الأعمدة السوداء مع الألواح الشمسية والكاميرات: ما هي وكيفية تحديدها

ستلاحظه قبل أن تعرف ما هو: عمود أسود غير لامع، يبلغ طوله من ثلاثة إلى خمسة أمتار، مزود بلوحة شمسية رفيعة مائلة نحو الشمس وكاميرا صغيرة موجهة على الطريق أو عبر موقف للسيارات. لا توجد قناة تصل إليه، ولا صندوق عدادات، ولا ندبة في العشب. لقد ظهرت خلال أسبوع، والآن هناك ستة آخرين على نفس امتداد الطريق.

تلك الأعمدة هي أعمدة الكاميرا الشمسية خارج الشبكة. معظم تلك التي تم تركيبها في أمريكا الشمالية وأوروبا على مدى السنوات القليلة الماضية عبارة عن محطات قراءة لوحات أرقام السيارات الآلية، والتي تسمى عادة كاميرات ALPR أو ANPR: كاميرا، ومودم خلوي، وبطارية، ولوحة شمسية مجمعة على سارية واحدة تعمل بالطاقة الذاتية. وهناك حصة أصغر هي كاميرات المراقبة العادية، أو عدادات المرور، أو أجهزة استشعار عد المشاة التي تستخدم نفس بنية الطاقة تمامًا. بعضها ليس أعمدة جديدة على الإطلاق، بل عبارة عن مجموعات إضافية مثبتة على أعمدة الكهرباء أو أعمدة إنارة الشوارع الموجودة بالفعل.

الجواب القصير بسيط. إذا رأيت عمودًا أسود به لوحة شمسية وكاميرا ولا يوجد اتصال طاقة مرئي، فأنت تنظر إلى عقدة مراقبة أو استشعار مستقلة عن الشبكة. الجواب الأطول هو المكان الذي يعيش فيه المهندسون، وهذا هو السبب وراء تشغيل بعض هذه المنشآت لمدة ثماني سنوات دون اهتمام بينما يظلم البعض الآخر في الشتاء الأول.

هناك ثلاثة أشياء تحدد أداء أي عمود: ميزانية الطاقة، والتصميم الميكانيكي للعمود نفسه، وظروف الموقع المحيطة به. تتناول هذه المقالة ما تحتويه الأقطاب فعليًا، ولماذا تكون دائمًا سوداء اللون، وكيفية تحديد حجم الطاقة الشمسية والبطارية بشكل صحيح، وما الذي يجب تحديده عند شراء القطب، والأخطاء التي تتسبب في فشل هذه الأنظمة في الميدان.

ما تحتويه بالفعل القطبين السوداء مع الألواح الشمسية والكاميرات

قم بإزالة الغلاف وعمود الكاميرا الشمسية النموذجي عبارة عن كومة من ستة كتل وظيفية.

الأول هو العمود أو الصاري: مقطع دائري أو مثمن أو مربع مستدق من الفولاذ المجلفن بالغمس الساخن أو بثق الألومنيوم، وعادة ما يتراوح طوله من 3 إلى 6 أمتار لمهمة الكاميرا فقط ومن 6 إلى 12 مترًا عندما يحمل العمود أيضًا معدات الإضاءة أو الاتصالات. طلاء مسحوق أسود غير لامع هو القاعدة.

والثاني هو واجهة التثبيت: حامل الكاميرا، أحيانًا على ذراع متقاطع قصير، وأحيانًا جذع عمودي يضع العدسة على بعد 300 إلى 900 ملم من محور القطب. الإزاحة مهمة، لأن القطب نفسه يمكن أن يحجب جزءًا من مجال الرؤية إذا تم تركيب الكاميرا على مسافة قريبة جدًا.

والثالث هو مصدر الطاقة: لوحة صلبة أحادية البلورية تتراوح قوتها ما بين 20 و200 واط، أو لوحة مرنة مغلفة على سطح منحني عندما يتطلب التصميم مظهرًا بسيطًا. تميل الألواح عادة بمقدار 15 إلى 45 درجة وموجهة نحو خط الاستواء، مع ضبط الميل على خطوط العرض وزوايا الشمس الشتوية بدلاً من أفضل إخراج صيفي.

الرابع هو تخزين الطاقة: حزمة فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4) محكمة الغلق، وأحيانًا بطارية الرصاص الحمضية أو بطارية حصيرة زجاجية ممتصة في الإنشاءات القديمة أو الأقل تكلفة، عادةً 12 فولت أو 24 فولت بسعة 20 إلى 200 أمبير. يتم وضعها في حاوية قابلة للقفل، غالبًا عند القاعدة أو في منتصف الارتفاع مع فتحة يدوية للوصول.

الخامس هو وحدة التحكم في الشحن وتكييف الطاقة: وحدة تحكم الحد الأقصى لتتبع نقطة الطاقة (MPPT) في أي تركيب جاد، ووحدة تحكم تعديل عرض النبض في الأجهزة الأرخص، بالإضافة إلى الصهر، والحماية من زيادة التيار، وفصل الجهد المنخفض لحماية البطارية من التفريغ العميق.

السادس هو الاتصالات: مودم خلوي على LTE أو 5G، وأحيانًا هوائي صغير متعدد الاتجاهات، وأحيانًا Wi-Fi أو راديو LoRa للروابط قصيرة المدى، ومخزن مؤقت محلي حتى تنجو البيانات من انقطاع الشبكة ويتم تحميلها لاحقًا.

من الناحية الوظيفية، تنقسم هذه الأقطاب إلى ثلاث عائلات، ومعرفة أي منها تنظر إليه يخبرك بمن يملكه وماذا يفعل بالبيانات. تلتقط قارئات لوحة الترخيص أحرف اللوحة بالإضافة إلى خصائص السيارة مثل الصنع واللون والنوع، بالإضافة إلى الطابع الزمني وعلامة الموقع، وعادةً ما تقوم بتحميل البيانات التعريفية بدلاً من الفيديو المستمر. تقوم أعمدة المراقبة العامة ببث أو تسجيل الفيديو على مشغلات الحركة. تقيس أعمدة العد حجم حركة المرور أو صناديق السرعة أو تدفق المشاة وهي شائعة بالقرب من التقاطعات ورؤوس الممرات ومحيط الحرم الجامعي.

هناك نقطة واحدة غالبًا ما تفاجئ الناس: العديد من هذه الأنظمة مصممة عمدًا بحيث لا تحتفظ بالفيديو. قد يقوم قارئ اللوحة بتخزين صورة صغيرة للوحة والمركبة لنافذة احتجاز محددة وتجاهل كل شيء آخر. فترة الاحتفاظ هي قرار سياسي يتخذه المشغل، وليست حدًا فنيًا للعمود، وعادة ما تكون أهم شيء يجب توضيحه قبل التثبيت.

لماذا القطبين أسودان، ولماذا يعد هذا خيارًا هندسيًا؟

اللون ليس النمط المفضل. اللون الأسود غير اللامع يحل ثلاث مشاكل عملية في وقت واحد.

أولا، وهج. يمكن للغطاء اللامع أو ذو الألوان الفاتحة بالقرب من عدسة الكاميرا أن يرتد الضوء الشارد إلى البصريات، خاصة عند شروق الشمس وغروبها وتحت المصابيح الأمامية. الكاميرات التي يجب أن تقرأ لوحة في الليل تعتمد على التباين؛ يقلل الإطار الأسود غير اللامع من الانعكاسات الداخلية ويحافظ على عمل غطاء العدسة على النحو المنشود.

ثانيا، سلوك الأشعة تحت الحمراء. تستخدم العديد من هذه الأنظمة إضاءة الأشعة تحت الحمراء أو أجهزة استشعار حساسة للأشعة تحت الحمراء. تتصرف الطلاءات الداكنة غير اللامعة ذات الانعكاس المرآوي المنخفض بشكل أكثر توقعًا في الأشعة تحت الحمراء القريبة من التشطيبات اللامعة أو المعدنية، والتي يمكن أن تنتج نقاطًا ساخنة في الإطار.

ثالثاً: التكامل البصري. يُنظر إلى القطب الأسود مقابل خط الأشجار أو الأسفلت أو السماء المظلمة على أنه بنية تحتية وليس جسمًا ساطعًا يلفت الانتباه. كثيرا ما تطلب البلديات وجمعيات الأحياء اللون الأسود لهذا السبب بالتحديد، كما أنه يخفي طبقة الأوساخ التي تتراكم على أي سطح أفقي في الهواء الطلق.

المقايضة حرارية. يمتص السطح الأسود الإشعاع الشمسي، ويمكن أن تصل درجة الحرارة في مكان مغلق في شمس الصيف المباشرة إلى 15 إلى 25 درجة مئوية فوق المحيط. وهذا مهم بالنسبة لمكونين: البطارية، التي تتقدم في العمر بشكل أسرع عند درجة حرارة تزيد عن 40 درجة مئوية تقريبًا، وإلكترونيات الكاميرا، التي يمكنها الاختناق أو إعادة ضبطها عندما تكون ساخنة.

التصاميم الجيدة تتعامل مع هذا بطرق محددة. قد يكون العمود وغطاء الكاميرا باللون الأسود بينما يكون صندوق البطارية باللون الرمادي الفاتح أو الأبيض، أو يكون مثبتًا في الجانب المظلل من العمود. غالبًا ما يشتمل غلاف الكاميرا على واقي شمسي منفصل مزود بفجوة هوائية. يتم تهوية حاوية البطارية أو بشكل أفضل إغلاقها بغشاء معادل للضغط يمنع دخول الماء مع السماح بالتمدد الحراري. إذا كنت تحدد عمودًا، فاسأل عن مكان وضع البطارية وما هي درجة الحرارة الداخلية المتوقعة في محيط تصميم الموقع، عادةً ما يتراوح بين 40 إلى 45 درجة مئوية لمعظم المشاريع المعتدلة وشبه الاستوائية.

الطلاء نفسه عبارة عن مواصفات، وليس شريحة ملونة. على الأعمدة الفولاذية، يتم جلفنة المكدس بالغمس الساخن بحد أدنى 86 ميكرومترًا (حوالي 3.4 مل) تليها طبقة من مسحوق البوليستر في نطاق 60 إلى 120 ميكرومتر، مع معدل رش ملح يطابق فئة التآكل في الموقع. المواقع الساحلية والصناعية تحتاج إلى المزيد؛ المواقع السكنية الداخلية تحتاج إلى أقل. يجب إعادة إغلاق الحواف المقطوعة والثقوب المحفورة ومناطق اللحام، لأن هذا هو المكان الذي تفشل فيه أنظمة الطلاء أولاً.

كيف يعمل عمود الكاميرا الشمسية، من النهاية إلى النهاية

القوة: الجزء الذي يفشل أولاً

يمثل كل عمود كاميرا شمسية مشكلة صغيرة في توازن الطاقة. تستهلك الكاميرا والمودم الطاقة بشكل مستمر؛ تقوم اللوحة بتجديدها لبضع ساعات في اليوم. إذا لم يغلق الحساب في ديسمبر، فلا يهم مدى نجاحه في الإغلاق في يونيو.

ابدأ بالاستهلاك. كاميرا تعمل 24 ساعة يوميًا بمتوسط ​​4 إلى 8 واط، ومودم خلوي بمتوسط ​​1 إلى 2 واط، وفقدان وحدة التحكم التي تبلغ بضعة أعشار واط تتراكم بسرعة. تصل طاقة العقدة النموذجية ذات الكاميرا الواحدة إلى ما بين 120 و200 واط/ساعة يوميًا. أضف كاميرا ثانية، أو وحدة رادار، أو بث فيديو مستمر، ويمكنك مضاعفة هذا الرقم أو ثلاثة أضعافه.

ثم انظر إلى الحصاد. توفر لوحة بقدرة 120 واط في موقع تصل فيه ذروة سطوع الشمس إلى 3.5 ساعة يوميًا، ويتم تخفيضها إلى 75 بالمائة من لوحة الاسم لدرجة الحرارة والأسلاك وكفاءة وحدة التحكم والغبار، ما يقرب من 315 واط ساعة يوميًا في شهر جيد. قد توفر نفس اللوحة في يناير عند خط العرض الشمالي ما بين 120 إلى 160 واط/ساعة. تفسر هذه النسبة الفردية سبب موت العديد من المنشآت الصغيرة الحجم في شتاءها الأول.

أخيرًا، قم بتحديد حجم البطارية من أجل الاستقلالية، مما يعني عدد الأيام المظلمة المتتالية التي يعيشها النظام. من ثلاثة إلى خمسة أيام هو هدف التصميم المشترك للبنية التحتية الحيوية؛ يومين أمر شائع بالنسبة للعقد منخفضة التكلفة من فئة المستهلك. تتحمل خلايا LiFePO4 تفريغًا أعمق ودورات أكثر من حمض الرصاص، ولهذا السبب تهيمن على البنيات الجديدة، ولكنها أيضًا تكلف أكثر مقدمًا وتتصرف بشكل سيئ عند درجة التجمد ما لم يتم تحديد سخان أو خلية تسخين ذاتي.

الاتصال ومسار البيانات

المودم هو ثاني أكبر حمل والمصدر الأكثر شيوعًا للتكلفة المستمرة. يكون حدث قراءة اللوحة الواحدة مع صورة مضغوطة في حدود 50 إلى 200 كيلو بايت؛ أحداث البيانات الوصفية النقية تبلغ بضعة كيلو بايت. قد يتناسب التثبيت الذي يقوم بتحميل بضعة آلاف من الأحداث شهريًا مع ما بين 5 إلى 10 جيجابايت من البيانات، بينما يمكن أن يستهلك التثبيت الذي يقوم بدفق الفيديو أو تحميل صور كاملة الإطار 50 جيجابايت أو أكثر. تعمل قوة الإشارة أيضًا على زيادة استهلاك الطاقة: يمكن للمودم الذي يسعى للحصول على اتصال هامشي أن يسحب عدة أضعاف متوسط ​​التيار الذي يستهلكه المودم الذي يتمتع بإشارة جيدة، مما يؤدي بهدوء إلى تدمير ميزانية الطاقة.

قم بإجراء مسح للإشارة في موقع القطب المحدد قبل التصنيع. ليس عند زاوية الشارع، وليس على سطح أقرب مبنى، ولكن في المكان الذي سيقف فيه العمود وعلى الارتفاع الذي سيجلس فيه المودم. إذا كانت الإشارة ضعيفة عند ارتفاع القطب، يكون الإصلاح إما عمودًا أطول أو هوائي اتجاهي أو موقعًا مختلفًا، ومن الأرخص بكثير اكتشاف ذلك قبل صب الأساس.

الميكانيكا: الرياح والاهتزاز والوصول

يحمل عمود الكاميرا الشمسية لوحة وكاميرا، مما يعني أن المساحة المتوقعة الفعالة له أكبر بكثير من الصورة الظلية للعمود. يجب أن تتضمن حسابات حمل الرياح اللوحة وحامل الكاميرا، وليس الصاري فقط. في المواقع المكشوفة، يعتبر التحميل القوي على اللوحة المثبتة على حامل بمثابة علبة التحميل التي تتحكم في سمك الجدار وتصميم لوحة القاعدة.

الاهتزاز هو الخطر الميكانيكي الثاني. الكاميرا التي تتحرك جزءًا من المليمتر في مهب الريح تنتج لوحات غير واضحة في الليل، والتي تبدو وكأنها مشكلة برمجية ولكنها مشكلة ميكانيكية. يجب أن تكون الأقواس صلبة، ويجب أن تكون أدوات التثبيت غير قابلة للصدأ ومقاومة للاهتزاز، ويجب أن يحتوي الكابل على حلقة خدمة حتى لا يصبح أبدًا العنصر الهيكلي الذي يقاوم الحركة.

الوصول مهم بالنسبة للتكلفة الإجمالية للملكية. يوفر العمود ذو القاعدة المفصلية التي تميل للأسفل للخدمة أكثر من عقد من تكلفة إضافتها. إذا لم يميل العمود، فيجب أن تتضمن خطة الصيانة شاحنة دلو أو سلم في كل مرة يتم فيها استبدال البطارية أو وحدة التحكم أو بطاقة SIM.

نفس القطب الأسود، وظائف مختلفة

تبدو أربعة أنواع من النشر متطابقة تقريبًا من الرصيف ولكنها تختلف بشكل حاد في الطلب على الطاقة والملكية. يقدم الجدول أدناه النطاقات النموذجية للمجال، وليس ضمانات، نظرًا لأن طراز الكاميرا ودورة التشغيل وخط العرض يحرك هذه الأرقام بشكل كبير.

الفكرة العملية هي أن العمود المصمم لعداد 20 وات في الساعة سوف يفشل على الفور إذا تم تثبيت كاميرا ومودم بقدرة 150 وات في الساعة، كما أن العمود المصمم لعقدة الإضاءة والكاميرا بقدرة 600 وات في الساعة يعد مبالغة باهظة الثمن بالنسبة لمستشعر العد. قم بمطابقة الهيكل مع التحميل قبل مطابقته للموقع.

هندسة القطب: الجزء الذي لا تراه أبدًا

القطب هو أرخص جزء من النظام وهو السبب في معظم المشاكل طويلة المدى. عمود الكاميرا ليس عمود إنارة للشوارع مزودًا بقوس مضاف؛ لديها متطلبات مختلفة للصلابة والوصول والتآكل.

الصلب مقابل الألومنيوم هو القرار الأول. يوفر الفولاذ المجلفن بالغمس الساخن أعلى صلابة لكل دولار وهو الافتراضي للأعمدة التي يزيد ارتفاعها عن 5 أمتار أو حيث تكون أحمال الرياح كبيرة. الألومنيوم أخف وزنًا، وأسهل في الشحن من حيث الحجم، ويقاوم التآكل جيدًا في الهواء الساحلي عند الانتهاء بشكل صحيح، وغالبًا ما يستخدم لتصميمات الأعمدة الشمسية المتكاملة حيث يحمل جسم القطب اللوحة أيضًا. يمكن لقذف الألومنيوم 6063 أو 6061 في شكل دائري أو متعدد الأضلاع أن يخفي الأسلاك في قناة داخلية، وهي ميزة حقيقية على عمود يجب أن يظل نظيفًا بصريًا.

عادةً ما يتراوح سمك الجدار على أعمدة الكاميرا الفولاذية من 3 إلى 6 ملم اعتمادًا على الارتفاع والمساحة المتوقعة وسرعة الرياح التصميمية. تعد سرعات الرياح التصميمية التي تتراوح من 100 إلى 160 كم/ساعة أمرًا شائعًا في الأعمال البلدية، وتتطلب بعض الولايات القضائية أعلى من ذلك. يبلغ سمك لوحة القاعدة عادةً من 12 إلى 20 ملم مع ألواح التقوية، ويتم تثبيتها على أساس خرساني باستخدام مسامير التثبيت من M20 إلى M30 التي يتم تعيينها من قالب يطابق دائرة مسمار العمود تمامًا. يعد وضع مسمار التثبيت على بعد بضعة ملليمترات أحد أكثر المشكلات الميدانية شيوعًا والأكثر تكلفة.

يحتاج كل عمود إلى فتحة يدوية، عادة ما تكون بقياس 100 × 250 ملم، موضوعة للوصول إلى غرفة الأسلاك ومزودة بغطاء لا يتسرب. في الداخل، يجب أن يكون هناك عروة تأريض مرتبطة بجسم القطب، وحلقة خدمة من الكابل طويلة بما يكفي لسحب وحدة التحكم إلى الخارج حيث يمكن للفني العمل عليها. إن التأريض ليس اختياريًا على عمود يحمل كاميرا ومودم ولوحة شمسية: فالموجات الناجمة عن البرق تنتقل على طول إطار اللوحة والصاري، ويجب تصميم مسار التفريغ بدلاً من أن يكون مرتجلًا.

بالنسبة للتركيبات التي يصعب فيها الوصول إلى الصيانة، يستحق العمود المفصلي أو المائل للأسفل التكلفة الإضافية. المفصلة موجودة في القاعدة، ويميل العمود للأسفل بالرافعة أو باليد بعد إزالة المسمارين، وتصبح كل مهمة خدمة بمثابة وظيفة على مستوى الأرض.

دعم السلامة على الطرق، أعمدة مراقبة CCTV في الشوارع أعمدة مراقبة حركة المرور CCTV - مصممة للمراقبة والأمن، توفر هذه الأعمدة منصة متينة ومستقرة لتركيب كاميرات CCTV ومعدات المراقبة... عرض المنتج →

عندما يحمل العمود أيضًا أقواس الكاميرا، أو الأذرع المتقاطعة، أو معدات الإشارة، يجب التعامل مع التصميم على أنه هيكل للمرور والمراقبة بدلاً من هيكل الإضاءة. وهذا يعني مراجعة واجهة التثبيت، وتوجيه الكابل، ومواصفات أداة التثبيت المضادة للسرقة، ونظام التشطيب معًا، بحيث لا ينتهي الأمر بالكاميرا مثبتة على سارية يفشل طلاءها عند الثقوب المحفورة في غضون ثلاث سنوات. يمكن للمصنعين الذين يتمتعون بالتصنيع الداخلي والتحكم في الجلفنة، بالإضافة إلى عملية تصنيع مخصصة موثقة، عادةً تقديم هذا المستوى من التكامل بشكل أكثر موثوقية من شركة تجارية تقوم بإعادة بيع الصواري العامة. من المفيد أيضًا التحقق مما إذا كان المورد يمكنه قراءة رسم العميل وإنتاج عينة وتأكيد حمل الرياح ومواصفات النهاية كتابيًا قبل تقديم الطلب.

تحجيم الطاقة الشمسية والبطارية بشكل صحيح

معظم حالات الفشل الميدانية التي ترجع إلى الطاقة تأتي من خطأ واحد: تم تصميم النظام ليتناسب مع الظروف المتوسطة وليس لأسوأ شهر. يوضح المثال العملي أدناه العملية الحسابية لموقع خطوط العرض المتوسطة مع عقدة كاميرا واحدة.

اقرأ الجدول مع وضع الشهر الأسوأ في الاعتبار. عندما ينخفض ​​الحصاد إلى 140 واط/ساعة مقابل حمل 187 واط/ساعة، تغطي البطارية العجز، ولكن فقط لعدد محدود من الأيام الغائمة المتتالية. إذا كان الموقع ملبدًا بالغيوم لمدة 10 أيام في الشتاء، فإن لوحة 120 واط وبطارية 100 أمبير صغيرة جدًا، ويكون الإصلاح إما لوحة أكبر، أو بطارية أكبر، أو كاميرا ذات طاقة أقل، أو دورة عمل منخفضة للمودم.

هناك عدة عوامل أصغر تغير الأرقام في الممارسة العملية. تبلغ تكلفة تلوث الألواح بسبب الغبار وحبوب اللقاح وفضلات الطيور ما بين 5 إلى 15 بالمائة من المحصول وتكون أسوأ في الألواح الأفقية أو المائلة الضحلة. يتكلف تخفيض درجة الحرارة ما يقرب من 0.35 إلى 0.45 بالمائة من ناتج اللوحة لكل درجة مئوية فوق 25 درجة، وهو الأمر الأكثر أهمية في الأماكن الحارة والمشمسة حيث تصبح اللوحة نفسها دافئة جدًا. يعد انخفاض جهد الكابل بين اللوحة ووحدة التحكم خسارة حقيقية على المدى الطويل ويطالب بجهد أعلى للنظام أو موصلات أثقل. للحصول على رؤية أوسع لكيفية تطبيق قواعد التصميم نفسها عبر أنظمة الإضاءة والطاقة الشمسية الخارجية، تترجم مبادئ أنظمة إضاءة الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية مباشرة إلى أعمدة الكاميرا، نظرًا لأن كلاهما عبارة عن أنظمة طاقة مستقلة مع ملف تعريف حمل لا ينطفئ تمامًا أبدًا.

من ناحية وحدة التحكم، أصر على MPPT بدلاً من PWM حيثما تكون اللوحة أكثر من بضع عشرات من الواط. غالبًا ما يكون فرق الكفاءة بين الاثنين من 15 إلى 30 بالمائة من الطاقة المحصودة، وهو الفرق بين النظام الذي يتعافى بعد أسبوع غائم والآخر الذي لا يتعافى.

اختيار الموقع وتفاصيل التثبيت ينسىها الناس

يحدد العمل في الموقع الأداء بقدر ما تحدده الأجهزة. العناصر التالية رخيصة الثمن للتحقق منها أثناء التخطيط ومكلفة لتصحيحها لاحقًا.

• مسار الشمس والتظليل. قم بالتجول في الموقع عند الانقلاب الشتوي إن أمكن، أو استخدم أداة التظليل. لوحة مظللة من الساعة 10 صباحًا حتى الساعة 2 ظهرًا. من خلال مبنى أو نبات دائم الخضرة يفقد معظم محصوله المفيد، ويمكن أن يؤدي تظليل سلسلة خلية واحدة إلى تقليل الإخراج بشكل غير متناسب على اللوحة المتصلة بالسلسلة.
• لوحة السمت والميل. وجه اللوحة نحو خط الاستواء وقم بإمالتها إلى خط العرض بالإضافة إلى 10 درجات تقريبًا حيث يكون الأداء في فصل الشتاء مهمًا. يؤدي الميل الأكثر انحدارًا أيضًا إلى التخلص من الثلوج والأمطار بشكل أفضل، مما يقلل من التلوث.
• مسح الإشارة الخلوية على ارتفاع القطب، وليس على مستوى الأرض، ويفضل أن يكون ذلك خلال ساعات الذروة للشبكة. تأكد من أن النطاقات التي يستخدمها الناقل في تلك المنطقة تتوافق مع النطاقات المدعومة للمودم.
• التأريض وحماية الطفرة. قم بربط العمود وإطار اللوحة ومبيت الكاميرا والحاوية بنقطة تأريض واحدة، وأضف الحماية من زيادة التيار على جانب التيار المستمر. الأضرار الناجمة عن الصواعق هي القاتل الهادئ لتركيبات الكاميرات الشمسية في المناطق المعرضة للعواصف.
• التصاريح وحقوق الارتفاق وملكية القطب. قد لا يحتاج عمود الكاميرا الموجود في ملكية خاصة إلى تصريح؛ عادةً ما يحدث نفس القطب في حق الطريق العام، وقد يحتاج إلى اتفاقية تعدي أيضًا. التأكد من صاحب العمود ومن يجوز له خدمته ومن يتحمل المسؤولية في حالة سقوطه.
• هدف الكاميرا ومجال الرؤية. يحدد ارتفاع التركيب والإزاحة الزاوية التي يتم عندها التقاط اللوحة. يؤدي التصويب عبر الطريق بزاوية ضحلة إلى إنتاج صور لوحية مائلة جدًا بحيث لا يمكن قراءتها بشكل موثوق؛ يؤدي التصويب على طول اتجاه السفر بزاوية سفلية متواضعة إلى تحقيق أداء أفضل.
• إشعارات الخصوصية وسياسة الاحتفاظ. تقع مسؤولية اللافتات وقاعدة الاحتفاظ المكتوبة على عاتق المشغل، وعادة ما تكون أول ما يتم طرحه عند ظهور الأعمدة في الحي. حدد فترة الاحتفاظ قبل التثبيت، وليس بعده.
• مقاومة للسرقة والعبث. تعمل مثبتات الأمان الموجودة على اللوحة وحاوية البطارية، بالإضافة إلى حاوية قابلة للقفل، على منع نمط السرقة الأكثر شيوعًا، وهو قيام شخص ما بإزالة لوحة أو حزمة بطارية بدلاً من القطب بأكمله.
• الوصول إلى الصيانة ونمو الغطاء النباتي. يمكن أن يصبح مسار الوصول الواضح عند التثبيت بمثابة تحوط خلال ثلاث سنوات. لاحظ ذلك في خطة الصيانة.
• الأساس والصرف. الأساس الخرساني في التربة سيئة التصريف سوف يمتص الماء إلى القاعدة ويسرع التآكل. تأكد من قالب مسمار التثبيت، ودرجة الخرسانة، ووقت المعالجة قبل وصول العمود إلى الموقع.

حيث تتناسب هذه الأعمدة مع خطة البنية التحتية الخارجية للطاقة الشمسية الأوسع

عادةً ما يكون عمود الكاميرا المستقل هو أول هيكل شمسي تشتريه مؤسسة ما، ولا يكون الأخير أبدًا. بمجرد أن يتمتع الموقع بميزانية طاقة معتمدة، وارتفاع مثبت مثبت، ورابط خلوي عامل، تمتد لغة التصميم نفسها إلى الإضاءة والمقاعد والشحن واللافتات. يؤدي الجمع بين الوظائف على سارية واحدة أو قطعة واحدة من أثاث الشوارع إلى قطع الأعمال المدنية والأساسات والتصاريح وزيارات الصيانة، والتي غالبًا ما تكون أكبر البنود بعد التثبيت الأول.

التركيبة الأكثر شيوعًا هي الكاميرا بالإضافة إلى الإضاءة. عمود إنارة بالطاقة الشمسية مزود بكاميرا مدمجة يضع نقطة المراقبة في الارتفاع والزاوية التي يشغلها عمود الإنارة بالفعل، ويستخدم نفس اللوحة والبطارية لخدمة كلا التحميلين. تعتبر ميزانية الطاقة أكبر، لكن التكلفة الإضافية على عمود الإضاءة وحده أقل بكثير من تكلفة أساسين منفصلين وصاريين منفصلين.

DDK-GB2000 محطة شحن بالطاقة الشمسية مخصصة مع CCTV ومصابيح تدمج محطة الشحن بالطاقة الشمسية المخصصة DDK-GB2000 الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورية لتوفير شحن موثوق للأجهزة الإلكترونية من خلال USB والأجهزة اللاسلكية. عرض المنتج →

يمكن أيضًا لشحن ومراقبة الفضاء العام أن يتشاركا في الهيكل. محطة شحن بالطاقة الشمسية مزودة بكاميرات ومصابيح مدمجة تغطي عدة احتياجات في وقت واحد: مكان للجلوس أو توصيل جهاز، وإضاءة بعد حلول الظلام، ونقطة مراقبة للمنطقة المحيطة. هذه شائعة في المتنزهات ومحطات العبور والساحات العامة وأفنية الحرم الجامعي حيث يكون تشغيل طاقة الشبكة لكل تركيبات فردية غير عملي أو باهظ التكلفة.

بالنسبة للمشاريع ذات نطاق الممرات، تعد الأعمدة الشمسية المدمجة التي تحمل اللوحة والبطارية ووحدة التحكم ورأس المصباح داخل هيكل واحد من الألومنيوم المبثوق هي الخيار الأنظف بصريًا والأسهل في توحيد المعايير عبر امتداد طويل من الطريق أو مسار المشي. كما أنها تقلل من عدد الأجزاء الصغيرة التي يتعين على طاقم الصيانة تتبعها، وهو أمر مهم عندما تنمو المحفظة إلى عشرات أو مئات الوحدات.

DDK-SSPL-2000 عمود شمسي ذو أسطوانة مفردة/مزدوجة ومصابيح LED للشوارع يعتبر القطب الشمسي DDK-SSPL-2000 نموذجًا مخصصًا للغاية. القطب الشمسي لديه نطاق كبير جدًا من الاستخدام. يمكن استخدامها لإضاءة الشوارع، ومراقبة الدوائر التلفزيونية المغلقة، وإضاءة المناظر الطبيعية... عرض المنتج →

يتمثل درس التخطيط في تصميم معيار الطاقة الشمسية للموقع بأكمله مرة واحدة: جهد نظام واحد، وكيمياء بطارية واحدة، وعائلة تحكم واحدة، وواجهة تركيب واحدة، ومجموعة واحدة من مواصفات التشطيب والمثبتات. وهذا الاتساق هو ما يجعل النشر المتنامي قابلاً للخدمة بعد خمس سنوات.

قائمة مرجعية للمشتريات لأعمدة الكاميرات الشمسية

تمت كتابة قائمة المراجعة التالية بحيث يمكن رفعها إلى طلب عرض أسعار مع الحد الأدنى من التحرير. كل سطر هو الشيء الذي تسبب في مشكلة حقيقية في هذا المجال عند تركه غير محدد.

الهيكلية والميكانيكية

1. ارتفاع القطب من لوحة القاعدة إلى الأعلى، بالإضافة إلى ارتفاع تركيب حامل الكاميرا واللوحة الشمسية.
2. المواد والشكل الجانبي: الفولاذ المجلفن بالغمس الساخن أو بثق الألمنيوم، بشكل دائري، أو سداسي، أو مثمن، أو مربع، مع تحديد سمك الجدار بالضبط.
3. تم تصميم سرعة الرياح ومنطقة العرض الفعالة المستخدمة في الحساب، بما في ذلك اللوحة وحامل الكاميرا، وليس فقط الصاري.
4. حد الانحراف عند قمة العمود تحت حمل الرياح التصميمي، يتم التعبير عنه عادةً كنسبة مئوية من الارتفاع.
5. أبعاد لوحة القاعدة، والسمك، ودائرة الترباس، وحجم ودرجة مسمار التثبيت.
6. حجم فتحة اليد، وموضعها، ونوع الغطاء، وما إذا كانت قابلة للقفل.
7. هل العمود ثابت أم مائل، وإذا كان مائلاً، طريقة الإمالة وتصنيف الآلية.

النهاية والحماية من التآكل

1. الجلفنة القياسية والحد الأدنى لسمك الطلاء، عادة 86 ميكرومتر أو أكثر على الفولاذ.
2. نوع طبقة المسحوق واللون ومستوى اللمعان ونطاق السمك ومدة اختبار رش الملح.
3. معالجة الحواف المقطوعة والثقوب المحفورة ومناطق اللحام وكيفية إعادة إغلاقها.
4. مادة التثبيت، والفولاذ المقاوم للصدأ بشكل مثالي، ونوع الرأس المضاد للسرقة عند الحاجة.

الكهرباء والطاقة

1. نوع اللوحة، والقدرة الكهربائية للوحة الاسم، وافتراض الميل والسمت، وساعات الذروة للشمس المستخدمة في تحديد الحجم.
2. كيمياء البطارية، والجهد، والسعة، وعمق التفريغ القابل للاستخدام، وعمر الدورة عند هذا العمق، والسلوك في درجات الحرارة المنخفضة.
3. نوع جهاز التحكم بالشحن، يفضل MPPT، مع الكفاءة المعلنة وعتبة فصل الجهد المنخفض.
4. أيام الحكم الذاتي المطلوبة مع عدم وجود شمس، وأسوأ شهر حصاد مفترض وراء هذا الرقم.
5. تصنيف IP للحاوية، وإدخالات الكابلات، ومعادلة الضغط، والصمامات، والحماية من زيادة التيار، وأحكام التأريض.

التجارية والتوثيق

1. رسم الموافقة قبل الإنتاج، بما في ذلك رسم الأبعاد للعمود والقوس وواجهة الأساس.
2. تقارير اختبار الجلفنة وسمك الطلاء، بالإضافة إلى شهادات المواد للصلب أو الألومنيوم.
3. طريقة التعبئة وخطة تحميل الحاويات وحماية طبقة المسحوق أثناء النقل.
4. يتم تقسيم شروط الضمان حسب المكونات، لأن الأعمدة والطلاءات والبطاريات والإلكترونيات لها عمر متوقع مختلف تمامًا.
5. توفر قطع الغيار، وخاصة الأقواس وأغطية فتحات اليد وحشيات العلبة، وهي الأجزاء التي غالبًا ما يتم فقدها أو تلفها في الموقع.

أوضاع الفشل الشائعة وكيفية التصميم حولها

يفشل كل عمود كاميرا شمسية فاشل تقريبًا لواحد من قائمة قصيرة من الأسباب، ولكل منها إجراء مضاد معروف.

• استنفدت البطارية في الشتاء الأول. السبب: التحجيم ضد حصاد الصيف. الإجراء المضاد: الحجم لأسوأ شهر بالإضافة إلى ثلاثة إلى خمسة أيام من الاستقلالية، والتحقق من خلال دراسة التظليل.
• تتغير زاوية الكاميرا على مدار أشهر. السبب: انثناء القوس أو ارتخاء المثبت تحت اهتزاز الرياح. الإجراء المضاد: دعامة أكثر صلابة، وقطر قفل أكبر، وقفل ملولب، وقيمة عزم الدوران المسجلة عند التشغيل.
• فشل الطلاء في الثقوب المحفورة وحواف القطع. السبب: طلاء مطبق على الفولاذ غير المعالج. الإجراء المضاد: تحديد معالجة الحافة وفحصها عند التسليم، وليس بعد التثبيت.
• الماء داخل العلبة. السبب: مجموعة ضغط الحشية، أو توجيه مداخل الكابل لأعلى، أو عدم وجود غشاء معادلة الضغط. الإجراء المضاد: إدخالات الكابلات لأسفل، وفتحة تهوية غشائية، وتصنيف IP يطابق كثافة هطول الأمطار في الموقع.
• البرق أو الضرر المفاجئ. السبب: لا توجد حماية من زيادة التيار المستمر أو مسار تأريض يمر عبر الأجهزة الإلكترونية. الإجراء المضاد: الربط أحادي النقطة ومانعات الصواعق على اللوحة ودوائر المودم.
• انتهاء صلاحية الخطة الخلوية أو تغيير الناقل. السبب: لا أحد يملك الحساب. الإجراء المضاد: قم بتسجيل مالك بطاقة SIM وتاريخ التجديد ومتطلبات نطاق الناقل في سجل الأصول عند التشغيل.
• التخريب أو سرقة اللوحة والبطارية. السبب: السحابات القياسية والعلبة غير المؤمنة. الإجراء المضاد: مثبتات الأمان، وأجهزة إنذار العبث، وتركيب البطارية في مكان أعلى من متناول اليد حيثما أمكن ذلك.
• لوحة يقرأ المهينة في الليل. السبب: إضاءة غير كافية بالأشعة تحت الحمراء، أو عدسة متسخة، أو شريحة سوداء غير لامعة تم استبدالها بجزء عاكس. الإجراء المضاد: احتفظ بالتشطيبات المحددة وجدول تنظيف العدسة.

ما الذي يدفع التكلفة والمدة الزمنية

غالبًا ما يتفاجأ المشترون بأن قطبين لهما نفس الارتفاع يمكن أن يختلفا في السعر بعامل اثنين. نادرا ما يكون الفرق هو الفولاذ وحده. كتلة القطب، وسمك الجدار، وحجم لوحة القاعدة، وعدد الأقواس وتعقيدها، كلها عوامل تحدد تكلفة المواد والتصنيع. يتم تسعير الجلفنة حسب الوزن وحجم الدفعة، وبالتالي فإن تكلفة القطب المخصص لمرة واحدة أكثر لكل كيلوغرام من التشكيل الجانبي القياسي الذي يتم تشغيله من حيث الكمية.

تهيمن الطاقة الشمسية والتخزين على تكلفة الكهرباء. تعتبر القوة الكهربائية للوحة ترقية رخيصة نسبيًا مقارنة بسعة البطارية، ولهذا السبب فإن تكبير حجم اللوحة قليلًا هو عادةً الخطوة الأولى الأفضل عندما تكون ميزانية الطاقة هامشية. يتكلف فوسفات الحديد الليثيوم أكثر من حمض الرصاص مقدمًا، ولكنه عادةً ما يفوز بالتكلفة الإجمالية للملكية لأنه يتحمل تفريغًا أعمق ودورات أكثر، ولأنه يقلل من عدد زيارات الصيانة طوال عمر التركيب.

العمل المدني هو البند المخفي. يمكن أن تكلف الأساسات والخندق لشبكة الطاقة والتصريح بسهولة أكثر من تكلفة العمود نفسه. هذه هي الحجة الأقوى لأعمدة الكاميرات الشمسية خارج الشبكة في المقام الأول: لا يوجد خندق، ولا اتصال بالخدمة، ولا تنسيق للمرافق، ونافذة تركيب أقصر. عندما يكون المشروع ضمن جدول زمني ضيق، فإن القدرة على شحن عمود تم الانتهاء منه في المصنع ووضعه على أساس جاهز في زيارة واحدة تستحق قسطًا كبيرًا.

يعتمد وقت التسليم على الموافقة على الرسم، وتوافر المواد، وجداول الدُفعات المجلفنة، وتشغيل ألوان مسحوق الطلاء، ولوائح شحن البطاريات، التي تقيد كيفية انتقال عبوات الليثيوم عن طريق الجو وإضافة الوثائق إلى الشحن البحري. تضيف أشكال الأعمدة غير القياسية والألوان غير العادية وقتًا لأنها تتطلب أدوات مخصصة أو مجموعة طلاء مخصصة. يعد توحيد عدد صغير من مقاطع الأعمدة والتشطيبات عبر المجموعة هو الطريقة الأكثر فعالية لخفض التكلفة والمدة الزمنية.

الأعمدة السوداء مع الألواح الشمسية والكاميرات هي فكرة بسيطة يتم تنفيذها بمجموعة عميقة من التفاصيل الخادعة. وهي عبارة عن عقد استشعار ذاتية الطاقة، وعادة ما تكون قارئات لوحات الترخيص أو كاميرات المراقبة، مثبتة على سارية توفر البنية والطاقة والاتصالات دون أي اتصال بالشبكة. لونها الأسود غير اللامع عملي، وميزانية الطاقة الخاصة بها لا ترحم، ويحدد تصميم عمودها ما إذا كانت الكاميرا لا تزال تشير إلى المكان الذي ينبغي أن تكون فيه بعد ثلاثة فصول شتاء من الرياح.

إذا كنت الشخص الذي يتعين عليه شراء واحدة، أو خمسين، فإن الأولويات واضحة ومباشرة. حدد الحمل ودورة العمل أولاً. قم بقياس حجم اللوحة والبطارية وفقًا لأسوأ شهر، وليس المتوسط. حدد سمك جدار العمود، ونظام اللمسة النهائية، وحمل الرياح، ولوحة القاعدة، وطريقة الوصول بنفس الدقة التي تطبقها على الكاميرا. تحقق من الإشارة والتظليل في الموقع المحدد. ثم قم بتدوين من يملك بطاقة SIM، وسياسة الاحتفاظ، وشروط الضمان، لأن هذه العناصر الثلاثة تبقى أطول من كل من كان في الغرفة عندما تمت الموافقة على المشروع.

اتخذ هذه القرارات بشكل صحيح وسيصبح القطب كما كان من المفترض أن يكون: بنية تحتية هادئة ومكتفية ذاتيًا تستمر لسنوات ولا يتم ملاحظتها إلا عندما يسأل شخص ما عن ماهيتها.