一、太陽能

太陽能（Solar Energy），一般是指太陽光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽能進(jìn)一步發(fā)展。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉(zhuǎn)換）和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風(fēng)能、化學(xué)能、水的勢能等等。在幾十億年內(nèi)，太陽能是取之不及、用之不竭的理想能源。

太陽能是由內(nèi)部氫原子發(fā)生聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的能，來自太陽的輻射能量。 中材聯(lián)建太陽能發(fā)電系統(tǒng)人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。植物通過光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳，并把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代演變形成的。此外，水能、風(fēng)能等也都是由太陽能轉(zhuǎn)換來的。地球本身蘊藏的能量通常指與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的能源和與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源。

太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環(huán)境無任何污染。為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社會及人類進(jìn)入一個節(jié)約能源減少污染的時代。

二、太陽能供電系統(tǒng)組成

太陽能發(fā)電系統(tǒng)組成

太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220V或110V并且要和市電互補，還需要配置逆變器和市電智能切換器。

1.太陽能電池陣列即太陽能電池板

這是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的最核心部分，它的主要作用就是將太陽能光子轉(zhuǎn)化為電能，從而推動負(fù)載工作。太陽能電池分為單晶硅太電池、多晶硅太陽電池、非晶硅太陽能電池。由于單晶硅電池比其他兩類堅固耐用、使用壽命長(一般可達(dá)20年)、光電轉(zhuǎn)換效率高等，致使它成為最常用的電池。

2.太陽能充電控制器

它的主要工作就是控制整個系統(tǒng)的狀態(tài)，同時對蓄電池的過充電、過放電起到保護(hù)作用。在溫度特別低的地方，它還具有溫度補償功能。

3.太陽能深循環(huán)蓄電池組

蓄電池顧名思義就是蓄電的，它主要儲存由太陽能電池板轉(zhuǎn)化過來的電能，一般為鉛酸電池，可以多次循環(huán)使用。

在全程監(jiān)控系統(tǒng)中．有的設(shè)備需要提供220V、110V的交流電源，而太陽能的直接輸出一般為1 2VDc、24VDc、48VDc。所以為了能給22VAC、11OVAc的設(shè)備提供電源，系統(tǒng)中就必須增加直流／交流逆變器，將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中產(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)化為交流電能。

三、太陽能發(fā)電原理

太陽能發(fā)電最簡單的原理就是我們所說的化學(xué)反應(yīng)，即太陽能轉(zhuǎn)化為電能。這個轉(zhuǎn)化過程就是太陽能輻射能光子通過半導(dǎo)體物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程，通常叫做“光生伏打效應(yīng)”，太陽電池就是利用這種效應(yīng)制成的。

我們知道，當(dāng)太陽光照射到半導(dǎo)體上時，有一部分光子被表面反射掉，其余部分要不被半導(dǎo)體吸收要不就被半導(dǎo)體透過，其中被吸收的光子，當(dāng)然有一些變成熱，另～些光子則同組成半導(dǎo)體的原子價電子碰撞，于是產(chǎn)生電子一空穴對。這樣，太陽光能就以產(chǎn)生電子一空穴對的形式轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽俳?jīng)過半導(dǎo)體內(nèi)部的電場反應(yīng)，產(chǎn)生一定的電流，如果把一塊一塊的電池半導(dǎo)體以各種方式連接起來則形成多股電流電壓，從而輸出功率。

四、太陽能的應(yīng)用

在當(dāng)前全球能源緊張，價格飛漲的情況下，許多國家采取優(yōu)惠的政策鼓勵太陽能技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。太陽能供電技術(shù)作為一種高新技術(shù)，最早應(yīng)用于航空探險等高端應(yīng)用場合，隨著各國的推動，太陽能供電技術(shù)也得到了日新月異的發(fā)展，太陽能發(fā)電和太陽能供電技術(shù)日益走進(jìn)民用應(yīng)用的場合。在森林、道路、河流、山川等通信或音視頻電子設(shè)備應(yīng)用場合，主要采取電網(wǎng)供電和電池供電方式，電池供電往往只能解決臨時的需要，不能作為長期的供電電源；而采取電網(wǎng)供電方式存在諸多缺點：

1、供電方式為電纜輸送，工程施工困難，造價高昂；

2、系統(tǒng)維護(hù)不便，高壓輸送存在安全隱患，運營成本高；

3、安裝、組網(wǎng)困難。

而太陽供電系統(tǒng)工作時無需水、油、汽、燃料，只要有光就能發(fā)電的特點，是清潔、無污染的可再生能源，而且安裝維護(hù)簡單，使用壽命長，可以實現(xiàn)無人值守，倍受人們的青睞，是新能源的領(lǐng)頭羊。近年來，太陽能的應(yīng)用在全球越來越廣泛，特別是在野外領(lǐng)域，太陽能電源系統(tǒng)正逐步取代一些傳統(tǒng)的電源設(shè)備，得到越來越普遍的應(yīng)用。

太陽能的優(yōu)點：

●安全可靠、無噪聲、無輻射、無需消耗燃料、無機械轉(zhuǎn)動部件、故障率低、壽命長；

●環(huán)保美觀、不受地理位置限制、建設(shè)周期短、規(guī)模大小隨意、拆裝簡易、移動方便；

●即裝即用、拆裝損毀成本低、可以方便地與建筑物相結(jié)合，無需預(yù)埋架高輸電線路，可免去遠(yuǎn)距離敷設(shè)電纜時對植被和環(huán)境的破壞及工程費用；

●電壓穩(wěn)定、電源質(zhì)量高，廣泛應(yīng)用于各種用電設(shè)備上，非常適用于鄉(xiāng)村、農(nóng)場、山頭、海島、高速公路等偏僻地方的用電，也是非常優(yōu)秀的應(yīng)急備用電源。

●維護(hù)簡易，使用壽命長達(dá)20年以上，多種充電方式互補，太陽能和市電均可對系統(tǒng)充電。

●太陽能發(fā)電相對傳統(tǒng)發(fā)電，資源是取之不盡、用之不竭的，是資源最豐富的可再生能源。

●利用太陽能發(fā)電不會造成空氣污染，不會造成生態(tài)環(huán)境失去平衡，是一種綠色的可再生能源。

●太陽能發(fā)電系統(tǒng)安裝簡單，維護(hù)方便，性價比高。

在機電項目中，設(shè)備安裝及布線的簡單與復(fù)雜、后期維護(hù)的方便與困難等問題也是很多業(yè)主及承包商關(guān)注的問題，太陽能供電與傳統(tǒng)電纜供電相比，前者省去了很多復(fù)雜的布線，在立柱上裝載即可完成簡單的安裝：對于后期的維護(hù)，也只是對太陽能電池板進(jìn)行清潔，對蓄電池進(jìn)行必要的更換。

由于全程監(jiān)控系統(tǒng)布設(shè)的攝像機多，涉及的里程比較長，如果采用傳統(tǒng)直埋電纜的供電方式，考慮到沿線電纜壓降的因素，都必須采用比較粗大的銅芯線纜，而目前國內(nèi)銅價又不斷上漲，這樣顯然也增加了很多成本。如果采用太陽能供電，就省去了中間電纜及其敷設(shè)的過程，具有很好的性價比。

五、太陽能監(jiān)控系統(tǒng)

太陽能無線監(jiān)控系統(tǒng)主要由太陽能供電系統(tǒng)、無線視頻傳輸系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)三個子系統(tǒng)組成。

太陽能供電子系統(tǒng)是由太陽能組件、風(fēng)力發(fā)電機、膠體蓄電池、智能充放電控制器等組成，而無線視頻傳輸子系統(tǒng)是由數(shù)字網(wǎng)橋、3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)、COFDM等組成，視頻監(jiān)控子系統(tǒng)是由攝像機、終端視頻管理設(shè)備（如數(shù)字硬盤錄像機）等組成。根據(jù)需要可增加其它輔助功能如：前端拾音、前端喇叭、前端錄像、前端傳感、視頻分析、無線廣播、移動偵測、無線信號中繼站等。

該系統(tǒng)主要由太陽能組件、風(fēng)力發(fā)電機、膠體蓄電池、智能控制器等組成。太陽能組件和風(fēng)力發(fā)電機將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?jīng)由一臺風(fēng)光互補智能控制器的控制，把電能存儲到蓄電池（充電）；需要供電時，打開控制器開關(guān)接通負(fù)載，把蓄電池中的電能提供給負(fù)載（放電）。智能控制器的主要作用是對蓄電池進(jìn)行充放電管理，當(dāng)在工作時間內(nèi)蓄電池供電不足時，控制器自動切斷負(fù)載供電，對蓄電池進(jìn)行過放保護(hù)；當(dāng)蓄電池持續(xù)充電時，控制器對蓄電池進(jìn)行過充保護(hù)。

太陽能發(fā)電是整個系統(tǒng)工作能量的主要來源，太陽能組件的大小需要根據(jù)負(fù)載設(shè)備的耗電量來決定。風(fēng)力發(fā)電平時起輔助供電的作用，在連續(xù)陰雨天的時候，風(fēng)力發(fā)電機將發(fā)揮重要作用，以確保對控制器的不間斷供電，從而避免了長時間陰雨天氣下供電系統(tǒng)的癱瘓。

蓄電池是在沒有日照情況下維持系統(tǒng)工作所需的能量來源，當(dāng)發(fā)生連續(xù)陰雨天的情況時就需要蓄電池有足夠的電量維持整個系統(tǒng)的連續(xù)工作，因太陽能膠體蓄電池的價格較高，不能因為顧及一年當(dāng)中會出現(xiàn)幾次長的陰雨天而增加系統(tǒng)蓄電池配置，使系統(tǒng)在大部分時間內(nèi)蓄電池配置都處在浪費的狀態(tài)，過多配置蓄電池的結(jié)果必然導(dǎo)致成本大幅上升。所以太陽能供電應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)允許發(fā)生概率較低的缺電現(xiàn)象，蓄電池獨立供電時間一般為4-10天。

太陽能控制系統(tǒng)具有：環(huán)保節(jié)能、無需挖溝或架設(shè)電力架、不需要大量線材、不需要輸變電設(shè)備、施工周期短、不消耗市電不產(chǎn)生電費、不受地理位置限制、維護(hù)費用低、低壓無觸電危險及移動靈活等諸多優(yōu)點。

目前適合進(jìn)行太陽能監(jiān)控的數(shù)據(jù)傳輸方式有三種，一是基于無線網(wǎng)橋的微波網(wǎng)絡(luò)，二是基于無線平臺運營商的3G/4G網(wǎng)絡(luò),三是有線傳輸.可以根據(jù)實際情況結(jié)合需要來選擇. 總的來講無線監(jiān)控，適合于沒有或較少遮擋的地區(qū)。

太陽能視頻監(jiān)控供電系統(tǒng)工作原理：

1）.當(dāng)太陽光照較強時，太陽能光伏組件產(chǎn)生的電流匯聚到控制器，控制器進(jìn)行供電監(jiān)控。太陽能光伏組件通過控制器給視頻監(jiān)控部件供電，同時將多于的能量儲存在儲能系統(tǒng)中。

2）.當(dāng)太陽光照較弱時，太陽能儲能單元板的發(fā)電滿足不了視頻監(jiān)控需求的能量時，負(fù)載除從太陽能儲能單元板獲取能量以外，儲能系統(tǒng)同時處于放電狀態(tài)以滿足視頻監(jiān)控穩(wěn)定運行。

3).當(dāng)?shù)揭归g、陰天等日照條件不好的情況下，轉(zhuǎn)由儲能系統(tǒng)給視頻監(jiān)控供電。

在野外安裝無線監(jiān)控系統(tǒng)由于設(shè)備安裝地方偏遠(yuǎn)無法供電或者供電成本過高、供電不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響應(yīng)用。這種情況可以采用太陽能供電來解決，太陽能供電無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理是太陽電池組件將太陽的光能轉(zhuǎn)化為電能，太陽能充放電控制作為中心控制設(shè)備，一方面將太陽電池組件轉(zhuǎn)化的電能存儲在蓄電池組里，一方面控制蓄電池組對攝像機、無線視頻傳輸設(shè)備以及其他負(fù)載設(shè)備供電。如果用電設(shè)備中有交流設(shè)備，通過逆變器將直流電逆變成交流電，可向交流設(shè)備提供電源。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)備的用電需求，可輸出12V/24V/36V/48/220V等不同電壓，滿足各種設(shè)備的供電需要，無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)運行可靠穩(wěn)定，能滿足戶外各種惡劣工作環(huán)境。

太陽能視頻監(jiān)控系通統(tǒng)顯著優(yōu)勢:

1、根據(jù)地區(qū)的太陽能資源具體情況和負(fù)載耗電量確定太陽能發(fā)電的容量。

2、保證所有監(jiān)控設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定供電。

3、無線監(jiān)控設(shè)備考慮全天供電，最大每日供電時間為：24小時。

4、經(jīng)濟(jì)、實用、可靠、安全。

5、連續(xù)使用陰雨天長（可根據(jù)實際情況設(shè)計持續(xù)供電天數(shù)）。

6、可同時提供DC12V 24V或AC220電源。

7、采用最新深循環(huán)鉛酸免維護(hù)防水蓄電池作為儲能設(shè)備，工作溫度在-40℃~+60℃之間，具有高壽命高性能的特點。

8、設(shè)備運行自動控制，能實現(xiàn)無人值守及無線遠(yuǎn)程監(jiān)控。

9、采用監(jiān)控專用控制、逆變系統(tǒng)，對監(jiān)控正常的收發(fā)信號沒有干擾，管理維護(hù)簡單便利，運行費用極低。

10、一次投資，長期受益；

這種太陽能供電的無線通信和視頻監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)點如下：

1、采用太陽能獨立供電，無線傳輸，徹底無線化；

2、組件靈活，小巧，方便安裝與組網(wǎng)；

3、交直流供電方式，滿足多種負(fù)載用電的需要；

4、安全性好，維護(hù)費用少，造價低。

太陽能視頻監(jiān)控供電系統(tǒng)（太陽能光伏支架上桿安裝場景）組成：立桿、懸臂、避雷針、太陽能支架、太陽能光伏組件、匯流盒（選配）、電控柜（含控制器、DC穩(wěn)壓模塊、DC轉(zhuǎn)DC模塊）、遮陽棚、儲能系統(tǒng)、視頻監(jiān)控（攝像頭等）、無線網(wǎng)橋。

實現(xiàn)快速安裝，施工時間短，投入低，效果好。采用本系統(tǒng)可以擺脫山地、森林、河流、開闊地等特殊地理環(huán)境的限制，無須考慮電源線及通信光纜的布線和施工問題，徹底解決布線工程周期長，施工成本高昂甚至根本無法實現(xiàn)的困難，尤其適合：建筑工地、水庫大壩、河流水位、漁場林場、野生動物活動監(jiān)控、野生動物反盜獵、礦山道路及周邊、森林防火、石油天然氣管道、鐵路沿線、高速公路、隧道監(jiān)控、村莊道路、景區(qū)監(jiān)控、高爾夫球場、文物古跡、大型工廠室外監(jiān)控、別墅周邊、城市廣場、島嶼監(jiān)控、邊防監(jiān)控、單兵偵測等等。簡單概括為“三無”的地方，即無人無電無網(wǎng)絡(luò)，但需要實時監(jiān)控管理又需要節(jié)能零排放無污染的地方或區(qū)域。