع ارتفاع العمر والأداء العالي.

8 ، التحكم الآلي في تشغيل المعدات ، يمكن أن يحقق المراقبة عن بعد واللاسلكية غير المراقبة.

9 ، استخدام مراقبة خاصة مراقبة ، نظام العاكس ، لا تدخل في مراقبة إشارة جهاز الإرسال والاستقبال العادية ، إدارة وصيانة بسيطة ومريحة ، وتكاليف تشغيل منخفضة للغاية.

10 ، استثمار ، فوائد طويلة الأجل.

فيما يلي مزايا نظام الاتصالات اللاسلكية والمراقبة بالفيديو الذي يعمل بالطاقة الشمسية.

1 ، استخدام مصدر طاقة مستقل للطاقة الشمسية ، ونقل لاسلكي ، لاسلكي بالكامل.

2 ، مكونات مرنة ، مدمجة ، سهلة التركيب والشبكات.

3 ، وضع التيار المتردد والتيار المستمر ، لتلبية احتياجات مجموعة متنوعة من قوة التحميل.

4 ، أمن جيد ، تكلفة صيانة منخفضة وتكلفة منخفضة.

يتكون نظام إمداد الطاقة لمراقبة الفيديو بالطاقة الشمسية (قوس الطاقة الشمسية الكهروضوئية على سيناريو تركيب القطب) من: عمود رأسي ، ناتئ ، قضيب صاعقة ، قوس شمسي ، وحدات كهروضوئية شمسية ، صندوق حوض (اختياري) ، خزانة تحكم كهربائية (بما في ذلك وحدة تحكم ، وحدة منظم جهد التيار المستمر ، وحدة DC إلى DC) ، المظلة ، نظام تخزين الطاقة ، مراقبة الفيديو (الكاميرات ، إلخ) ، جسر الشبكة اللاسلكية.