技術(shù)文章
【JD-CQX6】【競道科技小型自動氣象站設(shè)備廠家,十余年行業(yè)經(jīng)驗,多參數(shù)可定制,支持高標準農(nóng)田氣象環(huán)境監(jiān)測、氣象科普、氣象研究、交通、環(huán)保等領(lǐng)域的氣象監(jiān)測。廠家直發(fā),歡迎詢價!】
一、供電方案:適配偏遠場景的 “多元能源組合"
偏遠地區(qū)電力基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,一體化自動氣象站需依賴獨立能源系統(tǒng),目前 “太陽能 + 鋰電池" 和 “風(fēng)光互補" 是兩大核心方案,可根據(jù)區(qū)域資源條件靈活選擇。
“太陽能 + 鋰電池" 系統(tǒng)是基礎(chǔ),適合日照充足的地區(qū)。該系統(tǒng)由太陽能電池板、充放電控制器和鋰電池組構(gòu)成,配置需結(jié)合當(dāng)?shù)厝照諘r長調(diào)整。例如在年均日照 3000 小時的青藏高原,120W 單晶硅太陽能板(轉(zhuǎn)換效率超 23%)搭配 12V/100Ah 磷酸鐵鋰電池組,就能滿足設(shè)備日均 50Wh 的能耗 —— 晴天單日發(fā)電量約 600Wh,除實時供電外,剩余電量可充滿電池,應(yīng)對 3-5 天連續(xù)陰雨;而在云南哀牢山等多雨區(qū)域,需升級為 200W 雙太陽能板 + 200Ah 鋰電池組,確保連續(xù) 7 天無日照仍能穩(wěn)定運行,避免因能源不足中斷監(jiān)測。
“風(fēng)光互補" 系統(tǒng)則適用于風(fēng)力資源豐富的區(qū)域,如內(nèi)蒙古草原、西北戈壁。這類地區(qū)年均風(fēng)速 3-5m/s,在太陽能系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加 300W 小型風(fēng)力發(fā)電機,可形成雙重能源補給。以新疆塔克拉瑪干沙漠邊緣的氣象站為例,風(fēng)力發(fā)電機日均發(fā)電 400Wh,與太陽能板(日均 500Wh)協(xié)同,單日總發(fā)電量達 900Wh,不僅能將鋰電池充電周期縮短至 1.5 天,還能減少電池深度放電頻率,使電池壽命從 3-4 年延長至 5 年以上,降低長期運維成本。
二、續(xù)航保障:從 “節(jié)能" 到 “智能" 的全鏈路優(yōu)化
解決續(xù)航問題需兼顧 “開源" 與 “節(jié)流",通過設(shè)備節(jié)能、智能管理和故障預(yù)警,大化提升能源利用效率。
設(shè)備低功耗設(shè)計是續(xù)航基礎(chǔ)。核心組件均采用節(jié)能技術(shù):數(shù)據(jù)采集器選用工業(yè)級低功耗芯片,靜態(tài)功耗降至 5mA 以下(普通芯片約 20mA);傳感器采用間歇工作模式,如雨量傳感器每 10 分鐘喚醒采集,其余時間休眠,單傳感器日均功耗控制在 1Wh 內(nèi);通信模塊優(yōu)先選 LoRa,采用 “定時上傳 + 喚醒接收" 機制,每天僅固定時段(如每小時一次)傳輸數(shù)據(jù),單次功耗 0.5Wh,較 4G 模塊節(jié)能 80%。全鏈路優(yōu)化后,設(shè)備日均能耗從傳統(tǒng) 100Wh 降至 30-50Wh,直接延長續(xù)航周期。
智能能源管理系統(tǒng)是關(guān)鍵支撐。充放電控制器具備多重功能:發(fā)電量充足時,自動以 0.2C 電流(如 100Ah 電池用 20A 充電)為鋰電池充電,避免過充損傷;電量低于 20% 時,觸發(fā) “節(jié)能模式"—— 降低傳感器采樣頻率(5 分鐘 / 次改 30 分鐘 / 次)、關(guān)閉本地顯示屏,再降 30% 功耗,優(yōu)先保障核心要素監(jiān)測;電量低于 10% 時,啟動 “應(yīng)急模式",僅保留數(shù)據(jù)采集與存儲,待電量恢復(fù)后補傳數(shù)據(jù)。部分設(shè)備還支持遠程監(jiān)控,管理人員通過云端平臺可實時查看發(fā)電量、剩余電量,提前預(yù)判續(xù)航風(fēng)險,避免突發(fā)停機。
此外,針對偏遠地區(qū)的環(huán)境,需針對性加固:東北林區(qū)、祁連山等高寒區(qū)域,采用 - 30℃至 60℃工作的低溫鋰電池,電池艙加裝保溫層與加熱片,確保冬季續(xù)航從 2 天延長至 7 天;高海拔、強風(fēng)沙地區(qū),太陽能板鍍抗紫外線涂層、加防塵網(wǎng),線纜用 IP68 防水接頭,防止環(huán)境因素影響供電穩(wěn)定。通過這套組合策略,可實現(xiàn)全年 99% 以上的供電可靠性,解決偏遠地區(qū)氣象站的續(xù)航難題。