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對于遠距離的監控或者野外監控，供電比較困難，一般采用太陽能監控系統比較多，但是對于太陽能監控系統如何實現呢？如何施工呢？

這些問題平時在南京監控安裝時也會有客戶問起，本期我們來看下太陽能監控系統設計與施工解決方案，一步步詳解太陽能監控系統的安裝。解決現實中的太陽能遠距離監控傳輸問題。

一、太陽能監控原理

1、太陽能監控原理

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

在這種情況下，可以選用太陽能或者風能發電系統解決現場供電問題。太陽能供電系統的工作原理是將太陽的光能轉化為電能，太陽能充放電控制作為中心控制設備，一方面將太陽電池組件轉化的電能存儲在蓄電池組里，一方面控制蓄電池組對負載設備供電。如果負載設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。根據系統設備的用電需求，可輸出12V/24V/36V/48/220V 等不同電壓，滿足各種設備的供電需要，系統運行可靠穩定，能滿足戶外各種惡劣工作環境。

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

太陽能監控可采用4G一體網絡攝像頭，直接插入三大網絡運營商的 4G 流量卡即可對現場進行實時監控，彌補了市場上普通監控對于施工難度大，無網無電環境的應用。

即裝即用，不受距離的限制，只要有網絡就可以進行實時觀看。

二、安裝前的準備工作

1、檢查 4G 覆蓋情況

方法比較簡單，準備好一部支持 4G 卡手機及一張 4G 流量卡，到需要安裝的位置查看一下手機的信號是否有 4G 的標識，且播放網上的小視頻是否流暢，同時要注意三大運營商：中國電信，中國聯通以及中國移動 4G 信號覆蓋的情況，優先考慮信號最強的運營商。如果安裝環境沒有 4G 的信號，可以使用網橋進行連接。

2、檢查安裝太陽能立桿位置地理條件。

1.電池板朝南安裝成 45 度角，我公司的太陽能板支架已經調整好角度，只需抱箍進行安裝即可。

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、立桿安裝準備工作（由于立桿屬于大件產品物流費用比較貴，不建議在我公司購買，建議當地購買，一般使用 76 的 5 米-6 米的立桿即可）。

首先對安裝施工地點氣候及周圍環境考察，確定施工方案實施的可行性。施工地點選擇遵循以下原則：

三、太陽能監控地基施工

地基施工流程圖

基礎開挖：以設計圖為準對綠化帶、人行道開挖基礎基坑，按道路安全作業標準文明施工懸掛明顯警示標志防止行人跌入，及時清運渣土。

監控基礎澆筑步驟：安放地籠、安裝接地、預埋管線（光路、電路管線）、澆筑混凝土（商混 C25）、使用震動棒排出混凝土中的空氣、打水平儀調整角度、安裝模具（制作各個尺寸）保養、懸掛警示標志。

基礎澆筑標準：嚴格按照送檢要求進行混凝土配比（C25 商混），并預埋直徑 90mmPVC 穿線管側面穿入手井，澆筑時需打水平尺將地龍固正，注意最外側 2 螺桿需與馬路方向（監控方位）平齊（誤差≤0.5°）。澆筑倒漿時需用攪動棒在四角落區域進行均勻震動，基礎澆筑完后，應對表面水泥進行細化處理，并對該基礎進行連續七天覆膜養護處理。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與監理驗收后簽字確認。

開挖基礎尺寸： 

4 米桿高基礎:

（長*寬*深為 600mm*600mm*800mm）

6 米桿高基礎:

（長*寬*深 800mm*800mm*1000mm）

桿件吊裝：安裝監控立桿步驟：吊裝桿件、串引網線、信號線、電源線由橫臂至設備箱、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。

立桿安裝標準：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合，對地龍螺栓進行抗腐蝕、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鐵絲方便后期穿線。

效果圖

四、太陽能監控地基施工

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換成直流電，供負載使用或貯存于蓄電池內備用，它是太陽能發電系統中最重要的部件之一，其轉換率和使用壽命是決定太陽能電池是否具有使用價值的重要因素。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，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

在太陽能發電系統中，充放電控制器在整個系統中起著重要的作用，扮演著系統管理和組織核心的角色。太陽能充放電控制器能夠為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩、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；同時保護蓄電池，避免過充電和過放電現象的發生。

3、蓄電池組

蓄電池組是獨立太陽能供電系統不可缺少的重要部件。蓄電池組將太陽能電池方陣發出的直流電貯能起來，供負載使用。在太陽能發電系統中，蓄電池處于浮充電狀態。白天太陽能電池方陣給負載供電，同時電池方陣還給蓄電池充電。

蓄電池主要有：鉛酸免維護電池，磷酸鐵鋰電池

優點：鉛酸電池價格便宜，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。

缺點：鉛酸電池體面非常大，只能地埋，一年最少要打開維護一次更換電池水。

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備提供電能，應將太陽能發電系統所發出的直流電能轉換成交流電能，因此需要使用 DC-AC 逆變器。有時還要根據設備工作電壓的需要，采用變壓器進行升降壓。

五、太陽能前端使用功率計算及配置

1、監控設備功率及日耗電量的確定

確定太陽能發電功率及配置的前提是確定前端需要供電設備（負載）的功率及耗電量。通過廠家提供的技術資料和實驗方式可以確定設備功率，所有設備功率（注：適配器供電時，功率=設備額定功率/適配器效率）的算術和即為總功率 W，由此可以確定負載日耗電量 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，則負載設備日耗電容量 Q=P/12V

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

2、蓄電池組容量設計

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

蓄電池的容量 Q＇計算公式為：

Q＇=γ*Q*N＇*τ/C（AH）

式中：

γ 為安全系數，取 1.1～1.4 之間；

Q 為負載設備日耗電容量；

N＇為最長連續陰雨天數；

τ 為溫度修正系數，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、準備工作

（1）、拆裝及組裝地點選擇：拆裝地點應在安裝地點附近，以便于組裝后的運輸。此外，安裝地點鋪有防雨布，放置因地面的凸起或細沙及污漬而造磨損、劃傷及玷污等。

（2)、安裝人員及工具：專業安裝人員 1～2名（安裝任務較重時可相應增加安裝人員），每人配備安裝工具一套， 包括萬用表一臺、內六角扳手一套，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、防水膠帶數卷等。 

(3)、依照貨物清單清點配件；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、監控設備等）在放置時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，調整立桿與太陽能電池組件的方向。組裝燈桿時,螺栓連接處連接緊固，受力均勻，必要時 采用螺紋鎖固膠； 

（2）、借用預穿好的穿線鐵絲穿電線。穿線時，禁止用力拉拽，以免造成護套線劃傷乃至斷裂。連接太陽電池組 件及電源的護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邊并緊固；

2）安放太陽電池組件時，接線盒應保持連接線向下；

3）太陽電池組件間連線原則： 

c、連線完畢后，用萬用表檢測各個線路是否正確。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

多塊太陽能板進行串聯連接意圖

七、風光互補

一、什么是風光互補

為了提高電力部門的生產效益，各變電站/所實現無人值守將成為一種需要。在電力調度通訊中心建立監控中心，通過對各個變電站/所進行視頻畫面的實時監視，以便能夠實時、直接地了解和掌握各個變電站/所的情況，及時對所發生的情況做出反應，適應行業發展需要。

針對這種形勢，使用風光互補無線監控系統將能有效地實現監控和管理。系統全天候地對變電站/所現場的視頻數據進行采集編碼，一方面將視頻數據存儲數據于本地的存儲設備中，以便事后的回放調查；另一方面，通過 4G無線或者網橋傳輸設備使監控中心能統一地監視和管理。

2、系統設計關鍵點

（1）、無線傳輸由于監控點自身環境特點，傳輸方式不可能采用有線或光纜，因此應選擇無線傳輸方式來進行數據的傳輸。目前，4G 無線傳輸技術成熟，并得到廣泛的應用，其具有信號覆蓋率高，部署方便等特點，是該系統設計的最佳選擇。

（2）、供電保證同樣由于監控點自身環境的特點，設備供電不能保證有市電的供應，所以要保證設備全天候正常工作，對應的配套供電系統成了該系統設計重點。太陽能供電系統由太陽電池組件構成的太陽電池方陣、太陽能充電控制裝置、逆變器、蓄電池組構成。太陽能供電系統在晴朗的白天能將太陽能轉換為電能，給負載供電的同時，也給蓄電池組充電；在無光照時，可由蓄電池給負載供電。又考慮到可能出現的極其惡劣的長時間無光照的天氣，配備風能供電系統能給供電帶來更大的保證。所以綜合來看，風光互補放電系統將是保證設備供電的最佳選擇。

3、視頻系統拓撲圖及系統組成

視頻監控系統拓撲圖

4、前端供電系統設計

5、 風力發電機功能參數

1、起動風速低，體積小，外型美觀、運行振動輕。

例如下面這些：