對于遠(yuǎn)距離的監(jiān)控或者野外監(jiān)控，供電比較困難，一般采用太陽能監(jiān)控系統(tǒng)比較多，但是對于太陽能監(jiān)控系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)呢？如何施工呢？

 

這些問題弱電人經(jīng)常問起，本期我們來看下太陽能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工解決方案，一步步詳解太陽能監(jiān)控系統(tǒng)的安裝。解決現(xiàn)實(shí)中的太陽能遠(yuǎn)距離監(jiān)控傳輸問題。

 

一、太陽能監(jiān)控原理

1、太陽能監(jiān)控原理

 

大家都知道太陽能是一種取之不盡、用之不竭的清潔環(huán)保型新型能源，但是要在野外安裝監(jiān)控由于安裝環(huán)境多處在人煙稀少、環(huán)境惡劣的地方，一般都沒有正常、穩(wěn)定的交流電供電；

在這種情況下，可以選用太陽能或者風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)解決現(xiàn)場供電問題。太陽能供電系統(tǒng)的工作原理是將太陽的光能轉(zhuǎn)化為電能，太陽能充放電控制作為中心控制設(shè)備，一方面將太陽電池組件轉(zhuǎn)化的電能存儲(chǔ)在蓄電池組里，一方面控制蓄電池組對負(fù)載設(shè)備供電。如果負(fù)載設(shè)備中需要交流電供電，則需要通過逆變器將直流電逆變成交流電。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備的用電需求，可輸出12V/24V/36V/48/220V 等不同電壓，滿足各種設(shè)備的供電需要，系統(tǒng)運(yùn)行可靠穩(wěn)定，能滿足戶外各種惡劣工作環(huán)境。

 

太陽能監(jiān)控主要應(yīng)用于野外以及城市不方便布線的區(qū)域，例如：建筑工地、水庫大壩、河流水位、漁場林場監(jiān)控,森林防火、島嶼監(jiān)控、邊防監(jiān)控、單兵偵測等等。

 

太陽能監(jiān)控可采用4G一體網(wǎng)絡(luò)攝像頭，直接插入三大網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的 4G 流量卡即可對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，彌補(bǔ)了市場上普通監(jiān)控對于施工難度大，無網(wǎng)無電環(huán)境的應(yīng)用。

 

即裝即用，不受距離的限制，只要有網(wǎng)絡(luò)就可以進(jìn)行實(shí)時(shí)觀看。

 

 

二、安裝前的準(zhǔn)備工作

1、檢查 4G 覆蓋情況

方法比較簡單，準(zhǔn)備好一部支持 4G 卡手機(jī)及一張 4G 流量卡，到需要安裝的位置查看一下手機(jī)的信號(hào)是否有 4G 的標(biāo)識(shí)，且播放網(wǎng)上的小視頻是否流暢，同時(shí)要注意三大運(yùn)營商：中國電信，中國聯(lián)通以及中國移動(dòng) 4G 信號(hào)覆蓋的情況，優(yōu)先考慮信號(hào)最強(qiáng)的運(yùn)營商。如果安裝環(huán)境沒有 4G 的信號(hào)，可以使用網(wǎng)橋進(jìn)行連接。

 

2、檢查安裝太陽能立桿位置地理?xiàng)l件。

1.電池板朝南安裝成 45 度角，我公司的太陽能板支架已經(jīng)調(diào)整好角度，只需抱箍進(jìn)行安裝即可。

電池板之間需避免遮擋。包括周邊建筑物(電線桿，房屋檐角等)。

 

3、立桿安裝準(zhǔn)備工作（由于立桿屬于大件產(chǎn)品物流費(fèi)用比較貴，不建議在我公司購買，建議當(dāng)?shù)刭徺I，一般使用 76 的 5 米-6 米的立桿即可）。

 

首先對安裝施工地點(diǎn)氣候及周圍環(huán)境考察，確定施工方案實(shí)施的可行性。施工地點(diǎn)選擇遵循以下原則：

 

三、太陽能監(jiān)控地基施工

地基施工流程圖

 

基礎(chǔ)開挖：以設(shè)計(jì)圖為準(zhǔn)對綠化帶、人行道開挖基礎(chǔ)基坑，按道路安全作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文明施工懸掛明顯警示標(biāo)志防止行人跌入，及時(shí)清運(yùn)渣土。

 

監(jiān)控基礎(chǔ)澆筑步驟：安放地籠、安裝接地、預(yù)埋管線（光路、電路管線）、澆筑混凝土（商混 C25）、使用震動(dòng)棒排出混凝土中的空氣、打水平儀調(diào)整角度、安裝模具（制作各個(gè)尺寸）保養(yǎng)、懸掛警示標(biāo)志。

 

基礎(chǔ)澆筑標(biāo)準(zhǔn)：嚴(yán)格按照送檢要求進(jìn)行混凝土配比（C25 商混），并預(yù)埋直徑 90mmPVC 穿線管側(cè)面穿入手井，澆筑時(shí)需打水平尺將地龍固正，注意最外側(cè) 2 螺桿需與馬路方向（監(jiān)控方位）平齊（誤差≤0.5°）。澆筑倒?jié){時(shí)需用攪動(dòng)棒在四角落區(qū)域進(jìn)行均勻震動(dòng)，基礎(chǔ)澆筑完后，應(yīng)對表面水泥進(jìn)行細(xì)化處理，并對該基礎(chǔ)進(jìn)行連續(xù)七天覆膜養(yǎng)護(hù)處理。施工過程中拍照（長、寬、深、基坑全景、澆筑震蕩、澆筑完成），并填寫隱蔽工程記錄表報(bào)與監(jiān)理驗(yàn)收后簽字確認(rèn)。

 

開挖基礎(chǔ)尺寸： 

4 米桿高基礎(chǔ):

（長*寬*深為 600mm*600mm*800mm）

 

6 米桿高基礎(chǔ):

（長*寬*深 800mm*800mm*1000mm）

 

桿件吊裝：安裝監(jiān)控立桿步驟：吊裝桿件、串引網(wǎng)線、信號(hào)線、電源線由橫臂至設(shè)備箱、由吊車起吊安裝固定（螺栓固定后抹黃油做好防銹措施）、夜間道路施工車輛打雙閃，施工作業(yè)面至前方 30 米處放置反光錐作為警示，并安排一名人員維持交通。安裝過程中拍照記錄存檔。

 

立桿安裝標(biāo)準(zhǔn)：立桿桿體與地面水平垂直（誤差≤0.5°），保證桿體與接地母線焊接牢固（阻值不大于 0.1 Ω），保證桿件與地龍牢固結(jié)合，對地龍螺栓進(jìn)行抗腐蝕、抗氧化、保安全處理（螺桿抹黃油），保證桿體與配電箱緊密結(jié)合，保證橫臂開口方向與道路方向垂直（誤差≤1°），立桿過程中提前穿好細(xì)鐵絲方便后期穿線。

效果圖

 

 

四、太陽能監(jiān)控地基施工

1、太陽能電池板

太陽能電池板的作用是將太陽輻射能量直接轉(zhuǎn)換成直流電，供負(fù)載使用或貯存于蓄電池內(nèi)備用，它是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部件之一，其轉(zhuǎn)換率和使用壽命是決定太陽能電池是否具有使用價(jià)值的重要因素。太陽能光電池板可組成各種大小不同的太陽能電池方陣，亦稱太陽能電池陣列。太陽能電池板的功率輸出能力與其面積的大小密切相關(guān)，面積越大，在相同光照條件下的輸出功率也越大。

 

太陽能電池板一般由電池片、組件邊框、鋼化玻璃、封裝材料以及接線盒等組成。

 

 

2、太陽能充放電控制器

在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，充放電控制器在整個(gè)系統(tǒng)中起著重要的作用，扮演著系統(tǒng)管理和組織核心的角色。太陽能充放電控制器能夠?yàn)樾铍姵靥峁┳罴训某潆婋娏骱碗妷海焖?、平穩(wěn)、高效的為蓄電池充電，并在充電過程中減少損耗、盡量延長電池的使用壽命；同時(shí)保護(hù)蓄電池，避免過充電和過放電現(xiàn)象的發(fā)生。

 

3、蓄電池組

蓄電池組是獨(dú)立太陽能供電系統(tǒng)不可缺少的重要部件。蓄電池組將太陽能電池方陣發(fā)出的直流電貯能起來，供負(fù)載使用。在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池處于浮充電狀態(tài)。白天太陽能電池方陣給負(fù)載供電，同時(shí)電池方陣還給蓄電池充電。

蓄電池主要有：鉛酸免維護(hù)電池，磷酸鐵鋰電池

優(yōu)點(diǎn)：鉛酸電池價(jià)格便宜，在北方 0 度以下照常工作，使用壽命 4 年左右磷酸鐵鋰電池體積小，使用壽命 8 年以上，完全不需要任何維護(hù)。

缺點(diǎn)：鉛酸電池體面非常大，只能地埋，一年最少要打開維護(hù)一次更換電池水。

4、逆變器

由于太陽能電池的直接輸出一般都是直流電，為能向使用交流電的設(shè)備提供電能，應(yīng)將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用 DC-AC 逆變器。有時(shí)還要根據(jù)設(shè)備工作電壓的需要，采用變壓器進(jìn)行升降壓。

 

 

 

 

 

 

五、太陽能前端使用功率計(jì)算及配置

 

1、監(jiān)控設(shè)備功率及日耗電量的確定

確定太陽能發(fā)電功率及配置的前提是確定前端需要供電設(shè)備（負(fù)載）的功率及耗電量。通過廠家提供的技術(shù)資料和實(shí)驗(yàn)方式可以確定設(shè)備功率，所有設(shè)備功率（注：適配器供電時(shí)，功率=設(shè)備額定功率/適配器效率）的算術(shù)和即為總功率 W，由此可以確定負(fù)載日耗電量 P：

 

P=W*24h/K

 

K 為逆變器效率若太陽能電池板和蓄電池的輸出電壓為 12V，則負(fù)載設(shè)備日耗電容量 Q=P/12V

 

若太陽能電池板和蓄電池的輸出電壓為 24V，則負(fù)載設(shè)備日耗電容量 Q=P/24V

 

2、蓄電池組容量設(shè)計(jì)

蓄電池的容量對保證連續(xù)供電是極其重要的。太陽能方陣每日所發(fā)電量除供設(shè)備消耗外，還要多出一部分電量存儲(chǔ)到蓄電池內(nèi)以備夜間及陰雨天使用。

蓄電池的容量 Q＇計(jì)算公式為：

 

Q＇=γ*Q*N＇*τ/C（AH）

 

式中：

γ 為安全系數(shù)，取 1.1～1.4 之間；

Q 為負(fù)載設(shè)備日耗電容量；

N＇為最長連續(xù)陰雨天數(shù)；

τ 為溫度修正系數(shù)，一般在 0℃以上取 1，-10℃以上取 1.1，-10℃以下取 1.2； 

C 為蓄電池放電深度，一般鉛酸電池為 0.75。

 

 

 

 

六、太陽能板安裝

 

1、準(zhǔn)備工作

（1）、拆裝及組裝地點(diǎn)選擇：拆裝地點(diǎn)應(yīng)在安裝地點(diǎn)附近，以便于組裝后的運(yùn)輸。此外，安裝地點(diǎn)鋪有防雨布，放置因地面的凸起或細(xì)沙及污漬而造磨損、劃傷及玷污等。

 

（2)、安裝人員及工具：專業(yè)安裝人員 1～2名（安裝任務(wù)較重時(shí)可相應(yīng)增加安裝人員），每人配備安裝工具一套， 包括萬用表一臺(tái)、內(nèi)六角扳手一套，平口螺絲刀、三角鎖工裝、十字螺絲刀和尖嘴鉗各一把，絕緣膠布、防水膠帶數(shù)卷等。 

 

(3)、依照貨物清單清點(diǎn)配件；拆裝并參照裝箱清單一一核對各零部件并檢查有無磕碰、磨損、變形和劃傷等損壞， 不合格品 禁止安裝。

 

(4)、太陽能組件及易磨損配件（例如太陽電池組件、監(jiān)控設(shè)備等）在放置時(shí)必須墊有柔軟的墊物以免在安裝過程 中造成劃傷等不必要的損壞。

 

2、太陽能組件安裝

（1）、組裝立桿組件，調(diào)整立桿與太陽能電池組件的方向。組裝燈桿時(shí),螺栓連接處連接緊固，受力均勻，必要時(shí) 采用螺紋鎖固膠； 

 

（2）、借用預(yù)穿好的穿線鐵絲穿電線。穿線時(shí)，禁止用力拉拽，以免造成護(hù)套線劃傷乃至斷裂。連接太陽電池組 件及電源的護(hù)套線必須留有足夠余量；連接控制器的電源線需向下彎曲一些， 防止水順電線流入接線端子上。 

 

（3）、安裝太陽電池組件：

1）組件固定：用螺栓固定太陽電池組件兩個(gè)邊并緊固；

2）安放太陽電池組件時(shí)，接線盒應(yīng)保持連接線向下；

3）太陽電池組件間連線原則： 

a、護(hù)套線與太陽電池組件的接線端子必須接實(shí)； 

b、護(hù)套線在桿體內(nèi)穿行，不可裸露； 

c、連線完畢后，用萬用表檢測各個(gè)線路是否正確。注意：電池組件在安裝過程中要輕拿輕放，避免工具等器具對其造成損壞

 

 

支架安裝效果圖：

鋰電池安裝上桿圖

 

100W安裝效果圖

 

4、監(jiān)控?cái)z像頭：依據(jù)攝像頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝。

 

多塊太陽能板進(jìn)行串聯(lián)連接意圖

 

 

 

七、風(fēng)光互補(bǔ)

一、什么是風(fēng)光互補(bǔ)

為了提高電力部門的生產(chǎn)效益，各變電站/所實(shí)現(xiàn)無人值守將成為一種需要。在電力調(diào)度通訊中心建立監(jiān)控中心，通過對各個(gè)變電站/所進(jìn)行視頻畫面的實(shí)時(shí)監(jiān)視，以便能夠?qū)崟r(shí)、直接地了解和掌握各個(gè)變電站/所的情況，及時(shí)對所發(fā)生的情況做出反應(yīng)，適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需要。

 

針對這種形勢，使用風(fēng)光互補(bǔ)無線監(jiān)控系統(tǒng)將能有效地實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和管理。系統(tǒng)全天候地對變電站/所現(xiàn)場的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行采集編碼，一方面將視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)于本地的存儲(chǔ)設(shè)備中，以便事后的回放調(diào)查；另一方面，通過 4G無線或者網(wǎng)橋傳輸設(shè)備使監(jiān)控中心能統(tǒng)一地監(jiān)視和管理。

 

 

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)

（1）、無線傳輸由于監(jiān)控點(diǎn)自身環(huán)境特點(diǎn)，傳輸方式不可能采用有線或光纜，因此應(yīng)選擇無線傳輸方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。目前，4G 無線傳輸技術(shù)成熟，并得到廣泛的應(yīng)用，其具有信號(hào)覆蓋率高，部署方便等特點(diǎn)，是該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最佳選擇。

 

（2）、供電保證同樣由于監(jiān)控點(diǎn)自身環(huán)境的特點(diǎn)，設(shè)備供電不能保證有市電的供應(yīng)，所以要保證設(shè)備全天候正常工作，對應(yīng)的配套供電系統(tǒng)成了該系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)。太陽能供電系統(tǒng)由太陽電池組件構(gòu)成的太陽電池方陣、太陽能充電控制裝置、逆變器、蓄電池組構(gòu)成。太陽能供電系統(tǒng)在晴朗的白天能將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，給負(fù)載供電的同時(shí)，也給蓄電池組充電；在無光照時(shí)，可由蓄電池給負(fù)載供電。又考慮到可能出現(xiàn)的極其惡劣的長時(shí)間無光照的天氣，配備風(fēng)能供電系統(tǒng)能給供電帶來更大的保證。所以綜合來看，風(fēng)光互補(bǔ)放電系統(tǒng)將是保證設(shè)備供電的最佳選擇。

 

3、避雷接地安全可靠。

戶外監(jiān)控系統(tǒng)的軟肋是前端的避雷與接地，前端設(shè)備的避雷與接地直接影響整個(gè)工程的安全性和可靠性，忽視了避雷與接地將會(huì)給用戶帶來巨大的的損失，避雷原則是所有設(shè)備都要安裝在避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)，接地電阻不大于 10 歐姆，避雷與接地的自身特點(diǎn)是由環(huán)境決定的并影響到的實(shí)際避雷效果，因此脫離了工程所在地的具體情況而設(shè)計(jì)避雷與接地是紙上談兵，且不可行。

 

 

3、視頻系統(tǒng)拓?fù)鋱D及系統(tǒng)組成

視頻監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D

 

該監(jiān)控系統(tǒng)包含前端采集單元、無線傳輸單元和中心管理單元 3 大部分組成。

 

前端采集單元

前端采集單元由視頻服務(wù)器、風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)和外接采集設(shè)備三部分組成，它通過外接的攝像頭等采集設(shè)備實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場的視頻數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)到本地存儲(chǔ)設(shè)備。前端采集單元自身配備供電系統(tǒng)，保證設(shè)備在無光照、無風(fēng)、或無光無風(fēng)等環(huán)境下能最大程度地持續(xù)正常工作。

 

無線傳輸單元

無線傳輸單元負(fù)責(zé)用戶所需數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，在前端采集單元的視頻服務(wù)器中我們集成有 4G 無線傳輸單元。4G 無線傳輸技術(shù)具有信號(hào)覆蓋率高，部署方便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有很高的數(shù)據(jù)傳輸能力，為視頻的實(shí) 時(shí)流暢傳輸提供了保證。

 

中心管理單元

中心管理單元負(fù)責(zé)對各個(gè)前端采集單元的監(jiān)控和管理，包括實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，歷史視頻回放，歷史視頻截取，圖像抓拍等功能。

 

4、前端供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

 

5、 風(fēng)力發(fā)電機(jī)功能參數(shù)

1、起動(dòng)風(fēng)速低，體積小，外型美觀、運(yùn)行振動(dòng)輕。

2、采用人性化設(shè)計(jì)，方便設(shè)備的安裝、維護(hù)和檢修。

3、鋁合金機(jī)身，風(fēng)輪葉片采用尼龍纖維材質(zhì)，配以優(yōu)化的氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，啟動(dòng)風(fēng)速低，風(fēng)能利用系數(shù)高，增加了年發(fā)電量。

4、發(fā)電機(jī)采用專利技術(shù)的永磁轉(zhuǎn)子交流發(fā)電機(jī)，配以特殊的定子設(shè)  計(jì)，有效地降低發(fā)電機(jī)的阻轉(zhuǎn)矩，同時(shí)使風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)具有更為良 好的匹配特性，機(jī)組運(yùn)行的可靠性。

5、采用最大功率跟蹤智能型微處理器控制，有效調(diào)節(jié)電流電壓。

6、技術(shù)參數(shù)

 

例如下面這些：