Miksi etäkäyttöiset aurinkokamerat menettävät yhteyden, kun akun BMS siirtyy lepotilaan. Etäkäyttöiset aurinkokamerat voivat menettää yhteyden, kun akku siirtyy BMS:n lepotilaan tai suojatilaan alhaisen jännitteen vuoksi. Kun lähtö irrotetaan, kamera ja ohjain voivat sammutua, eikä osa aurinkosäätimistä välttämättä herätä akkua automaattisesti.
Etävalvonnassa, esimerkiksi maatiloilla, rakennustyömailla, liikenteessä, luonnonvaraisten eläinten seurannassa tai laitteiden valvonnassa, ratkaisevaa ei ole pelkästään akun koko, vaan se, pystyykö järjestelmä välttämään syväpurkautumisen ja palautumaan ilman manuaalista huoltoa.
Kamada Power 12v 100Ah natriumioniakku
BMS-lepotila on suojatoiminto, ei satunnainen vika
BMS voi siirtyä lepo- tai suojatilaan, jos akku on syvästi tyhjentynyt, ollut liian kauan käyttämättömänä, liian kylmä lataamista varten, ylikuormitettu tai jännitealueen ulkopuolella. Tässä tilassa akun napoista saattaa tulla vain vähän tai ei lainkaan jännitettä, ja kytketyt laitteet saattavat käyttäytyä ikään kuin akku olisi tyhjä.
Etäkäytettävän aurinkokameran kohdalla tämä suojaus voi silti johtaa vikaantumiseen kenttäolosuhteissa. BMS suojaa akustoa, mutta kamera menettää virransyötön. Jos laitteisto sijaitsee kaukana, joku joutuu ehkä käymään paikan päällä pelkästään käynnistämään, herättämään tai lataamaan järjestelmän uudelleen.
Siksi BMS:n lepotilaa tulisi käsitellä osana järjestelmän suunnittelua, ei pelkästään akun ominaisuutena. Akku, joka suojaa itseään mutta jättää kameran pois käytöstä päiväkausiksi, ei riitä etävalvontaan.
Kameran kuormitus on pieni, mutta se toimii pitkään
Etäkäyttöiset aurinkokamerat kuluttavat usein vähemmän virtaa kuin suuret teollisuuslaitteet, mutta ne voivat olla käynnissä jatkuvasti. Kuormitukseen voivat kuulua kamera, infrapunaledit, langaton modeemi, tallennin, liiketunnistin, ohjain, lämmitin ja valmiustilan elektroniikka.
Pienet kuormat kertyvät merkittäviksi pitkällä aikavälillä.
Muutaman watin jatkuva virrankulutus voi tyhjentää pienen akun pilvisellä säällä. Yönäkötoiminto voi lisätä virrankulutusta pimeän tultua. Matkapuhelinverkon kautta tapahtuva tiedonsiirto voi aiheuttaa lyhyitä virrankulutushuippuja. Kamera, joka lähettää tallenteita säännöllisesti verkkoon, voi kuluttaa enemmän energiaa kuin paikallisesti tallentava kamera. Järjestelmä, joka vaikuttaa tehokkaalta päivällä suoritetussa testissä, voi tyhjentyä nopeammin pitkien öiden aikana, heikossa signaalivastaanotossa tai toistuvien liiketapahtumien yhteydessä.
Siksi akun mitoitus tulisi aloittaa päivittäisestä energiantarpeesta, ei pelkästään kameran tehoarvosta. Akun on katettava normaali kuormitus, yötoiminta, viestinnän huippukuormitukset, valmiustilan virrankulutus sekä varapäivät ilman, että se joutuu toistuvasti alijännitesuojan piiriin.
Laske todellinen päivittäinen energiankulutus ennen akun valitsemista
Etäkameran virransyöttöjärjestelmän teho tulisi mitoittaa todellisen energiankulutuksen perusteella.
Käytännön arvio on:
Järjestelmän päivittäinen energiankulutus = kameran Wh + modeemin Wh + anturin/ohjaimen Wh + yö-IR:n Wh + tiedonsiirron kulutuspiikit + valmiustilan kulutus
Tällöin akun kapasiteetti voidaan laskea seuraavasti:
Tarvittava akun nimelliskapasiteetti ≈ järjestelmän päivittäinen energiantarve × käyttöaika päivinä × häviökerroin ÷ hyödynnettävissä olevan energian osuus
Häviökertoimen tulisi kattaa ohjainhäviöt, kaapelihäviöt, lämpötilan vaikutukset, ikääntymisvarat sekä todelliset asennusolosuhteet. Käytettävissä olevan energian osuus tulisi määrittää valmiin akkupaketin rakenteen, BMS:n katkaisurajan, ohjaimen alijänniteasetuksen ja palautusstrategian perusteella.
Osoitteessa natrium-ioniakku akkujen osalta tämä on arvioitava akkukokonaisuuden tasolla. Käytettävissä oleva SOC-alue, jännitealue, BMS:n lepotilan kynnysarvo, latauslupa alhaisissa lämpötiloissa sekä heräämiskäyttäytyminen määräävät, kuinka paljon energiaa on todellisuudessa käytettävissä valvomatonta käyttöä varten.
Ilman tätä laskelmaa kameran akku saattaa näyttää riittävän suurelta, mutta silti tyhjentyä muutaman aurinkoisen päivän jälkeen.
Auringonvalon heikko palautuminen voi siirtää akun lepotilaan
Etäkäyttöinen aurinkokamera toimii päivittäisen energiasyklin varassa: aurinkopaneeli lataa akkua päivällä, ja kamera kuluttaa sen varastoa yöllä ja pilvisinä aikoina. Jos aurinkosähkön tuotanto on pienempi kuin päivittäinen kulutus, akun varaustaso laskee hitaasti, kunnes akkujärjestelmän hallintajärjestelmä (BMS) suojautuu.
Tämä voi kestää päiviä tai viikkoja, minkä vuoksi syytä on vaikea havaita.
Kamera toimii asennuksen jälkeen. Akku näyttää olevan kunnossa. Sitten pilvinen sää, lumipeite, varjostus, pöly, huono paneelin kulma tai talvinen aurinko vähentävät auringonvalon saantia. Akku ei lataudu tarpeeksi päivän aikana. Lopulta BMS katkaisee virransyötön.
Käyttäjä huomaa äkillisen katkoksen. Todellinen vika alkoi jo aiemmin: järjestelmän palautussilmukka ei kestänyt kuormitusta.
Suurempi akku viivästyttää tämän ongelman ilmenemistä, mutta se ei ratkaise sitä, jos aurinkopaneeli ei pysty korvaamaan kulutettua energiaa.
Pienjännitteinen katkaisija ja BMS-lepotila eivät ole sama asia
Hyvin suunnitellun aurinkokamerajärjestelmän tulisi normaalisti vähentää kameran kuormitusta tai sammuttaa kamera ennen kuin akku saavuttaa BMS-järjestelmän syväsuojauksen rajan. Tämä on ohjaintasoisen alijännitesuojakytkimen tehtävä.
BMS-lepotila on syvempi suojauskerros. Sitä ei tulisi käyttää tavallisena sammutustapana.
Jos kamera tai ohjain jatkaa virran kulutusta, kunnes BMS katkaisee virran, järjestelmän palauttaminen vaikeutuu. Aurinkosäädin ei välttämättä tunnista akkua. Kamera ei välttämättä käynnisty uudelleen oikein. BMS saattaa tarvita herätysjännitteen tai ohjattua latausvirtaa, ennen kuin se kytkee ulostulon uudelleen käyttöön.
Etäkäytettävien aurinkokameroiden osalta järjestelmän tulisi välttää joutumasta kyseiseen tilaan normaalin käytön aikana. Ohjaimen tulisi hallita virransäästötilaa, kuormituksen katkaisemista, käyttöjakson lyhentämistä tai aikataulutettua tiedonsiirtoa ennen kuin akku siirtyy syvään lepotilaan.
Aurinkosäädin ei välttämättä herätä tyhjää akkua
Yksi yleinen etäpaikan ongelma on heräysvirhe.
Jos akkujärjestelmän hallintajärjestelmä (BMS) on katkaissut virran, aurinkolatausohjain ei välttämättä havaitse normaalia akkujännitettä. Jotkin ohjaimet tarvitsevat akkujännitettä käynnistymiseen, järjestelmän jännitteen tunnistamiseen tai latauksen aloittamiseen. Jos ohjain ei käynnisty, aurinkopaneeli saattaa tuottaa energiaa, vaikka akku olisi lepotilassa.
Tämä aiheuttaa turhauttavan noidankehän: järjestelmä tarvitsee latausta akun herättämiseksi, mutta latauslaite ei välttämättä toimi, koska se ei tunnista akkua.
Uupunut akku voidaan usein saada toimimaan uudelleen oikealla laturilla tai aktivointimenetelmällä, mutta tämä ei riitä etäkameroille. Suunnittelussa tulisi pyrkiä automaattiseen palautumiseen. Jos akku on herätettävä manuaalisesti jokaisen syväpurkautumisen jälkeen, järjestelmä ei sovellu valvomatonta käyttöä varten.
Kameran heräämistoiminnot on testattava ennen kenttäasennusta, eikä niitä pidä joutua selvittämään vasta sen jälkeen, kun kamera on mennyt pois käytöstä.
Natrium-ioniakkuissa tarvitaan edelleen akkukokonaisuuden palautusratkaisu
Natrium-ioniakku voivat olla hyödyllisiä ulkokäytössä etäpaikoissa, etenkin silloin, kun alhaisen lämpötilan purkautuminen, pitkä valmiusaika ja turvallisuusrajoitukset ovat tärkeitä. Niitä ei kuitenkaan pidä pitää pelkkänä suoraan korvattavana ampeerituntilukuna.
Valmiissa natriumioniakussa on määriteltävä, miten se käyttäytyy alhaisella varausasteella (SOC), BMS-järjestelmän lepotilan jälkeen, kylmäolosuhteissa tapahtuvan latauksen aikana sekä silloin, kun aurinkosäädin yrittää palauttaa sen toimintakuntoon.
| Natrium-ioniakun rajapinta | Miksi sillä on merkitystä |
|---|
| Käytettävissä oleva SOC-alue | Määrittää todellisen varoajan ennen suojauksen aktivoitumista |
| BMS-unen kynnysarvo | Päättää, milloin lähtö katkaistaan |
| Herätysmenetelmä | Määrittää, tapahtuuko palautus automaattisesti |
| Lataaminen alhaisessa lämpötilassa sallittu | Säätelee aamu- ja talvikauden veden imeytymistä |
| Akun jännitealue | Vaikuttaa ohjaimen yhteensopivuuteen |
| Valmiustilan oma kulutus | Vaikuttaa virrankulutukseen laitteen ollessa pitkään käyttämättömänä |
| Suojauksen palautumiskäyttäytyminen | Määrittää, käynnistyykö kamera uudelleen ilman huoltoa |
Jos nämä rajat ovat epäselvät, akku saattaa suojata itseään, mutta etäkamerasovellus ei silti toimi.
Kylmä sää voi estää lataamisen pitkän yön jälkeen
Kylmissä olosuhteissa lepotilan ongelmat ovat todennäköisempiä, koska aurinkokamera saattaa purkautua yön kylmimpään aikaan ja yrittää latautua aamulla, kun akku on vielä kylmä.
Kylmäpurkaus ja kylmälataus ovat eri toimintatiloja. Natrium-ioniakku voi purkautua kylmissä olosuhteissa, mutta lataus voi silti estyä, viivästyä, tehoa alentaa, lämmetä tai olla BMS:n lämpötilalogiikan ohjaamaa, kun kennot ovat kylmiä. Jos akussa on lämmitysjärjestelmä, varhainen aurinkosähkön syöttö voi ensin lämmittää akkua ennen normaalin latauksen alkamista.
Etäkameroiden kohdalla tällä on merkitystä, koska auringonvalon hyödyntämisaika on rajallinen. Jos aamun hyödyllinen latausaika menee hukkaan kylmäkäynnistyksen estymisen tai hitaan lämpenemisen vuoksi, akku ei välttämättä ehdi latautua riittävästi ennen seuraavaa yötä.
Järjestelmä ei välttämättä lakkaa toimimasta heti. Sen akun varaustaso saattaa laskea hieman joka päivä, kunnes akkujärjestelmän hallinta (BMS) siirtyy lepotilaan.
Viestinnän ruuhkat ja heikko signaali voivat kuluttaa enemmän virtaa kuin odotettaisiin
Etäkameran virrankulutus ei ole aina vakaa.
Matkapuhelin- tai langaton tiedonsiirto voi lisätä virrankulutusta tiedostojen lähetysvaiheessa, suoratoistokatselun aikana, heikon signaalin etsinnässä, yhteyden uudelleenmuodostuksessa, laiteohjelmistopäivitysten yhteydessä tai toistuvien liiketunnistushälytysten vuoksi. Heikon signaalin alueelle asennettu kamera voi kuluttaa enemmän energiaa kuin sama kamera vahvan signaalin alueella, koska modeemi joutuu työskentelemään kovemmin tai yrittämään yhteyden muodostamista useammin.
Tämä vaikuttaa akun koon valintaan ja lepotilan riskeihin. Kamera, joka toimii tyydyttävästi testialueella, saattaa tyhjentyä nopeammin syrjäisellä maatilalla, rakennustyömaalla, vuoristotiellä tai metsässä.
Akuston kapasiteetti tulisi mitoittaa todellisen käyttötilanteen mukaan, ei pelkästään kameran lepotilan teknisten tietojen perusteella. Natriumioniakkujen kohdalla BMS:n virranrajoitus ei todennäköisesti ole suurin ongelma pienen kamerakuormituksen ollessa kyseessä, mutta päivittäinen kokonaisenergiankulutus ja alhaisen varausasteen suojaus ovat silti ratkaisevan tärkeitä.
Lataustarpeet voivat tyhjentää akun, vaikka kamera vaikuttaisi olevan pois päältä
Joissakin etäohjattavissa aurinkokamerajärjestelmissä on ohjainlaitteita, modeemeja, GPS-moduuleja, antureita, reitittimiä, releitä, tilan merkkivaloja, lämmittimiä tai dataloggereita, jotka kuluttavat virtaa myös silloin, kun kamera näyttää olevan käyttämättömänä.
Nämä haitalliset kuormitukset voivat olla vähäisiä, mutta pitkäkestoisia. Varastoinnin aikana, pilvisellä säällä tai liikenteen hiljaisina aikoina ne voivat kuluttaa akkua huomaamatta. Jos järjestelmässä ei ole varsinaista virransäästötilaa tai kuormituksen katkaisutoimintoa, akkujärjestelmän hallintajärjestelmä (BMS) voi lopulta siirtyä lepotilaan.
Tämä on erityisen tärkeää kausiluonteisissa tai väliaikaisissa asennuksissa. Rakennustyömaan kamera saattaa jäädä paikoilleen eri projektivaiheiden välillä. Maatilan kamera saattaa olla pitkään ilman huoltoa. Turvakamera saattaa pysyä päällä, vaikka se laukeaisi harvoin.
Etäjärjestelmät tarvitsevat todellisen varajärjestelmän, ei pelkästään kameranvaihtoa.
Todellisia epäonnistumisen rajoja on vain muutama, mutta ne ovat ratkaisevia
BMS:n lepotilaa on helpompi estää, kun järjestelmää tarkastellaan niiden rajojen kautta, jotka tosiasiassa aiheuttavat katkoja.
| Vian raja | Mitä kentällä tapahtuu | Suunnittelun suuntaviivat |
|---|
| Päivittäinen energianvaje | Kamera kuluttaa enemmän energiaa kuin paneeli tuottaa | Muuta paneelin kokoa, vähennä kuormitusta, säädä käyttöastetta tai pidennä käyttöaikaa |
| Syväpurkaus | Kuorma jatkaa toimintaansa, kunnes BMS katkaisee ulostulon | Lisää ohjaintasoinen matalajännitteinen katkaisija ennen BMS:n lepotilaan siirtymistä |
| Heräämisen epäsuhta | Aurinkosäädin ei pysty käynnistämään lepotilassa olevaa akkua uudelleen | Laturin/BMS:n heräämis- ja palautumiskäyttäytymisen testaaminen |
| Kylmälataus | Akku tyhjenee yön aikana, mutta ei lataudu kylmänä aamuna | Käytä tehonrajoitusta, lämmitystä tai lämpötilaa huomioivaa palautuslogiikkaa |
| Viestinnän huippukohtia | Modemi tai langaton moduuli kuluttaa odotettua enemmän energiaa | Koko todellisissa signaaliolosuhteissa ja lähetyskäyttäytyminen |
| Loiskuorma | Pienet laitteet kuluttavat akkua, kun ne ovat käyttämättöminä | Erotetaan tarpeettomat kuormat tai suunnitellaan todellinen virransäästötila |
Tämä taulukko osoittaa, missä etäohjattavien aurinkokameroiden virta yleensä katkeaa, vaikka akussa itsessään ei olisikaan vikaa.
Heräämisen tarkistuslista
Ennen kuin hyväksyt aurinkokäyttöisen etäkameran virransyöttöjärjestelmän, testaa järjestelmän toimintakatkos- ja palautumistilanteet, älä pelkästään käynnistystä aurinkoisena päivänä.
| Validointikohde | Mitä testataan |
|---|
| Alhaisen SOC-tason palautuminen | Herääkö akku ilman manuaalista huoltoa? |
| Aurinkosäätimen uudelleenkäynnistys | Tunnistaako ohjain suojatun akun ja lataako se sen? |
| Kylmä aamulenkki | Mahdollistaako BMS lataamisen, virran rajoittamisen tai lämmön hallinnan? |
| Heikon signaalin käsittely | Onko viestinnän vaikutusvalta suurempi kuin mitoitusoletukset antavat ymmärtää? |
| Loiskuorma | Kuluttaako valmiustilan virrankulutus akkua, kun laite on käyttämättömänä? |
| Ohjattu sammutus | Katkaiseeko ohjain virran ennen BMS:n siirtymistä lepotilaan? |
| Kameran uudelleenkäynnistys | Käynnistyykö kamera oikein, kun virta palaa? |
| Useita päiviä kestävä heikko auringonpaiste | Palautuuko järjestelmä normaalitilaan useiden aurinkoisuuden vähäisten päivien jälkeen? |
Järjestelmä, joka läpäisee nämä testit, pysyy todennäköisemmin etäkäyttövalmiina.
Vakiopaketit toimivat vain silloin, kun palautus on helppoa
Tavallinen natrium-ioniakku voi toimia hyvin etäkäytössä olevissa aurinkokameroissa, kun päivittäinen kuormitus on pieni, aurinkosähkön syöttö on luotettavaa, akulla on riittävä käyttöaika, lämpötila pysyy akun latausalueella ja aurinkosäädin pystyy lataamaan akun ilman manuaalisia toimenpiteitä.
Tämä on perusteltu käyttötapaus. Räätälöity akku tai järjestelmäsuunnittelu on turvallisempaa, kun kamera asennetaan kylmille alueille, varjoisille paikoille, aurinkoisuuden vähäisiksi kausiksi, heikon signaalin alueille, pitkäaikaiseen valvomatonta käyttöön tai turvallisuuden kannalta kriittisiin kohteisiin, joissa käyttökatkokset eivät ole sallittuja. Nämä olosuhteet saattavat edellyttää erilaista BMS-lepotilaa, pienempää valmiustilan virrankulutusta, lämmittimen ohjausta, aurinkosäätimen sovitusta, herätyslogiikkaa, suurempaa varavirtavarantoa tai näkyvämpää vikailmoitusta.
Kyse ei ole siitä, pystyvätkö natrium-ioniakut toimittamaan virtaa etäkameroille. Kyse on siitä, pystyykö valmis akusto ja aurinkosähköjärjestelmä toimimaan myös silloin, kun olosuhteet eivät ole ihanteelliset.
Testaa offline-tilanne, älä pelkästään esittelyä aurinkoisena päivänä
Etäohjattavaa aurinkokameraa ei pitäisi hyväksyä pelkästään sen vuoksi, että se toimii asennuksen jälkeen aurinkoisena päivänä.
Tämä hyödyllinen validointi kohdistuu käyttökatkos-skenaarioon: useita pilvisiä päiviä, pitkä yötoiminta, alhainen akun varaustaso (SOC), tarvittaessa lataus kylmänä aamuna, heikko tietoliikennesignaali, kameran uudelleenkäynnistys jännitteen laskun jälkeen, BMS-järjestelmän lepotilasta herääminen sekä aurinkosäätimen heräämiskäyttäytyminen.
Onnistunut toiminta tarkoittaa, että järjestelmä joko pysyy verkossa tai sammuu hallitusti ennen BMS:n syvää lepotilaa ja käynnistyy sitten automaattisesti uudelleen, kun aurinkosähkön syöttö palautuu. Kameran vuoksi ei pitäisi joutua tekemään paikan päällä käyntiä pelkästään siksi, että akku on suojannut järjestelmää. Juuri tämä tekee järjestelmästä aidosti etävalvontakelpoisen.
Päätelmä
Etäohjattavat aurinkokamerat menettävät virran BMS-lepotilan jälkeen, kun järjestelmä tyhjentää akun turvallisen käyttörajan alapuolelle eikä pysty palautumaan automaattisesti.
Tämän estämiseksi kameran virrankulutus, aurinkopaneeli, matalajännitteinen katkaisija, natriumioniakun lataaminen, akkujärjestelmän (BMS) herättäminen, kylmälataus, valmiustilan virrankulutus ja tiedonsiirron virrankulutus on suunniteltava yhtenä järjestelmänä.
Jos olet suunnittelemassa aurinkokäyttöistä kameran virransyöttöjärjestelmää etäkäyttöön, Ota yhteyttä ja tärkeimmät projektitiedot. Autamme sinua löytämään sopivan natrium-ioniakku ja sähköjärjestelmän kokoonpano.