Системи за видеонаблюдение с автономно захранване

Аудио- и видеонаблюдението вече е масово разпространено, тъй като е икономичен начин за защита на активи и хора. Но един от проблемите, с които най-често се сблъскват експертите по сигурността при внедряването на стационарни или преносими CCTV камери на отдалечени места е, че там обикновено няма достъп до електрозахранване от мрежата.

В такива случаи опциите за захранване на оборудване със затворен контур за видеонаблюдение са ограничени. Приложимите варианти най-често са по някакъв начин да се осигури захранване от отдалечената електрическа мрежа или да се използват акумулатори, дизелови електрогенератори, възобновяеми енергийни източници или технологии с горивни клетки.

Ако обектът е далеч от всякакви електропроводи, свързването му с най-близкия обикновено е неоправдано скъпо. Затова тази опция не е широко прилагана, освен ако инфраструктурата не изисква електрозахранване и за други цели.

Дизеловите генератори са приемлив вариант за захранване на някои CCTV инсталации, стига да се отчетат и фактите, че източникът на захранването ще е тежък, шумен (около 90 dbA), ще изпуска вредни емисии, вибрира и отделя много топлина. Освен това генераторите имат много движещи се части, заради които надеждността им може да е проблем. Често пъти всички тези недостатъци на дизеловите генератори ги правят несъвместими със CCTV видеонаблюдението на отдалечени обекти.

Акумулаторни батерии
Една камера за видеонаблюдение, захранвана от акумулаторна батерия, позволява да бъде монтирана на всякакви места, особено ако е безжичен тип. Най-новите цифрови видеокамери консумират много по-малко електричество в сравнение с по-старите. В най-общия случай модерните цифрови камери за видеонаблюдение консумират от 9 до 12 V постоянен ток, докато техните предшественици работеха единствено на 220 V променлив ток.

Но що се отнася до акумулаторните батерии, необходими за осигуряване на постоянна работа на системата за видеонаблюдение, операторът ще трябва да ги сменя редовно с напълно заредени. Това може да се окаже скъпо в зависимост от броя на използваните батерии, разходите за транспорта им до обекта и необходимото на техника време да ги смени и да закара изтощените в базата за презареждане.

Всички охранителни цифрови камери за видеонаблюдение изискват някакъв вид електрозахранване. Обикновено то се осигурява чрез адаптер-трансформатор, който се включва в обикновен електрически контакт и трансформира 220-волтовото захранване с променлив ток в такова с 9-12 V постоянен ток. За системи с много камери се използва електроразпределител, който има същите функции, но осигурява връзка на няколко камери едновременно.

Охранителните камери за видеонаблюдение, захранвани от акумулаторни батерии, могат да елиминират необходимостта от електрозахранване и окабеляване. Ако камерата е от безжичен тип, тя няма нужда от сигнален кабел, който да я свързва с процесор или цифрово записващо устройство. В този случай захранваната с акумулаторна батерия безжична камера няма никакво окабеляване, свързано с нея, и изисква само монтажни компоненти.

Както беше споменато, повечето съвременни охранителни камери работят с 9 или 12 V прав ток, като това са изискванията на стандартните, стационарни камери. Камерите, които имат функции за дистанционно управление на насочването и увеличението (Pan-Tilt-Zoom), имат по-голяма консумация на електроенергия за управление на електромоторите, които движат камерата и нейните компоненти. Тези камери обикновено не са подходящи за захранване от акумулаторна батерия.

Акумулаторната батерия за охранителни камери обикновено е конструирана за непрекъсната работа в продължение на 8 часа, докато се изтощи и възникне необходимост да бъде заредена отново. Но в зависимост от вида на камерата и на начина на ползването й, този срок може да бъде по-дълъг или по-къс. Например една безжична охранителна камера със същата батерия ще работи 2,5 часа.

Съществуват акумулаторни батерии, конструирани за осигуряване на захранване на камерите до 24 часа, но те в повечето случаи са много по-скъпи и изискват много по-дълго време за зареждане.

Съществуват общо три вида акумулаторни батерии, подходящи за охранителни камери: никелово-кадмиеви (NiCd), никел метал-хидридни (NiMH) и литиево-йонни (Li-Ion).

Най-старият и най-евтин тип батерии са NiCd. Те са добри, но притежават т. нар. ефект на паметта, т. е. ако една NiCd батерия не бъде изтощена напълно, преди да бъде подложена на зареждане, при следващо ползване тя ще осигури захранване с нужното напрежение само за период от време, приблизително равен на периода на последното й използване преди началото на зареждането.

Това означава, че ако една батерия с живот 8 часа бъде използвана само 3 часа и след това бъде презаредена, при следващото ползване ще се изтощи за 3 часа. Макар че днес все още се използват NiCd батерии, има много по-подходящи технологии за захранване на охранителни камери.

Никелово-металхидридните батерии са по-добри от NiCd в няколко отношения. При едни и същи размери на батериите NiMH обикновено имат заряд за по-дълго време. Но-най-важното е, че за NiMH батериите няма данни да имат ефект на паметта. Тези акумулаторни батерии са по-скъпи от NiCd, но имат по-висока енергоемкост.

Литиево-йонните батерии са с най-висока енергоемкост, запазват заряда си най-дълго и са най-леки. Те нямат ефект на паметта, но за сметка на това са десетократно по-скъпи от никелово-кадмиевите.

Възобновяеми енергийни източници
Отдалечеността на много охранителни системи, съчетана с ниската консумация на електроенергия на съвременните свръхефективни камери, превръщат CCTV системите в идеални кандидати за захранване от соларни или ветрови генератори.

Самостоятелните CCTV технологии, захранвани от соларни системи, могат да бъдат внедрени, без да е нужно прокарване на кабели за данни или за захранване, които биха се оказали твърде скъпи за една отдалечена охранителна система.

Друго предимство е независимостта на електрозахранването. Дори когато националната електропреносна мрежа остане без напрежение или когато местното електрозахранване бъде прекъснато, една самостоятелна CCTV охранителна система на соларно захранване ще продължи да работи.

Съвременните мрежови или IP камери са идеални за ползване със захранване от соларна система, заради високия им КПД и способността им да изпращат изображения на далечни разстояния чрез безжичен сигнал с данни. Консумираната мощност на тези камери е около 3 W. Повечето отдалечени CCTV охранителни системи работят непрекъснато.

Поради това е важно да се елиминират устройства с висока консумация на енергия, като отоплени корпуси за камерите или цифрови запаметяващи устройства за изображения. Ако е необходимо, се препоръчва да бъде закупен корпус за камерата, предназначен за екстремни условия, който е добре изолиран и би позволил тя да работи при температури до -50оС, без необходимост от допълнително нагряване. Не се препоръчва да се използва инвертор на постоянен в променлив ток заради ниския КПД на подобна система.

Много често е най-икономично да се извърши замяна на стара охранителна система с камери с нова, само защото по-модерното оборудване е с по-малка консумация на електроенергия. Съвременните камери имат ултравиолетови светодиоди за заснемане на тъмно, които са далеч по-ефективни в сравнение с другите технологии.

Горивни клетки
Като алтернатива на акумулаторните батерии и традиционните генератори, горивните клетки могат да осигурят надлежно захранване за охранителна техника за седмици наред, независимо от електрическата мрежа, без да са необходими скъпи посещения на място за поддръжка.

Горивните клетки осигуряват захранване денонощно и непрекъснато, независимо от климатичните условия, за разлика от някои алтернативни възобновяеми енергийни източници. Това ги прави подходящи за отдалечени CCTV системи за видеонаблюдение и охрана, както и като резервен източник на захранване. Стига да има достатъчно гориво, горивната клетка може да осигури необходимото захранване за толкова време, колкото е нужно.

Две 28-литрови горивни клетки могат да захранват устройство с мощност 25 W в продължение на около 15 седмици. Горивните клетки са практически безшумни, не отделят емисии и са компактни. Те имат малко движещи се части и поради това не се нуждаят от много поддръжка. Това ги прави по-ефективен и надежден източник на електрозахранване, с по-ниски разходи през целия си период на експлоатация, отколкото традиционните генератори.

Малки отдалечени сензори или камери се използват от правоохранителните органи и от военните за събиране на информация за района, чрез автоматизирани или управляеми от хора платформи. Заради разширените възможности на тези устройства консумацията им на енергия е по-голяма. Те имат нужда от усъвършенствани решения за съхранение на електроенергия, които могат да работят дълго време при по-редки посещения.

Малки, леки генератори с горивни клетки осигуряват тихи, неоткриваеми източници на електрозахранване, които нямат нужда от честа смяна на батериите на място. Те не се нуждаят от поддръжка, управляват се дистанционно и осигуряват невероятно дълги периоди на работа без прекъсвания за оборудването за охрана на границите.

Те намират приложение както при патрулите за граничен контрол, така и при естествени кладенци за шистов газ и нефт, тръбопроводи, строителни обекти, дистанционно наблюдение на обекти, в железопътния транспорт, при електропреносните мрежи, търговските обекти и др.

Има и хибридни решения за независимо от електрическата мрежа захранване. При тях се използват няколко възобновяеми източници на енергия за посрещане на съвременните повишени енергопотребления и на нуждите от електрозахранване на отдалечени обекти.

Тези системи обединяват соларни енергоизточници и горивни клетки за осигуряване на гарантиран източник на електричество за крайния потребител на всяко място, по всяко време на годината. Цялостното решение може да бъде внедрено или като постоянно, или като временно съоръжение.

Електрониката за управление на генератора на електроенергия, горивната клетка и соларното оборудване може да бъде поместена в специален корпус, който може да бъде монтиран където и да било в района. Също така хибридните решения за захранване на CCTV са тихи и не отделят емисии.