מערכת גיבוי DC בארון רחוב

בערים רבות בעולם ובארץ הולך ונרקם פרויקט “עיר ללא אלימות” או “עיר בטוחה” שמטרתו לתת מענה של ביטחון ושקט נפשי לתושבי הערים.

שלום הציבור ותחושה בטוחה הם אלמנטים עיקריים באיכות חייו של האזרח ומשפיעים על היכולת של העיר והאזור לגדול ולשגשג,
זאת בזכות פריסה של מערך טכנולוגי באזורים הנדרשים אשר נחוץ להצלחת התכנית. במערך זה קיימים מצלמות אבטחה ואלמנטים של תקשורת אשר מוצבים בפארקים, רחובות, צמתים וכדומה.
לכך נדרשת פריסה של מרכזי שליטה בקרה וחיישנים אשר מקושרים על ידי תקשורת ומערכת בקרה שתתמוך במניעה והתערבות בזמן אמת באירוע של נסיון אכיפת החוק.
על מנת לממש צורך זה נרקמה בחברה הראייה למתן פתרונות ליישום הפרויקט.
המערכות הנ”ל מחויבות לתת שירות 24 שעות ביממה 7 ימים בשבוע ומספקות כוח קבוע ואמין לגיבוי עבור יישומים ולצורך כך מתוכננים ומיוצרים בחברה כל הפתרונות לאספקת מתח סדירה לאותן מערכות במקומות שלא קיים מתח חשמל זמין מרשת חברת החשמל בכל שעות היממה, או מתן פתרונות של מתן אנרגיה במקומות שבהם אין תשתית חשמלית בכלל ושימוש באנרגיה סולרית.
כאשר קיים מתח רשת זמין של חברת החשמל למספר מוגבל וקצוב של שעות ביממה כגון עמודי תאורה אשר מוזנים חלקית בשעות החשיכה בלבד ובמקומות אלו נדרש מתן גיבוי של אספקת אנרגיה לכלל העומסים הקיימים באתר כגון מצלמות אבטחה מערכות מעקב, ראוטרים, מעברי מידע סלולריים, סוויטצ’ים וכדומה, כאן נרתמת החברה לאתגר של אבטחת מתח DC רציף בכל שעות היממה.
המערכות מתוכננות ונבנות לפי דרישת כל אתר באופן ספציפי ולשם כך נלקחים בחשבון שעות החשמל הזמין באתר מרשת חברת החשמל מתוך יממה שלמה ומכך בהתחשב בעומסים הנמצאים בארון ומחוצה לו. השעות הנדרשות לגיבוי מתח במערכת גיבוי מתוכננת ונבנית כמערכת כוללת ושלמה החל מהארון עצמו אשר מותקן בתנאי מזג אוויר קשים של סביבה וצריכים להיות מותקנים על עמודים או על הקרקע, על מנת למצב אותו קרוב למצלמות ולכלול את כל המרכיבים הנדרשים בתוכו לקיום אספקת מתח סדירה כגון מטען, מצברים, מערכות הגנה על המצברים מפריקת יתר, הגנות בפני ברקים מפסקי כניסה AC ויציאה DC וכן כל ציוד התקשורת הנדרש לאותו אתר.
ככלל הארונות החיצוניים הינם Outdoor להתקנה על העמודים או ברחוב והינם תיקניים ובעלי דרגת אטימות של IP55, הם עמידים במזג אוויר חיצוני, שמש, מים, אבק וכו’ ומצוידים לפי דרישה במנעול למטרת אבטחת הארון מפריצה. הם ניתנים עם בסיסים לארונות ליציבה על הקרקע וכן עם רשתות הנחה בתוך יציקות בטון להבטחת ביסוס הארונות. אפשרות נוספת הינה ליצרם עם חבקים לקיבועם על עמודי רחוב (משקלם מוגבל).
ע”פ רוב קיים מתח רשת זמין בתאורות לילה של רחוב שאליהם נוהגים להתחבר למטרת הזנת הארונות במתח רשת של חברת החשמל ולהמרתו לטעינת המצברים.
בדר”כ מחושבת אספקת מתח כזו במשך 8 שעות ביממה ולכן נדרשת תמיכה של גיבוי מתח ל-16 שעות נוספות כך שיינתן פתרון אספקת מתח רציף למערכת למשך כל שעות היממה.
בשעות היום כאשר תאורת הרחוב אינה פעילה נכנסים לעבודה המצברים שבארון באופן הנדרש לכלל המערכת. לטעינת “בנק המצברים” זה מספקים מתח DC המחושב למטען המתאים בגודלו שיוכל להספיק הן להטענת המצברים והן לאספקת מתח לעומסים בזמן המוכתב מראש באספקת המתח ע”י חברת חשמל.
למערך ההגנתי על המצברים מצטרפת מערכת LVLD שתפקידה להגן על המצברים (Low Voltage Disconnect) מפריקת יתר ומניעת אספקת מתח באופן מיקרי לאתר כתוצאה מכשל של אספקת אנרגיה מחברת החשמל.
ארונות הגיבוי ניתנים לתכנון לכלל הצרכים של המתחים הנדרשים 12,24,48 ובמקרה הצורך ניתן להתקין בתכולתם ממרי מתח ל-220VAC בגל של סינוס טהור.
בנוסף מותקנים בארונות מאוורים שמטרתם לאורר את פנים הארונות ולבצע תחלופת אוויר מתוכו אל מחוצה לו.
במקרים מיוחדים שקיימת דרישה ניתן לשכלל את פונקציות הארון כך שניתן יהיה לבדוק את מצב המצברים מרחוק ולבצע אתחול מרחוק במערכות המחשוב בארון.
להלן חישוב לדוגמא לתיכנון ארון:

באתר יוצבו צרכנים מוגדרים מראש:
מצלמת 25W-PTZ
מקלט 30W-DVR
מערכת כריזה 15W
סוויץ’ תעשייתי 30W

סה”כ כ-100 וואט צרכנים אשר צריכים להיות מוזנים מאספקת מתח רציפה 24 שעות. באתר קיימת אספקת מתח סדירה מעמוד תאורה במשך 8 שעות בכל לילה אזי הזמן שנותר לגיבוי הינו 16 שעות מסך שעות היממה כלומר בסך הכל נדרש גיביי של 160 וואט.
על מנת לקבוע את הקיבול יש לבחור מצבר CYCLING למספר רב של טעינות ופריקות אם ניקח לדוגמא חברת מצברים אירופאית בשם MONBAT אזי נראה שמשפחת MVR תתאים ללמעלה מ-1000 טעינות ופריקות ב-D.O.D (עומק פריקה) של 50% כלומר ניתן יהיה להגיע ל-3200Wh נחלק את ההספק ב-16 שעות אזי נצטרך מיצבור בקיבול של 3200W/16 סה”כ 200A, לסיכום זה המצבר שנבחר.
למצבר זה יש לבחור מטען אשר “יספיק” להטעין את המצבר הנ”ל בזמן אספקת החשמל מרשת חברת החשמל בזרם טעינה של 20% מערך המצבר כלומר 40A זרם טעינה.
נבחר למטרה זו ספק מטען של חברת MEANWELL אשר יספק הן את זרם הטעינה והן את אספקת המתח לעומסים במערכת, נתאר את סך אספקת הזרם הנדרשת בשורה הנ”ל:
I total = 40A+(100W/12Vdc) = 40A
מתח טעינת מצבר הינו בערך של 13.8Vdc כלומר ניקח ספק מטען בהספק של:
13.8Vdc X 48A = 662W לצורך כך נבחר ספק מטען של חברת MEANWELL מסדרת PB מטענים חכמים בעליי משטריי טעינה בשלבים, נבחר במטען מק”ט PB-1000-12 אשר יספיק בביטחון לספק הן את זרם הטעינה הנדרש בזמן הקצוב לטעינת המצבר והן את הנדרש להזנתם של כלל הצרכנים במערכת.