オフグリッド通信設備用ソーラー電源

要点

オフグリッド通信は連続負荷の問題です。10 Wの無線機は、変換損失と自律稼働マージンを加える前に、毎日240 Whを消費します。LinkSolarは、スモールセル、中継器、ゲートウェイ、サイトサポート負荷向けの電源レイヤー（ソーラーアレイ、LiFePO4バッテリーバンク、MPPTコントローラー、IP65エンクロージャー、保護出力、監視、取付）を供給します。キロワット規模のマクロタワーはこのプラットフォームファミリーの対象外です。

このソリューションの対象

無線ISPおよびプライベートネットワーク事業者
尾根、サイロ、マスト、その他の信頼性の高い電力網接続が及ばない場所にスモールセルやバックホール中継器を設置するチーム。
地方接続性プログラム
電力網引き込みが遅い、または高価である場合に、ローカルの太陽光発電プラットフォームよりも優れた通信カバレッジを拡張する公共および民間プログラム。
工業および鉱業事業者
広大でアクセス困難なサイト全体で、プライベートLTE、メッシュバックホール、または遠隔通信インフラを運用する事業者。
IoTネットワーク事業者
多くのスリープノードを集約しながらも常時オンラインを維持しなければならないLoRaWAN、NB-IoT、産業用セルラーゲートウェイに電力を供給するチーム。

技術的な検討事項

連続負荷

24時間エネルギーからサイジングし、無線機の定格からではない

通信無線機はアソシエーションを保持し、バックホールをオンラインに保つため、消費電力はほぼ一日中一定に近くなります。10Wの連続負荷は1日あたり240Whを使用します。最悪月のピーク日照時間が3時間、システム損失が25%の場合、バッテリー自立運転マージンを追加する前でも、すでに約100Wのアレイが必要です。

バッテリーは毎晩完全な夜間を支え、さらに承認された数の低入力日数をカバーする必要があります。したがって、可用性目標は、蓄積エネルギー予備とアレイの回復能力の両方を駆動します。

無線機、バックホール、ルーター、コントローラー、筐体ヒーターまたはファン、監視電子機器、変換段階について、測定値またはデータシートのワット数から予算を構築してください。一般的な安全率の中に隠すのではなく、想定される接続状態を文書化してください。

4G LTEゲートウェイのサイジングガイドを確認

電気アーキテクチャ

ハードウェア選定前にバンク電圧と保護出力を確認

多くの通信無線機は24Vまたは48V入力を想定しています。12Vバッテリーから始めて昇圧コンバーターを追加すると、別の変換段階と別の無人故障点が導入されます。バンク電圧を確定する前に、無線機の入力範囲、ピーク電流、許容電圧降下、コネクターを確認してください。

無線機とサイトサポート負荷用に別々のヒューズ付きレールを使用し、ヒーター、ファン、カメラ、または補助装置が通信リンクの電圧低下を引き起こさないようにします。コントローラー、バッテリー管理システム、ケーブル太さ、保護装置、低電圧遮断装置を、平均エネルギーとピーク電流の両方に適合させてください。

発注時にRS485、Modbus、または同等の遠隔状態監視経路を指定してください。バッテリーの充電状態と充電電流は、トラックロール中に発見される情報ではなく、運用指標となるべきです。

いくつかの代表的な遠隔設置環境にまたがるソーラーアレイで駆動する産業用セルラーゲートウェイ。

現場稼働時間

日陰、風、湿気、雷に対してサイトを設計

通信サイトは太陽の向きではなく見通し線で選定されます。冬の太陽軌道、マストの影、近隣の構造物、植生を確認し、繰り返し発生する部分的な日陰を受け入れるのではなく、アンテナマストから離れた場所にアレイを設置する準備をしてください。

実際のマストまたは尾根の風暴露に耐えられる構造体を使用します。雷サージ保護には、DC経路とアンテナ経路の両方でサイトエンジニアリングが必要です。接地、導体配線、保護デバイスの協調は、露出した通信サイトにおける任意の詳細事項ではありません。

IP65筐体であっても湿気管理は必要です。密閉キャビネットは日々の温度サイクルで呼吸するため、環境設計が許す限り、適切なケーブル貫通口、ドリップループ、制御された換気、およびIP等級の通気口を使用してください。

寒冷地バッテリーの現場ノートを読む

調達と品質保証

展開前に電力部品表を調整する

LinkSolarは、すべての部品を製造すると主張するのではなく、調達および工場側の品質保証パートナーとして機能します。通信電力プラットフォームは、パネル、バッテリーパック、筐体、コントローラー、取付金具のサプライヤーにまたがる場合があります。目標は、1つのレビュー済み電気・機械仕様、1つの調整された品質管理記録、および1つの出荷計画です。

カスタムミニパネルのサンプルは通常7-10日で見積もり可能ですが、統合システムの生産および輸送スケジュールは、負荷、バンク電圧、取付方法、筐体、数量が確定した後に確認されます。パイロット数量は、選択された部品サプライヤーが対応する場合、MOQ 5から開始できます。

無線機、バックホール設備、アンテナ、ネットワーク構成は、デフォルトで顧客提供のままです。これにより、電力プラットフォームはベンダー中立となり、最終設計は汎用的な通信ラベルではなく、実際の機器リストを使用することを強制します。

ソーラーアレイ、バッテリー、コントローラー、保護出力、ゲートウェイを備えたオフグリッド産業用セルラーゲートウェイ電力システムのコンポーネントレイアウト。

参照アーキテクチャ

レジリエントなオフグリッド通信電力アーキテクチャ

典型的なプラットフォームは、200-800 Wの単結晶アレイ、MPPTコントローラー、100-400 Ahの計画範囲内の12Vまたは24V LiFePO4バッテリーバンク、IP65電力筐体、および無線機とサポート機器への保護出力を組み合わせます。最終的な電圧と容量は、実際の負荷スケジュールと可用性目標に従います。

バッテリーは夜間全体と合意された低入力予備を担います。アレイは、日中負荷を支えるとともに、その予備を回復する必要があります。分離されたレールと正しく調整されたサージ保護により、補助負荷や過渡現象が通信リンクをダウンさせるのを防ぎます。

遠隔バッテリー状態監視は運用ループを閉じます。ゆっくりとした劣化は、障害になる前に保守チケットに変えることができ、アクセスが季節的である場合や、すべてのトラック出動が高価な場合に特に価値があります。

遠隔ソーラー電力プラットフォームを確認する

通信サイジングが異なる理由

デューティサイクルによって、アレイとバッテリーを制御する前提が変わります。通信中継器とゲートウェイは、多くのセンサーノードで利用可能なスリープ節約を主張できません。

通信サイジングが異なる理由
サイトタイプ	デューティサイクル	サイジングを支配する要因
水文または気象ノード	サンプリング間はスリープ状態。無線機はスケジュールされたアップリンクのためだけに起動する場合があります。	最悪月の日照とファームウェアのデューティサイクルが主なサイジング要因です。
火災検知カメラ	熱感知やその他の常時オン負荷が装備されていない限り、日中は連続、夜間は低負荷になることが多いです。	複数日にわたる煙や悪天候イベントを通じた自律性。
通信中継器またはゲートウェイ	連続、1日24時間。	夜間消費電力がバッテリーを決定します。可用性目標がマージンを設定します。

実際のデバイスデータシートと測定された接続状態を使用してください。1日あたりの時間と変換損失のない公称ワット数は、完全なエネルギー予算ではありません。

参照通信電力アーキテクチャ

これらは見積もりおよび設計レビューの範囲であり、デバイスレベルの負荷計算、サイト太陽光調査、構造評価の代わりにはなりません。

参照通信電力アーキテクチャ
ブロック	典型的な計画仕様	通信サイトで重要な理由
ソーラーアレイ	200-800 W単結晶計画範囲。	連続負荷に自律性回復を加えると、通常、通信はセンサーノードパネルサイズを上回ります。
バッテリーバンク	12Vまたは24V LiFePO4、一般的に100-400 Ah計画範囲内で評価されます。	毎晩の夜間全体と、承認された低入力予備を担う必要があります。
チャージコントローラー	アレイ電圧、バッテリー化学、充電電流に適合したMPPTコントローラー。	散乱光回復は重要です。なぜなら、入力不足の日がエネルギー不足を生み出すからです。
電力筐体	適切な密閉貫通口と制御された換気を備えたIP65粉体塗装金属キャビネット。	電力電子機器を保護しながら、結露と日々の温度変動を管理します。
保護出力	分離されたヒューズ付きDCレール、無線機データシートから確認した24Vまたはその他の必要な出力電圧。	サポート負荷や過渡現象が通信機器をリセットするのを防ぎます。
遠隔監視	オプションのRS485、Modbus、または同等のバッテリーおよびコントローラー状態。	充電状態の低下を、ネットワーク障害になる前に保守アラートに変えます。

最終的なアレイ、バッテリー、構造体、保護の選択は、測定負荷、気候、可用性目標、またはサイト暴露が必要とする場合、これらの範囲外になる可能性があります。

参考構成例

計画参考用の代表的構成です。最終仕様は設置サイトと負荷データにより決定されます。

参考構成例
シナリオ	参考ソリューション	パネルと構造	期待される効果
産業用セルラーまたはLoRaWANゲートウェイ	高電力無線増幅器や大規模な補助負荷を持たず、遠隔デバイスを集約する常時接続ゲートウェイ。10 W連続の例では、システム損失前で1日あたり240 Whを使用します。	おおよそ100 Wの晴天計算から始め、自律性、最悪月の日照、温度、変換損失を適用した後、200-800 Wアレイおよび100-400 Ahバッテリー計画範囲の下限部分を評価します。	ゲートウェイサイトの計画参照です。最終的なサイジングは、モデム接続状態、ゲートウェイ処理負荷、無線送信動作、気候、および可用性目標に依存します。
24V無線機を備えた無線ISP中継器	24V無線機、ルーターまたはスイッチ、および遠隔バッテリー状態監視を備えた常時オン型のポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイント中継器。	通常、200-800 Wアレイおよび100-400 Ahバッテリー計画範囲の中間で評価され、互換性がある場合はネイティブ24Vアーキテクチャ、MPPT充電、分離されたヒューズ出力、サージ保護、および風荷重対応構造体を使用します。	不要な12V昇圧段階を回避し、無線入力、ケーブル損失、自律性、遠隔保守可視性を承認済み仕様書で明示します。
サイトサポート負荷を伴うスモールセル	ルーティング、監視、および筐体加熱または換気負荷の可能性を伴う、連続動作するスモールセルまたは高電力中継器。	200-800 Wおよび100-400 Ah計画範囲の上限部分、または測定負荷、冬季の日照不足、長い自律性、または温度制御が必要な場合はそれらを超えて評価します。ネイティブバンク電圧、ピーク電流、キャビネット熱、取付負荷を確認します。	汎用キットではなく、カスタム設計されたプラットフォームです。キロワット規模のマクロタワー電力および発電機ハイブリッドシステムは、このアプリケーション範囲外です。

よくある質問

オフグリッド通信サイトにはどれくらいのソーラー電力が必要ですか？

平均ワット数ではなく、24時間のワット時から作業します。10 W連続負荷は1日あたり240 Whを消費し、最悪月のピーク日照時間3時間と典型的なシステム損失を考慮すると、自律性マージン前でおおよそ100 Wアレイを意味します。スモールセル、中継器、ゲートウェイサイトは、主に測定負荷と可用性目標によって駆動され、一般的に200-800 Wアレイおよび100-400 Ahバッテリー計画範囲内での評価が必要です。

なぜ通信サイトをセンサー局のようにサイジングできないのですか？

デューティサイクルが逆だからです。センサーノードはサンプリング間でスリープする可能性があるため、ファームウェアの選択がそのエネルギー予算を支配します。通信無線機は常時接続を維持するため、主張できるスリープ節約はなく、バッテリーは毎晩の全負荷を担う必要があります。

バッテリーバンクは12Vと24Vのどちらにするべきですか？

無線機入力範囲と全体のシステム設計に従ってください。多くの通信無線機は24Vまたは48V入力を期待しており、12Vバンクを昇圧コンバーターで通すと変換段階と別の故障点が追加されます。より高いバンク電圧は電流とケーブル損失を減らすこともできますが、すべてのコントローラー、保護デバイス、負荷が互換性を持つ必要があります。

マクロタワーの電源を供給しますか？

いいえ。このプラットフォームファミリーは、スモールセル、中継器、ゲートウェイ、サイトサポート負荷をカバーします。発電機ハイブリッド化とマルチストリングアレイを備えたキロワット規模のマクロタワー電力は、異なるエンジニアリング問題とサプライチェーンです。

無人サイトのバッテリー状態をどのように監視しますか？

発注時に遠隔バッテリーテレメトリを指定してください。RS485、Modbus、または同等の状態経路は、充電状態、充電電流、電圧、アラームを報告できるため、ゆっくりとした劣化が障害ではなく保守チケットになります。

オフグリッド通信サイトの電源レイヤーを計画する

無線機とバックホールのデータシート、平均およびピークワット数、入力電圧範囲、必要な可用性、設置地域、日陰と風の条件、エンクロージャー要件、展開数量をお送りください。LinkSolarは負荷スケジュール、電圧アーキテクチャ、自律稼働目標、取付方法、サンプルルート、納期をレビューし、1営業日以内にRFQに回答します。

要点

このソリューションの対象

無線ISPおよびプライベートネットワーク事業者

地方接続性プログラム

工業および鉱業事業者

IoTネットワーク事業者