لماذا تصبح الكاميرات الشمسية عن بُعد غير متصلة عندما تدخل البطارية في وضع السكون. قد تصبح الكاميرات الشمسية عن بُعد غير متصلة عندما تدخل البطارية في وضع السكون أو الحماية بعد انخفاض الجهد. بمجرد فصل الإخراج، قد يتم إيقاف تشغيل الكاميرا ووحدة التحكم، وقد لا تقوم بعض وحدات التحكم بالطاقة الشمسية بتنبيه البطارية تلقائيًا.
بالنسبة للأمن عن بُعد أو المزارع أو مواقع البناء أو حركة المرور أو الحياة البرية أو مراقبة المعدات عن بُعد، فإن المفتاح ليس فقط حجم البطارية، ولكن ما إذا كان النظام قادرًا على تجنب التفريغ العميق واستعادة الطاقة دون الحاجة إلى خدمة يدوية.
بطارية كامادا باور 12 فولت 100 أمبير أيون الصوديوم
وضع السكون في نظام إدارة المباني (BMS) هو الحماية وليس الفشل العشوائي
قد يدخل نظام إدارة أداء البطارية في وضع السكون أو الحماية عندما تكون البطارية مفرغة من الشحن أو غير نشطة لفترة طويلة أو باردة جدًا للشحن أو محملة فوق طاقتها أو خارج نطاق جهد محدد. في هذه الحالة، قد تُظهر البطارية في هذه الحالة إخراجاً ضئيلاً أو قد لا تُظهر أي إخراج في الأطراف، وقد تتصرف المعدات المتصلة كما لو كانت البطارية فارغة.
بالنسبة للكاميرا الشمسية عن بُعد، يمكن أن تظل هذه الحماية عطلًا ميدانيًا. يحمي نظام إدارة المباني الحزمة ولكن الكاميرا تفقد الطاقة. إذا كان الموقع بعيداً، فقد يحتاج شخص ما إلى زيارة الموقع لمجرد إعادة تشغيل النظام أو إيقاظه أو إعادة شحنه.
لهذا السبب يجب التعامل مع وضع السكون في نظام إدارة المباني كجزء من تصميم النظام، وليس فقط كميزة للبطارية. فالبطارية التي تحمي نفسها ولكنها تترك الكاميرا غير متصلة بالإنترنت لأيام ليست كافية للمراقبة عن بُعد.
حمولة الكاميرا صغيرة، لكنها تعمل لفترة طويلة
غالبًا ما تستخدم الكاميرات الشمسية عن بُعد طاقة أقل من المعدات الصناعية الكبيرة، ولكنها قد تعمل بشكل مستمر. يمكن أن يشمل الحمل الكاميرا، ومصابيح LED بالأشعة تحت الحمراء، والمودم اللاسلكي، والمسجل، ومستشعر الحركة، ووحدة التحكم، والسخان، والإلكترونيات الاحتياطية.
تصبح الأحمال الصغيرة خطيرة على فترات طويلة.
يمكن لبضعة واط من السحب المستمر أن تستنزف بطارية صغيرة أثناء الطقس الغائم. قد تزيد الرؤية الليلية من الاستهلاك بعد حلول الظلام. قد يؤدي الإرسال الخلوي إلى حدوث طفرات قصيرة في الطاقة. قد تستخدم الكاميرا التي يتم تحميلها بشكل متكرر طاقة أكثر من تلك التي تسجل محلياً. النظام الذي يبدو فعالاً في الاختبار النهاري قد يستنزف طاقة أسرع خلال الليالي الطويلة أو ظروف الإشارة الضعيفة أو أحداث الحركة المتكررة.
هذا هو السبب في أن تحديد حجم البطارية يجب أن يبدأ بالطاقة اليومية، وليس بالقدرة الكهربائية للكاميرا وحدها. يجب أن تغطي الحزمة الحمل العادي، والتشغيل الليلي، وذروة الاتصالات، والاستهلاك الاحتياطي، والأيام الاحتياطية دون الوقوع المتكرر في حماية الجهد المنخفض.
احسب الطاقة اليومية الحقيقية قبل اختيار البطارية
يجب تحديد حجم نظام طاقة الكاميرا عن بُعد من ملف الطاقة الحقيقي.
التقدير العملي هو:
الطاقة اليومية للنظام = طاقة النظام اليومية = كاميرا في الساعة + مودم في الساعة + مودم في الساعة + مستشعر/متحكم في الساعة + الأشعة تحت الحمراء الليلية في الساعة + طفرات الاتصالات + الحمل الاحتياطي
ثم يمكن تقدير البطارية على النحو التالي:
طاقة لوحة اسم البطارية المطلوبة ≈ طاقة النظام اليومية × أيام الاستقلالية × أيام الاستقلالية × عامل الفقد ÷ جزء الطاقة القابلة للاستخدام
يجب أن يغطي عامل الفقد فقدان وحدة التحكم، وفقدان الكابل، وتأثير درجة الحرارة، وهامش التقادم، وسلوك التركيب الحقيقي. يجب أن يأتي جزء الطاقة القابلة للاستخدام من تصميم الحزمة النهائية، وقطع نظام إدارة المباني، وإعدادات الجهد المنخفض لوحدة التحكم، واستراتيجية الاسترداد.
بالنسبة لـ بطارية أيون الصوديوم الحزم، يجب مراجعة ذلك على مستوى الحزمة. يحدد نطاق SOC القابل للاستخدام، ونافذة الجهد، وعتبة سكون نظام إدارة المباني، وإذن الشحن في درجات الحرارة المنخفضة، وسلوك الاستيقاظ، مقدار الطاقة المتاحة حقًا للتشغيل غير المراقب.
من دون هذا الحساب، قد تبدو بطارية الكاميرا كبيرة بما فيه الكفاية ولكنها قد تتوقف عن العمل بعد عدة أيام من ضعف الشمس.
ضعف استعادة الطاقة الشمسية يمكن أن يدفع البطارية إلى وضع السكون
تعتمد الكاميرا الشمسية عن بُعد على حلقة طاقة يومية: تقوم اللوحة الشمسية بشحن البطارية خلال النهار، وتقوم الكاميرا باستنزافها في الليل وخلال فترات الغيوم. إذا كانت المدخلات الشمسية أقل من الاستهلاك اليومي، تفقد البطارية ببطء من SOC إلى أن يحمي نظام إدارة البطارية الحزمة.
قد يستغرق ذلك أياماً أو أسابيع، مما يجعل من الصعب ملاحظة السبب.
تعمل الكاميرا بعد التركيب. تبدو البطارية جيدة. ثم يقلل الطقس الغائم، أو الغطاء الثلجي، أو التظليل، أو الغبار، أو ضعف زاوية اللوحة، أو شمس الشتاء من مدخلات الطاقة الشمسية. لا تتعافى البطارية بما فيه الكفاية خلال النهار. في نهاية المطاف، يفصل نظام إدارة المباني الإخراج.
يرى المستخدم انقطاعًا مفاجئًا. بدأ الفشل الحقيقي في وقت سابق: كانت حلقة استرداد النظام أضعف من الحمل.
تؤخر البطارية الأكبر حجمًا هذه المشكلة، ولكنها لا تحل المشكلة إذا لم تتمكن الألواح الشمسية من استبدال الطاقة المستخدمة.
فصل الجهد المنخفض والسكون في نظام إدارة المباني ليسا نفس الشيء
يجب على نظام الكاميرا الشمسية المصمم جيدًا أن يقلل عادةً من الحمل أو يغلق الكاميرا قبل أن تصل البطارية إلى حماية نظام إدارة المباني العميقة. هذه هي مهمة فصل الجهد المنخفض على مستوى وحدة التحكم.
وضع السكون BMS هو طبقة الحماية الأعمق. لا ينبغي أن تكون طريقة إيقاف التشغيل الروتينية.
إذا استمرت الكاميرا أو وحدة التحكم في سحب الطاقة حتى ينفصل نظام إدارة المباني (BMS)، يصبح الاسترداد أصعب. قد لا تكتشف وحدة التحكم بالطاقة الشمسية البطارية. قد لا يتم إعادة تشغيل الكاميرا بشكل صحيح. قد تحتاج BMS إلى جهد إيقاظ أو إدخال شاحن متحكم به قبل أن تعيد توصيل الإخراج.
بالنسبة للكاميرات الشمسية عن بعد، يجب أن يتجنب النظام الوصول إلى تلك الحالة أثناء التشغيل العادي. يجب أن تدير وحدة التحكم وضع الطاقة المنخفضة أو فصل الحمل أو تقليل دورة العمل أو الاتصال المجدول قبل دخول البطارية في حالة السكون العميق.
وحدة التحكم بالطاقة الشمسية قد لا توقظ البطارية النائمة
إحدى المشاكل الشائعة في المواقع البعيدة هي فشل الاستيقاظ عن بُعد.
إذا كان خرج نظام إدارة الأحمال مفصولاً، فقد لا ترى وحدة التحكم بالشحن الشمسي جهد البطارية الطبيعي. تحتاج بعض وحدات التحكم إلى جهد البطارية لبدء التشغيل أو تحديد جهد النظام أو بدء الشحن. إذا لم تبدأ وحدة التحكم، فقد تكون اللوحة الشمسية تنتج الطاقة بينما تظل البطارية نائمة.
وهذا يخلق حلقة محبطة: يحتاج النظام إلى الشحن لإيقاظ البطارية، ولكن قد لا يعمل جهاز الشحن لأنه لا يستطيع اكتشاف البطارية.
غالبًا ما يمكن استرداد البطارية النائمة باستخدام الشاحن الصحيح أو طريقة التنشيط الصحيحة، ولكن هذا ليس جيدًا بما يكفي للكاميرات البعيدة. يجب أن يهدف التصميم إلى الاسترداد التلقائي. إذا كان الاستيقاظ اليدوي مطلوبًا بعد كل حدث تفريغ عميق، فإن النظام غير مناسب للنشر غير المراقب.
يجب التحقق من صحة سلوك الاستيقاظ قبل التثبيت الميداني، وليس اكتشافه بعد أن تصبح الكاميرا غير متصلة بالإنترنت.
لا تزال حزم بطاريات أيونات الصوديوم تحتاج إلى تصميم استرداد على مستوى الحزمة
بطارية أيون الصوديوم يمكن أن تكون مفيدة للطاقة الخارجية عن بُعد، خاصةً عندما يكون التفريغ في درجات الحرارة المنخفضة وزمن الاستعداد الطويل وحدود السلامة مهمة. ولكن لا ينبغي التعامل معها على أنها مجرد رقم بسيط يمكن إسقاطه آه.
يجب أن تحدد حزمة أيونات الصوديوم-الصوديوم النهائية كيف تتصرف بالقرب من انخفاض SOC، وبعد سكون نظام إدارة المباني، وأثناء الشحن البارد، وعندما تحاول وحدة التحكم الشمسية استعادتها.
| حدود حزمة أيونات الصوديوم-أيون الصوديوم | ما أهمية ذلك |
|---|
| نطاق SOC القابل للاستخدام | تحديد وقت الاحتياطي الحقيقي قبل الحماية |
| عتبة النوم في نظام إدارة المباني | يقرر متى ينقطع الاتصال بالمخرجات |
| طريقة الاستيقاظ | يحدد ما إذا كان الاسترداد تلقائيًا أم لا |
| إذن الشحن في درجات الحرارة المنخفضة | يتحكم في إعادة الشحن الصباحي والشتوي |
| نافذة جهد العبوة | يؤثر على توافق وحدة التحكم |
| الاستهلاك الذاتي في وضع الاستعداد | يؤثر على استنزاف الخمول الطويل |
| سلوك استرداد الحماية | يحدد ما إذا كانت الكاميرا ستتم إعادة تشغيلها بدون خدمة |
إذا كانت هذه الحدود غير واضحة، فقد تحمي البطارية نفسها ولكنها قد تفشل في تطبيق الكاميرا عن بُعد.
يمكن للطقس البارد أن يمنع الشحن بعد ليلة طويلة
تزيد المناطق الباردة من احتمالية حدوث مشاكل في وضع السكون لأن الكاميرا الشمسية قد تفرغ شحنها خلال أبرد جزء من الليل وتحاول إعادة الشحن في الصباح بينما لا تزال البطارية باردة.
التفريغ البارد والشحن البارد هما حالتا تشغيل مختلفتان. قد يتم تفريغ شحنة بطارية أيون الصوديوم في ظروف باردة، ولكن قد يظل الشحن محجوبًا أو متأخرًا أو مخففًا أو ساخنًا أو يتم التحكم فيه بمنطق درجة حرارة نظام إدارة المباني عندما تكون الخلايا باردة. إذا كانت الحزمة تتضمن التسخين، فقد يؤدي الإدخال الشمسي المبكر إلى تدفئة الحزمة أولاً قبل بدء الشحن العادي.
بالنسبة للكاميرات البعيدة، هذا أمر مهم لأن مدخلات الطاقة الشمسية محدودة الوقت. إذا ضاعت نافذة الشحن الصباحي المفيدة بسبب حجب الشحن البارد أو الإحماء البطيء، فقد لا تتعافى البطارية بما فيه الكفاية قبل الليلة التالية.
قد لا يفشل النظام على الفور. قد يفقد المزيد من SOC أكثر قليلاً كل يوم حتى يدخل نظام إدارة المباني في وضع السكون.
يمكن أن تستنزف طفرات الاتصالات وضعف الإشارة أكثر من المتوقع
لا يكون سحب طاقة الكاميرا عن بُعد مستقرًا دائمًا.
يمكن أن يؤدي الاتصال الخلوي أو اللاسلكي إلى زيادة الاستهلاك أثناء التحميل أو العرض المباشر أو البحث عن إشارة ضعيفة أو إعادة الاتصال أو تحديثات البرامج الثابتة أو التنبيهات المتكررة التي يتم تشغيلها بالحركة. قد تستهلك الكاميرا المثبتة في منطقة ذات إشارة ضعيفة طاقة أكثر من الكاميرا نفسها في منطقة ذات إشارة قوية لأن المودم يعمل بجهد أكبر أو يعيد المحاولة أكثر.
هذا الأمر مهم بالنسبة لحجم البطارية ومخاطر وضع السكون. قد تستنزف الكاميرا التي تبدو مقبولة في ساحة الاختبار بشكل أسرع في مزرعة نائية أو موقع بناء أو طريق جبلي أو موقع غابة.
يجب أن يكون حجم نظام البطارية مناسبًا لسلوك الاتصال الحقيقي، وليس فقط لمواصفات الكاميرا الخاملة. بالنسبة لحزم أيونات الصوديوم، من غير المرجح أن يكون الحد الحالي لنظام إدارة البطارية هو المشكلة الرئيسية بالنسبة لحمل الكاميرا الصغير، ولكن لا يزال إجمالي الطاقة اليومية والحماية من انخفاض مستوى التشغيل، أمرًا بالغ الأهمية.
الأحمال الطفيلية يمكن أن تستنزف العبوة عندما تبدو الكاميرا متوقفة عن العمل
تتضمن بعض أنظمة الكاميرات الشمسية عن بُعد وحدات تحكم أو أجهزة مودم أو وحدات GPS أو أجهزة استشعار أو أجهزة توجيه أو مرحلات أو مصابيح LED للحالة أو سخانات أو أجهزة تسجيل البيانات التي تستمر في سحب الطاقة حتى عندما تبدو الكاميرا غير نشطة.
يمكن أن تكون هذه الأحمال الطفيلية صغيرة ولكنها مستمرة. أثناء التخزين، أو الطقس الغائم، أو فترات انخفاض الحركة، قد تستنزف الحزمة بهدوء. إذا لم يكن لدى النظام حالة طاقة منخفضة حقيقية أو فصل الأحمال، فقد يدخل نظام إدارة المحرك في نهاية المطاف في وضع السكون.
هذا مهم بشكل خاص للتركيبات الموسمية أو المؤقتة. يمكن ترك كاميرا البناء في مكانها بين مراحل المشروع. قد تشهد كاميرا المزرعة فترات طويلة دون صيانة. قد تظل كاميرا الأمن تعمل بينما نادراً ما يتم تشغيلها.
تحتاج الأنظمة البعيدة إلى استراتيجية احتياطية حقيقية، وليس مجرد مفتاح كاميرا.
حدود الفشل الحقيقية قليلة، ولكنها حاسمة
يصبح من الأسهل منع وضع السكون في نظام إدارة المباني عندما يتم النظر إلى النظام من خلال الحدود التي تتسبب فعلياً في الانقطاعات.
| حدود الفشل | ما يحدث في الميدان | اتجاه التصميم |
|---|
| العجز اليومي في الطاقة | تستهلك الكاميرا طاقة أكثر من اللوحة التي تحل محلها | تغيير حجم اللوحة، أو تقليل الحمل، أو ضبط دورة التشغيل، أو زيادة الاستقلالية |
| التفريغ العميق | يستمر الحمل في العمل حتى يقوم نظام إدارة الأحمال بفصل الإخراج | إضافة فصل الجهد المنخفض على مستوى وحدة التحكم قبل سكون نظام إدارة المباني |
| عدم تطابق الاستيقاظ | لا يمكن لوحدة التحكم بالطاقة الشمسية إعادة تشغيل بطارية نائمة | التحقق من صحة سلوك إيقاظ الشاحن/نظام إدارة أداء الشاحن واستعادته |
| الشحن البارد | يتم تفريغ شحن البطارية طوال الليل ولكن لا يمكن شحنها في الصباح البارد | استخدم منطق الاسترخاء أو التسخين أو الاسترداد الواعي بدرجة الحرارة |
| طفرات التواصل | يستهلك المودم أو الوحدة اللاسلكية طاقة أكثر من المتوقع | الحجم لظروف الإشارة الحقيقية وسلوك التحميل |
| الحمل الطفيلي | تستنزف الأجهزة الصغيرة البطارية أثناء فترات الخمول | عزل الأحمال غير الضرورية أو تصميم وضع الطاقة المنخفضة الحقيقية |
يوضح هذا الجدول أين تفقد الكاميرات الشمسية عن بُعد الطاقة عادةً حتى عندما لا تكون البطارية نفسها معيبة.
قائمة التحقق من صحة اليقظة
قبل الموافقة على نظام تشغيل كاميرا شمسية تعمل بالطاقة الشمسية عن بُعد، اختبر سيناريو الانقطاع واستعادة الطاقة، وليس فقط بدء التشغيل في اليوم المشمس.
| عنصر التحقق من الصحة | ما الذي يجب اختباره |
|---|
| التعافي من المركبات العضوية المركزة المنخفضة | هل تستيقظ البطارية بدون خدمة يدوية؟ |
| إعادة تشغيل وحدة التحكم بالطاقة الشمسية | هل تقوم وحدة التحكم باكتشاف وشحن الحزمة المحمية؟ |
| شحن الصباح البارد | هل يسمح نظام إدارة الأحمال بالشحن، أو تخفيض التيار، أو إدارة التسخين؟ |
| عملية الإشارة الضعيفة | هل تتجاوز طاقة الاتصال افتراضات الحجم؟ |
| الحمل الطفيلي | هل يستنزف الحمل الاحتياطي العبوة أثناء فترات الخمول؟ |
| إيقاف التشغيل المتحكم به | هل تقوم وحدة التحكم بفصل الحمل قبل سكون نظام إدارة المباني؟ |
| إعادة تشغيل الكاميرا | هل تتم إعادة تشغيل الكاميرا بشكل صحيح بعد عودة الطاقة؟ |
| شمس ضعيفة لعدة أيام | هل يتعافى النظام بعد عدة أيام منخفضة الطاقة الشمسية؟ |
من المرجح أن يبقى النظام الذي يجتاز هذه الاختبارات جاهزاً للعمل عن بُعد.
الحزم القياسية تعمل فقط عندما يكون الاسترداد بسيطًا
قد تعمل حزمة بطارية أيونات الصوديوم القياسية بشكل جيد للكاميرات الشمسية عن بُعد عندما يكون الحمل اليومي صغيرًا، ويكون مدخلات الطاقة الشمسية موثوقة، وتتمتع البطارية باستقلالية كافية، وتبقى درجات الحرارة داخل نطاق شحن الحزمة، ويمكن لوحدة التحكم بالطاقة الشمسية استعادة البطارية دون إجراء يدوي.
هذه حالة استخدام صالحة. يصبح تصميم الحزمة أو النظام المخصص أكثر أمانًا عندما يتم تركيب الكاميرا في المناطق الباردة، أو المناطق المظللة، أو مواسم الشمس الضعيفة، أو المواقع ذات الإشارات الضعيفة، أو عمليات النشر الطويلة غير المراقبة، أو المواقع الحرجة أمنيًا حيث يكون وقت التوقف عن العمل غير مقبول. قد تتطلب هذه الظروف سلوك سكون مختلف لنظام إدارة المباني، أو استهلاك أقل في وضع الاستعداد، أو التحكم في السخان، أو مطابقة وحدة التحكم بالطاقة الشمسية، أو منطق الإيقاظ، أو طاقة احتياطية أكبر، أو الإبلاغ عن الأعطال بشكل أكثر وضوحًا.
لا تكمن المشكلة في ما إذا كان بإمكان بطاريات أيونات الصوديوم تشغيل الكاميرات عن بُعد. فالمشكلة هي ما إذا كانت الحزمة النهائية والنظام الشمسي يمكنهما التعافي عندما تكون البيئة غير مثالية.
التحقق من صحة السيناريو غير المتصل بالإنترنت، وليس فقط العرض التوضيحي لليوم المشمس
لا ينبغي الموافقة على الكاميرا الشمسية عن بُعد فقط لأنها تعمل بعد التركيب في يوم مشمس.
تستهدف عملية التحقق المفيدة سيناريو الانقطاع: عدة أيام غائمة، والتشغيل الليلي الطويل، وانخفاض SOC، والشحن الصباحي البارد إذا كان ذلك مناسبًا، وضعف إشارة الاتصال، وإعادة تشغيل الكاميرا بعد انخفاض الجهد، واستعادة نظام إدارة المباني أثناء السكون، وسلوك إيقاظ وحدة التحكم الشمسية.
وتعني النتيجة النظيفة أن النظام إما أن يبقى متصلاً بالإنترنت أو يتوقف عن العمل بطريقة محكومة قبل السكون العميق لنظام إدارة المباني، ثم يستعيد نشاطه تلقائيًا عند عودة المدخلات الشمسية. لا يجب أن تتطلب الكاميرا زيارة الموقع لمجرد أن البطارية تحمي نفسها بنفسها. وهذا ما يجعل النظام جاهزًا حقًا للعمل عن بُعد.
الخاتمة
تفقد كاميرات الطاقة الشمسية عن بُعد الطاقة بعد سكون نظام إدارة المباني عندما يستنزف النظام الحزمة خارج حدود التشغيل الآمن ولا يمكن استعادتها تلقائيًا.
لمنع ذلك، قم بتصميم حمل الكاميرا، واللوحة الشمسية، وفصل الجهد المنخفض، واستعادة حزمة أيونات الصوديوم، وإيقاظ نظام إدارة المباني، والشحن البارد، والحمل الاحتياطي، والطلب على طاقة الاتصال كنظام واحد.
إذا كنت تقوم بتصميم نظام طاقة الكاميرا الشمسية عن بُعد, اتصل بنا بتفاصيل مشروعك الرئيسية. يمكننا المساعدة في تقييم حزمة بطارية أيون الصوديوم وتكوين نظام الطاقة.