Off-Grid-Solar PoE-CCTV-System für den Einsatz von Fernüberwachung

1. Projekthintergrund

In abgelegenen Umgebungen und mit eingeschränkter InfrastrukturÜberwachungssystemeDies stellt eine doppelte Herausforderung dar: die Sicherstellung einer stabilen Netzanbindung und die Bereitstellung einer kontinuierlichen Stromversorgung.

Traditionelle netzbasierte Lösungen sind oft aufgrund hoher Installationskosten oder geografischer Einschränkungen nicht machbar.

In diesem Projekt benötigte der Auftraggeber ein vollständig off-grid CCTV-System, das in der Lage ist, sechs IP-Kameras zu versorgen, die jeweils etwa 25 W verbrauchen, ohne auf externe elektrische Infrastrukturen angewiesen zu sein.

Die Erwartung war klar: eine vollständige, vorentwickelte Plug-and-Play-Lösung für Stromerzeugung, Speicherung und Datenübertragung.

2. Systemanforderungen

• Anzahl der Kameras: 6 Einheiten
• Leistung pro Kamera: 25 W
• Gesamtlast der Kamera: 150 W
• Kontinuierlicher Betrieb: 24 Stunden am Tag
• Umwelt: Außenbereich, abgelegene Lage
• Stromquelle: Solarenergie (außerhalb des Netzes)
• Netzwerk: IP-Überwachung auf Basis von PoE

3Übersicht über die Lösung

Um den Anforderungen des Kunden gerecht zu werden, haben wir ein integriertesSolarbetriebene PoE-Überwachungssystem, die Energieerzeugung, Speicherung und Netzverteilung in einem einzigen Außenschrank kombiniert.

Das System umfaßt:

• OlycomIndustrieller PoE-SchalterIM-FBP288GE (Edge-Netzwerkgerät)
• Solarpaneelanlage (Stromerzeugung)
• MPPT-Solarladungsregler (Energieregelung)
• LiFePO4-Batteriesystem (Energiespeicher)
• Außenschrank IP65 (Systemgehäuse und -schutz)

4. Systemkonstruktion und Konfiguration

4.1 Energieverbrauchsanalyse

Die Gesamtlast des Systems wurde wie folgt berechnet:

Kameras: 6 × 25 W = 150 W

PoE-Schalter über dem Kopf: ~ 15W

Gesamtbelastung des Systems: ~ 165 W

Diese kontinuierliche Belastung bildet die Grundlage für die Größe der Batterie und für das Design der Solarzellen.

4.2 Energiespeicher (Batteriesystem)

Um den Betrieb bei Nacht und bei schlechten Sonneneinstrahlungen ununterbrochen zu gewährleisten, wurde das System mit einer 1-Tage-Autonomie ausgelegt.

Tagesenergieverbrauch: 165 W × 24h ≈ 3960Wh

Batteriekonfiguration: 48V 100Ah LiFePO4-Batterie (~ 4,8 kWh Nutzleistung)

Diese Konfiguration berücksichtigt die Grenzwerte für die Entladungsabfülle und gewährleistet eine lange Lebensdauer der Batterie (normalerweise > 4000 Zyklen).

4.3 Solarenergieerzeugung

Um den täglichen Energieverbrauch aufrechtzuerhalten, wurde die Größe des Solarmoduls anhand der durchschnittlichen Sonnenhöchststunden ermittelt.

Notwendige Energie: ~4 kWh/Tag

Spitzensonnenstunden: ~5 Stunden/Tag

Berechnete Solarleistung: ≈ 800 W

Endkonstruktion (mit Sicherheitsspanne): 1kW-Solarkollektor (z. B. 2 × 550W-Kollektoren)

Dies gewährleistet einen stabilen Betrieb auch unter suboptimalen Wetterbedingungen.

4.4 Energieverbrauch

Es wurde ein 48V / 40A MPPT (Maximum Power Point Tracking) -Solarladungsregler ausgewählt, um:

• Maximierung der Effizienz der Umwandlung von Solarenergie
• Regulieren Sie das Laden der Batterie
• Schutz vor Überladung und Spannungsschwankungen

4.5 Netzwerkkern:PoE-Schalter für Power Booster

Das System verwendet die IM-FP288BGEPoE-Schalterals zentrale Netzwerk- und Stromverteilungseinheit.

Hauptmerkmale:

• 8 PoE-Anschlüsse (unterstützt bis zu 6 Kameras + Erweiterung)
• 2 SFP-Uplink-Ports für Glasfaserkonnektivität
• 48 V Boost PoE-Ausgang
• Gesamtleistungsgehalt der PoE: 240 W
• DIN-Konstruktion in industrieller Qualität für den Einsatz von Schränken im Freien

Dieser Ethernet-Switch ermöglicht sowohl die Datenübertragung als auch die Stromversorgung über ein einziges Ethernet-Kabel, wodurch die Installation vereinfacht und die Verkabelungskomplexität reduziert wird.

4.6 Integration des Kabinetts

Alle Komponenten sind in ein IP65-Gütekabinet für den Außenbereich integriert, das für Langlebigkeit und einfache Einrichtung ausgelegt ist.

Interne Anordnung:

Oberer Abschnitt: MPPT-Steuerung und Gleichstromschutz (Bremser, Überspannungsschutz)

Mittlerer Abschnitt: 8-Port-PoE-Schalter (IM-FP288BGE)

Unterteil: LiFePO4-Batterie

Außenoberflächen:

Solarenergie

Kamera/PoE-Ausgänge

Glasfaser-Uplink

Zusätzliche Merkmale:

Korrosionsfeste Stahlgehäuse

Lüftungs- oder Lüfterkühlsystem

Wasserdichte Kabeldrüsen

Schließbare Tür zur Sicherheit

5. Systemarchitektur

Das System arbeitet als geschlossenes Energie- und Datennetz:

Solarzellen erzeugen Gleichstrom

MPPT-Steuerung regelt und lädt die Batterie

Die Batterie liefert einen stabilen 48 V Gleichstrom

PoE-Schalter verteilt Strom und Daten an Kameras

Video-Daten werden über Glasfaser-Uplink übertragen

Diese Architektur sorgt für kontinuierlichen Betrieb, hohe Effizienz und minimale Wartungsbedürfnisse.

6Hauptvorteile

6.1: Vollständig außerhalb des Netzes betrieben

Keine Abhängigkeit von Stromversorgung, ideal für entfernte oder temporäre Einsätze.

6.2:Integriertes Design

Alle Komponenten sind vorinstalliert und in einem einzigen Schrank optimiert.

6.3:Hohe Zuverlässigkeit

Industrielle Hardware sorgt für eine stabile Leistung in rauen Umgebungen.

6.4:Ausweitung

Zusätzliche Kameras oder eine höhere Autonomie können mit modularen Upgrades unterstützt werden.

6.5:Vereinfachte Einsätze

Das Plug-and-Play-System verkürzt die Vor- und Installationszeit.

7Schlussfolgerung.

Dieses Projekt zeigt, wie ein gut konzipiertes PoE-Überwachungssystem mit Solarstrom die Herausforderungen der Fernüberwachung effektiv lösen kann.

Durch die Kombination von Energieerzeugung, -speicherung und Netzwerkinfrastruktur in einer einheitlichen Lösung liefert das System:

• Zuverlässige 24/7 Überwachung
• Reduzierte Installationskomplexität
• Langfristige Betriebseffizienz

Solche Lösungen sind in Anwendungen wie:

• Fernüberwachung der Sicherheit
• Baustellen
• Öl- und Gasfelder
• Projekte für ländliche Infrastrukturen

Dieser Fall unterstreicht den Übergang von der eigenständigen Hardware-Lieferung zur vollständigen Systemintegration, die eine höhere Wertschöpfung und eine stärkere Kundenbindung ermöglicht.

Bei Bedarf kann das System je nach projektspezifischen Bedürfnissen weiter angepasst werden, um eine erweiterte Autonomie, höhere Kameranteile oder hybride Leistungseingänge zu unterstützen.

Ich bitte dich.Kontaktieren Sie unsfür weitere Informationen.