Introducción
La implementación de equipos de red en entornos exteriores remotos siempre ha sido un desafío debido a la falta de una infraestructura eléctrica confiable.
Los sistemas de vigilancia tradicionales instalados en carreteras, granjas, bosques, sitios de construcción, áreas mineras, embalses y lugares de seguridad fronteriza a menudo requieren una costosa instalación de energía de la red o un mantenimiento frecuente de los sistemas de energía independientes.
Para abordar estos desafíos, OLYCOM desarrolló elConmutador PoE solar industrial gestionado IM-FP244S-GM, una solución de red integrada que combina un conmutador PoE administrado Gigabit, un controlador de carga solar MPPT y administración de baterías en un dispositivo industrial compacto.
El conmutador permite que cámaras IP, puentes inalámbricos, puntos de acceso y otros dispositivos alimentados por PoE funcionen continuamente utilizando energía solar, lo que lo hace ideal para implementaciones fuera de la red. El controlador de carga MPPT incorporado admite la conexión directa a paneles fotovoltaicos y sistemas de baterías, lo que proporciona un funcionamiento confiable las 24 horas del día, los 7 días de la semana y al mismo tiempo reduce la dependencia de la infraestructura eléctrica convencional.
Este estudio de caso demuestra cómo un sistema de vigilancia con energía solar puede proporcionar conectividad de red ininterrumpida durante el funcionamiento diurno y nocturno.
Desafío del cliente
Un cliente planeaba implementar varias cámaras IP para exteriores y un altavoz de alarma en una ubicación de monitoreo remoto donde no había energía de CA comercial disponible.
El proyecto requería:
- Operación continua 24 horas al día, 7 días a la semana
- Energía suministrada íntegramente por energía solar
- Conectividad de red Gigabit estable
- Gestión remota de dispositivos
- Soporte para múltiples dispositivos PoE
- Funcionamiento fiable en condiciones exteriores adversas
- Mantenimiento mínimo después de la instalación.
La instalación de líneas eléctricas tradicionales aumentaría significativamente los costos del proyecto y el tiempo de construcción.
Por lo tanto, el cliente necesitaba una solución completa de red de vigilancia fuera de la red alimentada íntegramente por energía renovable.
Descripción general de la solución
La solución se basa en el DIN administrado OLYCOM IM-FP244S-GMConmutador PoE solar.
A diferencia de los interruptores industriales convencionales que requieren un controlador solar externo, un cargador de batería y un sistema de alimentación de CC, este dispositivo integra todas las funciones esenciales de administración de energía en una única plataforma industrial.
La solución incluye:
- Panel solar
- Conmutador PoE solar industrial gestionado
- Controlador de carga solar MPPT
- Sistema de batería de 12V o 24V
- camaras ip
- Altavoz de alarma exterior
- Enlace ascendente de fibra o Gigabit al centro de monitoreo
El diseño integrado simplifica enormemente la implementación al tiempo que mejora la confiabilidad general del sistema.
Principio de funcionamiento del sistema
El sistema de energía solar cambia automáticamente entre el modo de carga y la energía de la batería según las condiciones ambientales.
Operación diurna: carga solar
Durante las horas del día, el panel fotovoltaico convierte la luz solar en energía eléctrica.
El controlador MPPT integrado rastrea continuamente el punto de máxima potencia del panel solar, optimizando la eficiencia de carga y asegurando que la batería reciba la mayor corriente de carga posible.
Al mismo tiempo, la energía generada alimenta los dispositivos PoE conectados, incluidas cámaras IP, puentes inalámbricos, puntos de acceso y parlantes de alarma.
Cualquier exceso de energía se almacena en la batería para el funcionamiento nocturno.
Esta gestión inteligente de la energía permite que el sistema de vigilancia funcione de forma continua sin interrumpir la comunicación de la red.
Operación nocturna: descarga de la batería
Después del atardecer, el panel solar ya no genera electricidad.
El sistema cambia automáticamente a alimentación por batería sin necesidad de intervención manual.
La energía almacenada en la batería continúa suministrando energía al conmutador PoE industrial, que mantiene el funcionamiento ininterrumpido de todos los dispositivos de red conectados.
Debido a que la transición de energía es completamente automática, las cámaras IP permanecen en línea durante toda la noche, lo que garantiza una grabación de video continua y un monitoreo remoto.
Este mecanismo de conmutación perfecta garantiza una verdadera vigilancia las 24 horas incluso en entornos completamente fuera de la red.
Por qué MPPT marca la diferencia
Una de las tecnologías clave detrás de esta solución es el controlador de carga solar MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia) integrado.
En comparación con los sistemas de carga PWM convencionales, MPPT ajusta continuamente el voltaje y la corriente de funcionamiento del panel fotovoltaico para extraer la máxima potencia disponible en condiciones cambiantes de luz solar.
Esto da como resultado:
- Mayor eficiencia de carga
- Carga de batería más rápida
- Mejor rendimiento durante el tiempo nublado
- Vida útil de la batería mejorada
- Fuente de alimentación más estable para equipos de redes exteriores
El controlador proporciona eficiencias de carga de hasta el 98 %, admite entrada de paneles solares de hasta 1200 W y puede funcionar con sistemas fotovoltaicos de 12 V y 24 V. También admite reconocimiento automático del voltaje de la batería, protección integrada de la batería y múltiples perfiles de batería.
| Tipo de batería |
batería de plomo ácido |
batería de litio |
Batería de fosfato de hierro y litio |
| voltaje de la batería |
12V |
24V |
12,6 V |
25,2 V |
14,8 V |
29,6 V |
| Modo de carga |
MPPT (limitación de corriente y voltaje - corriente constante - limitación de voltaje - limitación de presión y corriente --- carga flotante) |
MPPT (corriente y voltaje que limitan el voltaje constante de corriente constante) |
| Función de carga auxiliar |
Apoyo |
| Umbral de detección de voltaje de la batería |
<12,6 V |
<24,8 V |
<12,2 V |
<24,4 V |
<14,2 V |
<28,8 V |
| Corriente de carga nominal |
15A |
| corriente flotante |
50mA-1000mA |
— |
| tiempo de flotación |
3 horas |
— |
| parada de carga |
Calendario de llegada del flotador |
Tensión nominal y corriente de carga simultánea < 30 mA |
| Corriente de descarga nominal |
6.5A |
3.6A |
8.5A |
4A |
6.5A |
4A |
| Voltaje de salida PoE |
42~57V |
| Potencia de salida PoE |
Máximo 120W |
| Tensión de circuito abierto fotovoltaico |
32V |
45V |
32V |
45V |
32V |
45V |
| Entrada fotovoltaica |
Máximo 57 V, máximo 1200 W |
| Tensión máxima de carga |
14,7 V |
29,6 V |
12,6 V |
25,2 V |
14,8 V |
29,6 V |
| Tensión de carga flotante |
13,7 V |
27,4 V |
— |
— |
— |
— |
| Tensión de corte de descarga |
10,1 V |
20,2 V |
9V |
18V |
10,2 V |
20,4 V |
| Tipo |
6 especificaciones de tipo de batería predeterminadas (batería de 12 V * 3, batería de 24 V * 3) Parámetros de batería personalizables
Soporta hasta 500AH
|
| Protección contra sobrecalentamiento |
Admite el apagado automático de la placa base por exceso de temperatura y de la batería por exceso de temperatura (opcional) |
| Protección de entrada |
Protección contra sobrecorriente, sobretensión, inicio retardado y anticonexión. |
| Función de salida |
Sobrecorriente, sobretensión y cortocircuito. |
| Luz indicadora |
Indicador de funcionamiento normal del sistema, lámpara de batería, indicador de entrada normal, indicador de descarga de carga e indicador de fallo compuesto multifuncional |
Configuración de hardware
El IM-FP244S-GM combina redes y administración de energía en una plataforma industrial.
Las características clave incluyen:
- 4 × puertos Gigabit PoE Ethernet
- 2 × puertos de enlace ascendente de fibra Gigabit SFP
- Soporte PoE IEEE 802.3af/at/bt
- Salida máxima de 90 W en el puerto 1
- Presupuesto total de PoE de 120 W
- Controlador de carga solar MPPT integrado
- Soporte para baterías de plomo-ácido y litio.
- Capacidad de la batería hasta 500Ah
- Funciones de conmutación gestionadas de capa 2
- PoE Watchdog para la recuperación automática de dispositivos
- Protección contra sobretensiones de 6KV
- Temperatura de funcionamiento industrial de -20°C a +65°C.
Debido a que las redes y la carga solar están integradas en un solo dispositivo, los instaladores necesitan menos componentes, lo que reduce la complejidad del cableado y mejora la confiabilidad a largo plazo.
Escenarios de aplicación
El conmutador Solar PoE es adecuado para una amplia gama de proyectos de redes en exteriores, que incluyen:
- Vigilancia CCTV con energía solar
- Sistemas de vigilancia de carreteras
- Transporte inteligente
- Prevención de incendios forestales
- Seguridad fronteriza
- Oleoductos y gasoductos
- Granjas solares
- Seguimiento agrícola
- Monitoreo pesquero
- Seguridad de embalses y presas
- Sitios de construcción
- Operaciones mineras
- Instalaciones de puentes inalámbricos
- Infraestructura de ciudad inteligente
- Estaciones de monitoreo ambiental
Dondequiera que no haya electricidad comercial disponible o sea difícil de instalar, un sistema de red alimentado por energía solar proporciona una alternativa eficiente.
Beneficios de la solución
En comparación con las soluciones de redes exteriores convencionales, esta arquitectura integrada alimentada por energía solar ofrece varias ventajas importantes.
En primer lugar, elimina la necesidad de alimentación de CA externa, lo que hace posible la implementación en ubicaciones completamente remotas.
En segundo lugar, la integración del controlador MPPT, la gestión de baterías y el conmutador PoE industrial en un solo dispositivo reduce la complejidad de la instalación y reduce los costos de mantenimiento.
En tercer lugar, la gestión inteligente de la batería protege el sistema de almacenamiento de energía y maximiza la vida útil de la batería.
En cuarto lugar, las funciones de red administradas permiten el monitoreo remoto, la configuración de VLAN, la administración del tráfico y la recuperación automática de dispositivos PoE conectados a través de la función PoE Watchdog incorporada.
Finalmente, el sistema proporciona un funcionamiento continuo las 24 horas del día, los 7 días de la semana al cambiar automáticamente entre carga solar durante el día y descarga de la batería durante la noche, lo que garantiza energía ininterrumpida para los equipos de vigilancia.
Conclusión
Este proyecto demuestra cómo el conmutador PoE solar industrial gestionado IM-FP244S-GM de OLYCOM ofrece una solución de red exterior completa con energía solar para aplicaciones de vigilancia remota.
Al integrar un conmutador PoE administrado Gigabit, un controlador de carga solar MPPT y un sistema de administración de baterías en un solo dispositivo industrial, la solución permite una operación confiable fuera de la red para cámaras IP, puentes inalámbricos, iluminación LED y otros equipos alimentados por PoE.
La transición automática entre la carga solar diurna y la descarga nocturna de la batería garantiza un funcionamiento ininterrumpido las 24 horas del día, los 7 días de la semana, mientras que la gestión inteligente de la batería y la tecnología MPPT de alta eficiencia maximizan la utilización de energía y reducen los requisitos de mantenimiento.
Para las organizaciones que planean sistemas CCTV con energía solar, instalaciones de cámaras IP fuera de la red o proyectos de redes industriales remotas, esta solución proporciona una plataforma confiable, escalable y energéticamente eficiente que combina redes, administración de energía y energía renovable en un sistema integrado.
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