Introdução
A implantação de equipamentos de rede em ambientes externos remotos tem sido sempre um desafio devido à falta de infraestruturas de energia fiáveis.
Sistemas tradicionais de vigilância instalados em rodovias, explorações agrícolas, florestas, canteiros de obras, minas, reservatórios,e locais de segurança de fronteira, muitas vezes exigem instalações de rede de energia caras ou manutenção frequente de sistemas de energia autônomos.
Para responder a estes desafios, a OLYCOM desenvolveu oInterruptor PoE solar industrial gerenciado IM-FP244S-GM, uma solução de rede integrada que combina um interruptor PoE gerenciado Gigabit, um controlador de carga solar MPPT e gerenciamento de bateria em um dispositivo industrial compacto.
O switch permite que câmeras IP, pontes sem fio, pontos de acesso e outros dispositivos PoE funcionem continuamente usando energia solar, tornando-o ideal para implantações fora da rede.O controlador de carga MPPT integrado suporta ligação direta a painéis fotovoltaicos e sistemas de baterias, proporcionando uma operação fiável 24 horas por dia, 7 dias por semana, reduzindo a dependência da infra-estrutura de energia convencional.
Este estudo de caso demonstra como um sistema de vigilância a energia solar pode proporcionar uma conectividade de rede ininterrupta durante a operação diurna e noturna.
Desafio do cliente
Um cliente planeava implantar várias câmaras IP ao ar livre e um altifalante de alarme num local de monitorização remota onde a energia comercial AC não estava disponível.
O projecto exigia:
- Operação contínua 24 horas por dia, 7 dias por semana
- Energia fornecida inteiramente por energia solar
- Conectividade de rede estável Gigabit
- Gerenciamento remoto de dispositivos
- Suporte para vários dispositivos PoE
- Funcionamento fiável em condições extremas ao ar livre
- Manutenção mínima após a instalação
A instalação de linhas elétricas tradicionais aumentaria significativamente os custos do projecto e o tempo de construção.
O cliente exigia, por conseguinte, uma solução completa de redes de vigilância fora da rede alimentada inteiramente por energia renovável.
Resumo da solução
A solução é construída em torno do OLYCOM IM-FP244S-GM Managed DINComutador PoE Solar.
Ao contrário dos interruptores industriais convencionais que requerem um controlador solar externo, carregador de bateria e sistema de energia CC,Este dispositivo integra todas as funções essenciais de gestão de energia numa única plataforma industrial..
A solução inclui:
- Painel solar
- Comutador PoE Solar Industrial Gestado
- Controlador de carga solar MPPT
- Sistema de bateria de 12 V ou 24 V
- Câmaras IP
- Alto-falante de alarme externo
- Fibra ou Gigabit uplink para o centro de monitorização
O projeto integrado simplifica muito a implantação, melhorando a confiabilidade geral do sistema.
Princípio de funcionamento do sistema
O sistema de energia solar muda automaticamente entre o modo de carregamento e a potência da bateria de acordo com as condições ambientais.
Operação diurna: Carregamento solar
Durante o dia, o painel fotovoltaico converte a luz solar em energia elétrica.
O controlador MPPT integrado monitora continuamente o ponto de potência máxima do painel solar,Otimizar a eficiência de carregamento e garantir que a bateria receba a maior corrente de carregamento possível.
Ao mesmo tempo, a energia gerada alimenta os dispositivos PoE conectados, incluindo câmeras IP, pontes sem fio, pontos de acesso e alto-falantes de alarme.
Qualquer excesso de energia é armazenado na bateria para operação noturna.
Esta gestão inteligente da energia permite que o sistema de vigilância funcione continuamente sem interromper a comunicação da rede.
Operação noturna: descarga da bateria
Após o pôr do sol, o painel solar não gera mais eletricidade.
O sistema passa automaticamente para bateria sem necessidade de intervenção manual.
A energia da bateria armazenada continua a fornecer energia ao interruptor industrial PoE, que mantém a operação ininterrupta de todos os dispositivos de rede conectados.
Como a transição de energia é totalmente automática, as câmeras IP permanecem online durante toda a noite, garantindo gravação de vídeo contínua e monitoramento remoto.
Este mecanismo de comutação garante uma verdadeira vigilância 24 horas, mesmo em ambientes completamente fora da rede.
Por que a MPPT faz diferença
Uma das principais tecnologias por trás desta solução é o controlador de carregamento solar integrado MPPT (Maximum Power Point Tracking).
Em comparação com os sistemas de carga PWM convencionais,O MPPT ajusta continuamente a tensão de funcionamento e a corrente do painel fotovoltaico para extrair a potência máxima disponível sob condições de luz solar variáveis.
Isto resulta em:
- Maior eficiência de carga
- Carregamento mais rápido da bateria
- Melhor desempenho durante o clima nublado
- Melhor vida útil da bateria
- Fornecimento de energia mais estável para equipamento de rede exterior
O controlador fornece eficiências de carregamento de até 98%, suporta entrada de painéis solares de até 1200W e pode trabalhar com sistemas fotovoltaicos de 12V e 24V.Também suporta reconhecimento automático de tensão da bateria, proteção integrada da bateria e múltiplos perfis de bateria.
| Tipo de bateria |
Bateria de chumbo |
Bateria de lítio |
Bateria de fosfato de ferro de lítio |
| Voltagem da bateria |
12 V |
24 V |
12.6V |
25.2V |
14.8V |
29.6V |
| Modo de carga |
MPPT ((Limitador de corrente e tensão - corrente constante - limite de tensão - limite de pressão e corrente --- carga flutuante) |
MPPT (corrente e tensão limitantes de corrente constante, tensão constante) |
| Função de carga auxiliar |
Apoio |
| Limite de detecção da tensão da bateria |
< 12,6 V |
< 24,8 V |
< 12,2 V |
< 24,4 V |
< 14,2 V |
< 28,8 V |
| Corrente de carga nominal |
15A |
| Corrente flutuante |
50 mA-1000 mA |
- Não. |
| Tempo de flutuação |
3 horas |
- Não. |
| Paragem de carga |
Horário do flote de chegada |
Tensão nominal e corrente de carga simultânea < 30 mA |
| Corrente de descarga nominal |
6.5A |
3.6A |
8.5A |
4A |
6.5A |
4A |
| Tensão de saída PoE |
42 ~ 57 V |
| Potência de saída PoE |
Máximo de 120 W |
| Voltagem de circuito aberto fotovoltaico |
32 V |
45 V |
32 V |
45 V |
32 V |
45 V |
| Input fotovoltaico |
Máximo 57V, Máximo 1200W |
| Tensão máxima de carga |
14.7V |
29.6V |
12.6V |
25.2V |
14.8V |
29.6V |
| Voltagem de carga flutuante |
13.7V |
27.4V |
- Não. |
- Não. |
- Não. |
- Não. |
| Voltagem limite de descargaE |
10.1V |
20.2V |
9V |
18V |
10.2V |
20.4V |
| Tipo |
Especificações padrão do tipo de bateria 6 (12V bateria * 3, 24V bateria * 3) Parâmetros de bateria personalizáveis
Suporta até 500AH
|
| Proteção contra sobre-temperatura |
Suporta desligamento automático da placa-mãe sobre temperatura e bateria sobre temperatura (opcional) |
| Proteção de entrada |
Proteção contra sobrecorrência, sobrevoltagem, arranque atrasado e contra ligações |
| Função de saída |
Supercorrente, sobrevoltagem e curto-circuito |
| Luz indicadora |
Indicador de funcionamento normal do sistema, lâmpada de bateria, indicador de normal de entrada, indicador de descarga de carga e indicador de falha de material composto multifuncional |
Configuração do hardware
O IM-FP244S-GM combina a rede e a gestão de energia numa única plataforma industrial.
As principais características incluem:
- 4 × portas Ethernet PoE Gigabit
- Portas de ligação ascendente de fibra SFP de 2 × Gigabit
- Apoio PoE IEEE 802.3af/at/bt
- Saída máxima de 90 W na porta 1
- Orçamento total de PoE de 120 W
- Controlador de carga solar integrado MPPT
- Apoio às baterias de chumbo-ácido e de lítio
- Capacidade da bateria até 500Ah
- Funções de comutação gerenciadas de camada 2
- PoE Watchdog para recuperação automática do dispositivo
- Protecção contra sobretensões de 6 KV
- Temperatura de funcionamento industrial de -20°C a +65°C.
Uma vez que a rede e o carregamento solar estão integrados num único dispositivo, os instaladores necessitam de menos componentes, reduzindo a complexidade dos fios e melhorando a fiabilidade a longo prazo.
Cenários de aplicação
O Solar PoE Switch é adequado para uma ampla gama de projetos de rede ao ar livre, incluindo:
- Vigilância de CCTV a energia solar
- Sistemas de monitorização rodoviária
- Transportes inteligentes
- Prevenção de incêndios florestais
- Segurança das fronteiras
- Gasodutos de petróleo e gás
- Parques solares
- Monitorização agrícola
- Monitorização da pesca
- Segurança dos reservatórios e barragens
- Locais de construção
- Operações de mineração
- Instalações de ponte sem fios
- Infraestruturas de cidades inteligentes
- Estações de monitorização ambiental
Sempre que a eletricidade comercial não esteja disponível ou seja difícil de instalar, um sistema de rede a energia solar fornece uma alternativa eficiente.
Benefícios da solução
Em comparação com as soluções convencionais de rede ao ar livre, esta arquitetura integrada a energia solar oferece várias vantagens significativas.
Em primeiro lugar, elimina a necessidade de energia AC externa, tornando possível a implantação em locais completamente remotos.
Em segundo lugar, a integração do controlador MPPT, da gestão da bateria e do interruptor industrial PoE num único dispositivo reduz a complexidade da instalação e os custos de manutenção.
Em terceiro lugar, o gerenciamento inteligente da bateria protege o sistema de armazenamento de energia, maximizando a vida útil da bateria.
Em quarto lugar, os recursos de rede gerenciados permitem monitoramento remoto, configuração de VLAN, gerenciamento de tráfego e recuperação automática de dispositivos PoE conectados através da função de vigilância PoE embutida.
Por último, o sistema garante uma operação contínua 24 horas por dia, 7 dias por semana, alternando automaticamente entre o carregamento solar durante o dia e a descarga da bateria durante a noite.assegurar a energia ininterrupta para os equipamentos de vigilância.
Conclusão
O presente projeto demonstra como o OLYCOM IM-FP244S-GM Managed Industrial Solar PoE Switch oferece uma solução completa de rede exterior movida a energia solar para aplicações de vigilância remota.
Ao integrar um interruptor PoE gerenciado Gigabit, um controlador de carga solar MPPT e um sistema de gerenciamento de bateria em um único dispositivo industrial,A solução permite uma operação fiável fora da rede para câmaras IP, pontes sem fio, iluminação LED e outros equipamentos PoE.
A transição automática entre carregamento solar diurno e descarga da bateria noturna garante uma operação ininterrupta 24 horas por dia, 7 dias por semana, 24 horas por semana.enquanto a gestão inteligente da bateria e a tecnologia MPPT de alta eficiência maximizam a utilização de energia e reduzem os requisitos de manutenção.
Para organizações que planejam sistemas de CCTV movidos a energia solar, instalações de câmeras IP fora da rede ou projetos de redes industriais remotas, esta solução fornece uma solução confiável, escalável,e uma plataforma de eficiência energética que combina a rede, gestão de energia e energia renovável num único sistema integrado.
Por favor verifique seu email!
