Netzunabhängige Solar-PoE-Switch-Lösung für CCTV-Überwachung im Außenbereich rund um die Uhr

Einführung

Der Einsatz von Netzwerkgeräten in abgelegenen Außenumgebungen war schon immer eine Herausforderung, da es an einer zuverlässigen Stromversorgungsinfrastruktur mangelte.

Herkömmliche Überwachungssysteme, die auf Autobahnen, auf Bauernhöfen, in Wäldern, auf Baustellen, in Bergbaugebieten, in Stauseen und an Grenzsicherungsstandorten installiert sind, erfordern häufig eine teure Installation der Netzstromversorgung oder eine häufige Wartung eigenständiger Stromsysteme.

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, hat OLYCOM das entwickeltIM-FP244S-GM verwalteter industrieller Solar-PoE-Switch, eine integrierte Netzwerklösung, die einen Gigabit-verwalteten PoE-Switch, einen MPPT-Solarladeregler und Batteriemanagement in einem kompakten Industriegerät vereint.

Der Switch ermöglicht IP-Kameras, drahtlosen Brücken, Zugangspunkten und anderen PoE-betriebenen Geräten den kontinuierlichen Betrieb mit Solarenergie und ist somit ideal für netzunabhängige Einsätze. Der integrierte MPPT-Laderegler unterstützt den direkten Anschluss an Photovoltaikmodule und Batteriesysteme und sorgt so für einen zuverlässigen Betrieb rund um die Uhr und verringert gleichzeitig die Abhängigkeit von der herkömmlichen Strominfrastruktur.

Diese Fallstudie zeigt, wie ein solarbetriebenes Überwachungssystem eine unterbrechungsfreie Netzwerkkonnektivität sowohl tagsüber als auch nachts gewährleisten kann.

Kundenherausforderung

Ein Kunde plante die Installation mehrerer IP-Außenkameras und eines Alarmlautsprechers an einem entfernten Überwachungsort, an dem kein kommerzieller Wechselstrom verfügbar war.

Das Projekt erforderte:

• Kontinuierlicher 24/7-Betrieb
• Stromversorgung komplett durch Solarenergie
• Stabile Gigabit-Netzwerkkonnektivität
• Remote-Geräteverwaltung
• Unterstützung für mehrere PoE-Geräte
• Zuverlässiger Betrieb unter rauen Außenbedingungen
• Minimaler Wartungsaufwand nach der Installation

Die Installation herkömmlicher Stromleitungen würde die Projektkosten und die Bauzeit erheblich verlängern.

Der Kunde benötigte daher eine komplette netzunabhängige Überwachungsnetzwerklösung, die vollständig mit erneuerbarer Energie betrieben wird.

Lösungsübersicht

Die Lösung basiert auf dem OLYCOM IM-FP244S-GM Managed DINSolar-PoE-Switch.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Industrieschaltern, die einen externen Solarregler, ein Batterieladegerät und ein Gleichstromsystem erfordern, integriert dieses Gerät alle wesentlichen Energieverwaltungsfunktionen in einer einzigen Industrieplattform.

Die Lösung umfasst:

• Solarpanel
• Verwalteter industrieller Solar-PoE-Switch
• MPPT-Solarladeregler
• 12V- oder 24V-Batteriesystem
• IP-Kameras
• Alarmlautsprecher für den Außenbereich
• Glasfaser- oder Gigabit-Uplink zum Überwachungszentrum

Das integrierte Design vereinfacht die Bereitstellung erheblich und verbessert gleichzeitig die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems.

Funktionsprinzip des Systems

Das Solarstromsystem schaltet je nach Umgebungsbedingungen automatisch zwischen Lademodus und Batteriebetrieb um.

Tagesbetrieb: Solarladung

Bei Tageslicht wandelt das Photovoltaikmodul Sonnenlicht in elektrische Energie um.

Der integrierte MPPT-Controller verfolgt kontinuierlich den maximalen Leistungspunkt des Solarpanels, optimiert die Ladeeffizienz und stellt sicher, dass die Batterie den höchstmöglichen Ladestrom erhält.

Gleichzeitig versorgt die erzeugte Energie die angeschlossenen PoE-Geräte mit Strom, darunter IP-Kameras, drahtlose Brücken, Zugangspunkte und Alarmlautsprecher.

Überschüssige Energie wird für den Nachtbetrieb in der Batterie gespeichert.

Dieses intelligente Energiemanagement ermöglicht einen kontinuierlichen Betrieb des Überwachungssystems ohne Unterbrechung der Netzwerkkommunikation.

Nachtbetrieb: Batterieentladung

Nach Sonnenuntergang erzeugt das Solarpanel keinen Strom mehr.

Das System schaltet automatisch auf Batteriebetrieb um, ohne dass ein manueller Eingriff erforderlich ist.

Die gespeicherte Batterieenergie versorgt den industriellen PoE-Switch weiterhin mit Strom, wodurch der unterbrechungsfreie Betrieb aller angeschlossenen Netzwerkgeräte gewährleistet ist.

Da die Stromumstellung vollautomatisch erfolgt, bleiben IP-Kameras die ganze Nacht über online und gewährleisten so eine kontinuierliche Videoaufzeichnung und Fernüberwachung.

Dieser nahtlose Schaltmechanismus garantiert eine echte 24-Stunden-Überwachung auch in vollständig netzunabhängigen Umgebungen.

Warum MPPT einen Unterschied macht

Eine der Schlüsseltechnologien hinter dieser Lösung ist der integrierte MPPT-Solarladeregler (Maximum Power Point Tracking).

Im Vergleich zu herkömmlichen PWM-Ladesystemen passt MPPT die Betriebsspannung und den Betriebsstrom des Photovoltaikmoduls kontinuierlich an, um bei wechselnden Sonneneinstrahlungsbedingungen die maximal verfügbare Leistung zu extrahieren.

Daraus ergibt sich:

• Höhere Ladeeffizienz
• Schnelleres Laden des Akkus
• Bessere Leistung bei bewölktem Wetter
• Verbesserte Batterielebensdauer
• Stabilere Stromversorgung für Outdoor-Netzwerkgeräte

Der Controller bietet einen Ladewirkungsgrad von bis zu 98 %, unterstützt eine Solarpanel-Einspeisung von bis zu 1200 W und kann sowohl mit 12-V- als auch 24-V-Photovoltaiksystemen betrieben werden. Es unterstützt außerdem die automatische Batteriespannungserkennung, den integrierten Batterieschutz und mehrere Batterieprofile.

Hardwarekonfiguration

Das IM-FP244S-GM vereint Netzwerk und Energiemanagement in einer industriellen Plattform.

Zu den Hauptmerkmalen gehören:

• 4 × Gigabit-PoE-Ethernet-Ports
• 2 × Gigabit-SFP-Glasfaser-Uplink-Ports
• IEEE 802.3af/at/bt PoE-Unterstützung
• Maximale 90-W-Leistung an Port 1
• Gesamtes PoE-Budget von 120 W
• Integrierter MPPT-Solarladeregler
• Unterstützung für Blei-Säure- und Lithium-Batterien
• Batteriekapazität bis zu 500 Ah
• Verwaltete Layer-2-Switching-Funktionen
• PoE Watchdog für automatische Gerätewiederherstellung
• 6KV-Überspannungsschutz
• Industrielle Betriebstemperatur von -20 °C bis +65 °C.

Da Vernetzung und Solarladung in einem Gerät integriert sind, benötigen Installateure weniger Komponenten, was die Komplexität der Verkabelung reduziert und die langfristige Zuverlässigkeit verbessert.

Anwendungsszenarien

Der Solar PoE Switch eignet sich für eine Vielzahl von Outdoor-Netzwerkprojekten, darunter:

• Solarbetriebene CCTV-Überwachung
• Straßenüberwachungssysteme
• Intelligenter Transport
• Waldbrandprävention
• Grenzsicherung
• Öl- und Gaspipelines
• Solarparks
• Landwirtschaftliche Überwachung
• Fischereiüberwachung
• Sicherheit von Stauseen und Staudämmen
• Baustellen
• Bergbaubetriebe
• Drahtlose Brückeninstallationen
• Smart-City-Infrastruktur
• Umweltüberwachungsstationen

Überall dort, wo kommerzieller Strom nicht verfügbar oder schwierig zu installieren ist, bietet ein solarbetriebenes Vernetzungssystem eine effiziente Alternative.

Vorteile der Lösung

Im Vergleich zu herkömmlichen Outdoor-Netzwerklösungen bietet diese integrierte solarbetriebene Architektur mehrere wesentliche Vorteile.

Erstens entfällt die Notwendigkeit einer externen Wechselstromversorgung, sodass der Einsatz auch an völlig abgelegenen Standorten möglich ist.

Zweitens reduziert die Integration des MPPT-Controllers, des Batteriemanagements und des industriellen PoE-Switches in einem Gerät die Installationskomplexität und senkt die Wartungskosten.

Drittens schützt ein intelligentes Batteriemanagement den Energiespeicher und maximiert gleichzeitig die Batterielebensdauer.

Viertens ermöglichen verwaltete Netzwerkfunktionen Fernüberwachung, VLAN-Konfiguration, Verkehrsmanagement und automatische Wiederherstellung verbundener PoE-Geräte durch die integrierte PoE-Watchdog-Funktion.

Schließlich sorgt das System für einen kontinuierlichen 24/7-Betrieb, indem es automatisch zwischen Solarladung am Tag und Batterieentladung in der Nacht umschaltet und so eine unterbrechungsfreie Stromversorgung der Überwachungsausrüstung gewährleistet.

Abschluss

Dieses Projekt zeigt, wie der OLYCOM IM-FP244S-GM Managed Industrial Solar PoE Switch eine komplette solarbetriebene Outdoor-Netzwerklösung für Fernüberwachungsanwendungen bietet.

Durch die Integration eines Gigabit-verwalteten PoE-Switches, eines MPPT-Solarladereglers und eines Batteriemanagementsystems in ein einziges Industriegerät ermöglicht die Lösung einen zuverlässigen netzunabhängigen Betrieb für IP-Kameras, drahtlose Brücken, LED-Beleuchtung und andere PoE-betriebene Geräte.

Der automatische Übergang zwischen Solarladung am Tag und Batterieentladung in der Nacht gewährleistet einen unterbrechungsfreien Betrieb rund um die Uhr, während intelligentes Batteriemanagement und hocheffiziente MPPT-Technologie die Energienutzung maximieren und den Wartungsaufwand reduzieren.

Für Unternehmen, die solarbetriebene CCTV-Systeme, netzunabhängige IP-Kamerainstallationen oder industrielle Remote-Netzwerkprojekte planen, bietet diese Lösung eine zuverlässige, skalierbare und energieeffiziente Plattform, die Netzwerk, Energiemanagement und erneuerbare Energie in einem integrierten System vereint.