โซลารี PoE ติดต่อนอกเครือข่าย

การแนะนำ

การปรับใช้อุปกรณ์เครือข่ายในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งระยะไกลเป็นเรื่องที่ท้าทายมาโดยตลอดเนื่องจากขาดโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานที่เชื่อถือได้

ระบบเฝ้าระวังแบบดั้งเดิมที่ติดตั้งในทางหลวง ฟาร์ม ป่าไม้ สถานที่ก่อสร้าง พื้นที่เหมืองแร่ อ่างเก็บน้ำ และสถานที่รักษาความปลอดภัยบริเวณชายแดน มักต้องมีการติดตั้งระบบไฟฟ้าแบบกริดที่มีราคาแพง หรือการบำรุงรักษาระบบไฟฟ้าแบบสแตนด์อโลนบ่อยครั้ง

เพื่อจัดการกับความท้าทายเหล่านี้ OLYCOM ได้พัฒนาIM-FP244S-GM สวิตช์ PoE พลังงานแสงอาทิตย์อุตสาหกรรมที่ได้รับการจัดการซึ่งเป็นโซลูชันเครือข่ายแบบครบวงจรที่รวมสวิตช์ PoE ที่มีการจัดการ Gigabit, ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ MPPT และการจัดการแบตเตอรี่ไว้ในอุปกรณ์อุตสาหกรรมขนาดกะทัดรัดเครื่องเดียว

สวิตช์นี้ช่วยให้กล้อง IP, บริดจ์ไร้สาย, จุดเข้าใช้งาน และอุปกรณ์อื่นๆ ที่ใช้ PoE ทำงานอย่างต่อเนื่องโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานนอกโครงข่าย ตัวควบคุมการชาร์จ MPPT ในตัวรองรับการเชื่อมต่อโดยตรงกับแผงเซลล์แสงอาทิตย์และระบบแบตเตอรี่ ให้การทำงานที่เชื่อถือได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน ในขณะที่ลดการพึ่งพาโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานแบบเดิมๆ

กรณีศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าระบบเฝ้าระวังที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์สามารถให้การเชื่อมต่อเครือข่ายอย่างต่อเนื่องตลอดการดำเนินงานทั้งกลางวันและกลางคืนได้อย่างไร

ความท้าทายของลูกค้า

ลูกค้ารายหนึ่งวางแผนที่จะติดตั้งกล้อง IP ภายนอกอาคารหลายตัวและลำโพงเตือนภัยในตำแหน่งตรวจสอบระยะไกลซึ่งไฟฟ้ากระแสสลับเชิงพาณิชย์ไม่สามารถใช้ได้

โครงการที่ต้องการ:

• การดำเนินงานต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน
• พลังงานที่จ่ายโดยพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมด
• การเชื่อมต่อเครือข่าย Gigabit ที่เสถียร
• การจัดการอุปกรณ์ระยะไกล
• รองรับอุปกรณ์ PoE หลายตัว
• การทำงานที่เชื่อถือได้ภายใต้สภาพกลางแจ้งที่รุนแรง
• การบำรุงรักษาน้อยที่สุดหลังการติดตั้ง

การติดตั้งสายไฟแบบเดิมจะช่วยเพิ่มต้นทุนโครงการและเวลาในการก่อสร้างได้อย่างมาก

ลูกค้าจึงต้องการโซลูชันเครือข่ายเฝ้าระวังนอกโครงข่ายที่สมบูรณ์ซึ่งขับเคลื่อนด้วยพลังงานหมุนเวียนทั้งหมด

ภาพรวมโซลูชัน

โซลูชันนี้สร้างขึ้นโดยใช้ Managed DIN ของ OLYCOM IM-FP244S-GMสวิตช์ PoE พลังงานแสงอาทิตย์.

แตกต่างจากสวิตช์อุตสาหกรรมทั่วไปที่ต้องใช้ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์ภายนอก เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ และระบบไฟฟ้ากระแสตรง อุปกรณ์นี้รวมฟังก์ชันการจัดการพลังงานที่จำเป็นทั้งหมดไว้ในแพลตฟอร์มอุตสาหกรรมเดียว

โซลูชันประกอบด้วย:

• แผงโซลาร์เซลล์
• สวิตช์ PoE พลังงานแสงอาทิตย์อุตสาหกรรมที่มีการจัดการ
• ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ MPPT
• ระบบแบตเตอรี่ 12V หรือ 24V
• กล้องไอพี
• ลำโพงปลุกกลางแจ้ง
• ไฟเบอร์หรือกิกะบิตอัปลิงค์ไปยังศูนย์ตรวจสอบ

การออกแบบแบบรวมช่วยลดความยุ่งยากในการใช้งานอย่างมากในขณะที่ปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบโดยรวม

หลักการทำงานของระบบ

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์จะสลับระหว่างโหมดการชาร์จและพลังงานแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติตามสภาพแวดล้อม

การทำงานในเวลากลางวัน: การชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์

ในช่วงเวลากลางวัน แผงเซลล์แสงอาทิตย์จะแปลงแสงแดดเป็นพลังงานไฟฟ้า

ตัวควบคุม MPPT ในตัวจะติดตามจุดจ่ายไฟสูงสุดของแผงโซลาร์เซลล์อย่างต่อเนื่อง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จ และรับประกันว่าแบตเตอรี่จะได้รับกระแสไฟชาร์จสูงสุดที่เป็นไปได้

ในเวลาเดียวกัน พลังงานที่สร้างขึ้นจะจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ PoE ที่เชื่อมต่อ รวมถึงกล้อง IP, บริดจ์ไร้สาย, จุดเข้าใช้งาน และลำโพงสัญญาณเตือน

พลังงานส่วนเกินจะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่เพื่อการใช้งานในเวลากลางคืน

การจัดการพลังงานอัจฉริยะนี้ช่วยให้ระบบ Surveillance ทำงานอย่างต่อเนื่องโดยไม่รบกวนการสื่อสารเครือข่าย

การทำงานในเวลากลางคืน: การคายประจุแบตเตอรี่

หลังจากพระอาทิตย์ตกดิน แผงโซลาร์เซลล์จะไม่ผลิตไฟฟ้าอีกต่อไป

ระบบจะสลับไปใช้พลังงานแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงด้วยตนเอง

พลังงานแบตเตอรี่ที่เก็บไว้ยังคงจ่ายไฟให้กับสวิตช์ PoE อุตสาหกรรม ซึ่งช่วยให้การทำงานของอุปกรณ์เครือข่ายที่เชื่อมต่อทั้งหมดไม่หยุดชะงัก

เนื่องจากการเปลี่ยนกำลังเป็นแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ กล้อง IP จะยังคงออนไลน์ตลอดทั้งคืน จึงรับประกันการบันทึกวิดีโอที่ต่อเนื่องและการตรวจสอบระยะไกล

กลไกการสลับที่ราบรื่นนี้รับประกันการเฝ้าระวังตลอด 24 ชั่วโมงอย่างแท้จริง แม้ในสภาพแวดล้อมนอกเครือข่ายโดยสิ้นเชิง

เหตุใด MPPT จึงสร้างความแตกต่าง

หนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญที่อยู่เบื้องหลังโซลูชันนี้คือตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ MPPT (Maximum Power Point Tracking) ในตัว

เมื่อเปรียบเทียบกับระบบการชาร์จแบบ PWM ทั่วไป MPPT จะปรับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าในการทำงานของแผงเซลล์แสงอาทิตย์อย่างต่อเนื่องเพื่อดึงพลังงานสูงสุดที่มีอยู่ภายใต้สภาพแสงแดดที่เปลี่ยนแปลง

ส่งผลให้:

• ประสิทธิภาพการชาร์จที่สูงขึ้น
• การชาร์จแบตเตอรี่เร็วขึ้น
• ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นในช่วงสภาพอากาศที่มีเมฆมาก
• ปรับปรุงอายุการใช้งานแบตเตอรี่
• แหล่งจ่ายไฟที่เสถียรยิ่งขึ้นสำหรับอุปกรณ์เครือข่ายกลางแจ้ง

คอนโทรลเลอร์นี้ให้ประสิทธิภาพการชาร์จสูงถึง 98% รองรับอินพุตแผงโซลาร์เซลล์สูงถึง 1200W และสามารถทำงานร่วมกับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ทั้ง 12V และ 24V นอกจากนี้ยังรองรับการรับรู้แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่อัตโนมัติ การป้องกันแบตเตอรี่ในตัว และโปรไฟล์แบตเตอรี่หลายแบบ

การกำหนดค่าฮาร์ดแวร์

IM-FP244S-GM รวมระบบเครือข่ายและการจัดการพลังงานไว้ในแพลตฟอร์มอุตสาหกรรมเดียว

คุณสมบัติที่สำคัญ ได้แก่ :

• พอร์ตอีเทอร์เน็ต Gigabit PoE จำนวน 4 ×
• พอร์ตอัปลิงค์ไฟเบอร์ Gigabit SFP 2 ×
• รองรับ IEEE 802.3af/at/bt PoE
• เอาต์พุตสูงสุด 90W บนพอร์ต 1
• งบประมาณ PoE รวม 120W
• ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ MPPT ในตัว
• รองรับแบตเตอรี่ตะกั่วกรดและลิเธียม
• ความจุแบตเตอรี่สูงถึง 500Ah
• ฟังก์ชั่นการสลับเลเยอร์ 2 ที่มีการจัดการ
• PoE Watchdog สำหรับการกู้คืนอุปกรณ์อัตโนมัติ
• ป้องกันไฟกระชาก 6KV
• อุณหภูมิในการทำงานทางอุตสาหกรรมตั้งแต่ -20°C ถึง +65°C

เนื่องจากระบบเครือข่ายและการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์รวมอยู่ในอุปกรณ์เดียว ผู้ติดตั้งจึงต้องการส่วนประกอบน้อยลง ลดความซับซ้อนในการเดินสายไฟ และเพิ่มความน่าเชื่อถือในระยะยาว

สถานการณ์การใช้งาน

Solar PoE Switch เหมาะสำหรับโครงการเครือข่ายกลางแจ้งที่หลากหลาย รวมถึง:

• กล้องวงจรปิดพลังงานแสงอาทิตย์
• ระบบติดตามทางหลวง
• การขนส่งที่ชาญฉลาด
• การป้องกันไฟป่า
• ความมั่นคงชายแดน
• ท่อส่งน้ำมันและก๊าซ
• ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์
• การติดตามผลการเกษตร
• การตรวจติดตามการประมง
• ความปลอดภัยของอ่างเก็บน้ำและเขื่อน
• สถานที่ก่อสร้าง
• การดำเนินการเหมืองแร่
• การติดตั้งสะพานไร้สาย
• โครงสร้างพื้นฐานเมืองอัจฉริยะ
• สถานีตรวจติดตามสิ่งแวดล้อม

ทุกที่ที่ไม่มีไฟฟ้าเชิงพาณิชย์หรือติดตั้งได้ยาก ระบบเครือข่ายพลังงานแสงอาทิตย์จะเป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพ

ประโยชน์ของโซลูชั่น

เมื่อเปรียบเทียบกับโซลูชันเครือข่ายภายนอกอาคารทั่วไป สถาปัตยกรรมพลังงานแสงอาทิตย์แบบผสานรวมนี้มีข้อได้เปรียบที่สำคัญหลายประการ

ประการแรก ไม่จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้ากระแสสลับภายนอก ทำให้สามารถติดตั้งใช้งานในสถานที่ห่างไกลโดยสิ้นเชิงได้

ประการที่สอง การรวมตัวควบคุม MPPT การจัดการแบตเตอรี่ และสวิตช์ PoE อุตสาหกรรมไว้ในอุปกรณ์เดียวจะช่วยลดความซับซ้อนในการติดตั้งและลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา

ประการที่สาม การจัดการแบตเตอรี่อัจฉริยะช่วยปกป้องระบบจัดเก็บพลังงานพร้อมทั้งยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ให้สูงสุด

ประการที่สี่ คุณสมบัติการจัดการเครือข่ายช่วยให้สามารถตรวจสอบระยะไกล การกำหนดค่า VLAN การจัดการการรับส่งข้อมูล และการกู้คืนอุปกรณ์ PoE ที่เชื่อมต่อโดยอัตโนมัติผ่านฟังก์ชัน PoE Watchdog ในตัว

สุดท้าย ระบบให้การทำงานต่อเนื่องทุกวันตลอด 24 ชั่วโมงโดยสลับระหว่างการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ในระหว่างวันและการคายประจุแบตเตอรี่ในเวลากลางคืนโดยอัตโนมัติ เพื่อให้มั่นใจว่าอุปกรณ์เฝ้าระวังจะจ่ายไฟได้อย่างต่อเนื่อง

บทสรุป

โปรเจ็กต์นี้สาธิตวิธีที่สวิตช์ PoE พลังงานแสงอาทิตย์อุตสาหกรรมที่ได้รับการจัดการของ OLYCOM IM-FP244S-GM มอบโซลูชันเครือข่ายกลางแจ้งที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่สมบูรณ์แบบสำหรับแอปพลิเคชันการเฝ้าระวังระยะไกล

ด้วยการรวมสวิตช์ PoE ที่มีการจัดการ Gigabit, ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ MPPT และระบบการจัดการแบตเตอรี่ไว้ในอุปกรณ์อุตสาหกรรมเดียว โซลูชันนี้ช่วยให้การทำงานนอกตารางที่เชื่อถือได้สำหรับกล้อง IP, สะพานไร้สาย, ไฟ LED และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ใช้พลังงาน PoE

การเปลี่ยนอัตโนมัติระหว่างการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ในเวลากลางวันและการคายประจุแบตเตอรี่ในเวลากลางคืนช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานอย่างต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน ในขณะที่การจัดการแบตเตอรี่อัจฉริยะและเทคโนโลยี MPPT ประสิทธิภาพสูงช่วยเพิ่มการใช้พลังงานและลดความต้องการในการบำรุงรักษา

สำหรับองค์กรที่วางแผนระบบ CCTV ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ การติดตั้งกล้อง IP แบบนอกโครงข่าย หรือโครงการเครือข่ายอุตสาหกรรมระยะไกล โซลูชันนี้มอบแพลตฟอร์มที่เชื่อถือได้ ปรับขนาดได้ และประหยัดพลังงาน ซึ่งผสมผสานเครือข่าย การจัดการพลังงาน และพลังงานหมุนเวียนเข้าไว้ในระบบบูรณาการระบบเดียว