防犯カメラシステム

オフグリッドソーラー給電カメラに遠隔からアクセスができるようモバイルルーターを装着する。

①消費電力は
追加されるモバイルルータはサン電子RX110です。
通信時の消費電力5W、通常は（無通信2分で）待機モードになり消費電力は0.3W、遠隔からのアクセスと定期再起動時に通信復帰します。
定期再起動は2分間×7回（3時間毎）＝14分/日、遠隔アクセスは3分間×2回/日＝6分/日とすると5W×20/60ｈ＝1.66Wh
待機時は0.3W×（23+40/60）ｈ＝7.09Wｈ
合わせて8.75Wh/日になるのでこれを（２）の①に加えて合計消費電力97.55≒98Wh/日になる。

②不日照期間担保
不日照を3～4日間に設定して継続給電を可能にするなら、
98Wh×3日＝294Wh＝24.50Ah(12V)を、更に4日を想定するなら392Wh＝32.66Ah(12V)給電できる能力が必要になります。
（不日照担保日数が「3日間連続する」確率は30％「4日間連続する」確率は15％程度あります）

③バッテリー容量　12V
不日照３日担保なら、291Wh÷12V＝24.50Ah・不日照４日担保なら、392Wh÷12V＝32.66Ahの容量が最低でも必要になるが、これではバッテリーが完全に放電してしまうことになる。
3～4日の不日照をカバーする為には、291～392Whの放電に放電深度50％前後を想定する事になる。
不日照3日では50Ahのバッテリーで24.50Ah消費すると放電深度49％・・・これは30％の確率で発生する。
不日照4日では50Ahのバッテリーで32.66Ah消費すると放電深度65％・・・これは15％の確率で発生する。
・・・最悪、50Ahディープサイクルバッテリーを選び放電深度65％が15％（無日照4日）の割合で起こり得ることを折り込む。

④ソーラーパネルは
＜放電深度65％補充から考察すると＞
日々の発電に必要な電力は消費する97Whを補う事で足りるが、最大で無日照4日を経過し放電深度65％を回復する発電量が必要になる。
50Ahの放電深度65％は、32.5Ah×12V＝390Wh・・・1日では390Wh÷5.4H/日＝72.22W・・・発電損失15％を加味すると72.22W÷0.85＝84.96W≒100Wパネルを選定する。
（九州地区の平均日照時間は5.4時間になっています。）
＜100Wパネルのバッテリーへの充電能力から考察＞
・PWMコントロールではパネルの電圧18.5V×5.41A＝100.08Wは使えず12V×5.41A＝64.92W・・・64.92W×5.4ｈ/日＝350Whとなり390Whにちょっと不足します。
・MPPTコントローラーではパネルの電圧18.5V×5.41Aを14V (バッテリー充電に必要な電圧) X 7.14A(-若干の変換ロス)に変換してロス△15％として85W・・・85W×5.4ｈ/日＝459WhでOK

⑤充放電コントローラー
100Wソーラーパネル側の発電電流値5.41A（最大動作電流値）とバッテリー容量とのバランスを必要とします。
充電電流の設定可能なMPPTチャージコントローラー10Aを選択

バッテリー・ソーラーパネル・チャージコントローラの機種選定をして実証事件をする事になります。
（３）についての机上論にご意見お寄せ下さい。

独立したソーラー発電では、接続する機器の①消費電力がいくらになるか？②無日照日数を幾日に想定するか？③バッテリー容量はどれくらいかを選定④何Wのソーラーパネルが必要か？⑤充放電コントローラーの選定。

①カメラの消費電力は
FI9900EPの消費電力は稼働状況により変化し、max4.7W　 min1.9Wになる。
1.9WではLive映像をキャプチャーしているだけの状態と言える。又このカメラには暗視用のIRライトが装備されており自動・マニュアル・スケジュールの設定が可能になる。概ねIRライトの消費電力は2Wとのメーカー報告でした。max電力4.7WからIR電力2Wを差し引くと2.7Wになりmin1.9Wとの差0.8Wが録画消費その他との見当がつく。
これらの事からIRがOFFでは2.7W、ONでは4.7Wと考えてみる。
昼間　2.7W×12時間＝32.4Wh（IRライトoffの）　　　　　　　　　　　　　　　　　夜間　4.7W×12時間＝56.4Wh
合計消費電力88.8Wh/日になる事が想定できる。

②無日照期間担保
（無日照担保日数が「4日間連続する」確率は、15％程度あります）
無日照を4日間に設定して継続給電を可能にするには88.8Wh×4日＝355.20Wh（＝29.60Ah）を給電できる能力が必要。
（無日照担保日数が「3日間連続する」確率は、30％程度あります）
無日照を3日間に設定して継続給電を可能にするには88.8Wh×3日＝266.40Wh（＝22.20Ah）を給電できる能力が必要。

③バッテリー容量 12V
355.20Wh÷12V＝29.60Ahの容量が最低でも必要になるが、これではバッテリーが完全に放電してしまうことになる。4日の無日照を克服する為には、355.20Whの放電が50％（放電深度）程度になる事が望ましい。従ってバッテリー容量は満充電710Whほどが想定され12Vバッテリーでは710WH÷12V＝59.16Ahになる。
60Ahのバッテリーとなる大がかりになるので50Ahで考えてみると、
29.60Ah÷50Ah≒59％になり放電深度59％が15％の確率で発生する事になり
又、無日照3日を想定した場合266.40Wh÷12V＝22.20Ah、22.20Ah÷50Ah＝44.4％が30％の確率で発生する安全圏になる。
・・・50Ahのバッテリーにして放電深度59％が15％（無日照4日）の割合で起こり得ることを前提にする。

④ソーラーパネルは
日々の発電に必要な電力は消費する88.8Whを補う事で足りことになるが、無日照4日を経過した放電震度59％を回復する発電量が必要になる。
50Ahの放電深度59％は、29.60Ah×12V＝355.20Wh・・・1日では355.20Wh÷5.4H/日＝65.77W・・・発電損失15％を加味すると65.77W÷0.85＝77.37W・・・100W パネルが望ましい。
（九州地区の平均日照時間は5.4時間になっています。）

⑤充放電コントローラー
チャージコントローラーは基本性能をA（アンペア）で区分します。
ソーラーパネル側の発電電流値5.41A（（最大動作電流値）とバッテリー容量とのバランスを必要とします。
ソーラーパネルからの出力電流を制御できるMPPTコントローラー10A仕様を選定
・MPPTコントローラーではパネル電圧18.5V×5.41Aを14V (バッテリー充電に必要な電圧)×7.14A(-若干の変換ロス)に変換してロス△15％として85W・・・85W×5.4ｈ/日＝459WhでOK

無日照4日の355Whを1日で補うに十分なオフグリッドソーラーシステムになる。

SDカードを内臓したカメラは、インストール後　自動で稼働して録画を続ける（ルーターが切断されても）ことができる。
給電のみでカメラは稼働するが、タイムサーバがないので若干の時間のずれは否めない。

ソーラー発電による給電は、電源のない場所でのカメラ稼働を可能にする有効な手段になります。
ここでは段階を追ってカメラシステムとソーラー給電の組合せを考えてみます。

１）カメラにソーラー給電
２）カメラ+通信機（モバイルルーター）にソーラー給電
３）AIカメラ（カメラと通信機能が一体化）にソーラー給電

基本的に電源が無いか若しくは確保しにくい、
信号のない交差点・道路の危険法面・踏切・不法投棄・足元の悪い危険個所・河川・土砂災害危険個所・土砂災害警戒区域・工事現場・離島・・・等に設置が有効であり、給電をしながらカメラとルーターの電力消費を補い、かつ3～4日の無日照にも耐える蓄電能力が確保される必要があります。

ソーラーパネルによる給電には日々変わる日照条件と発電能力が今一明確でなく、ソーラーパネルによって「どれほど安定したシステム稼働」が約束されるのか？と言ったユーザーの不安を解消しなければならない。
仮に解消されずに万が一システムへの電源供給が途絶えた場合でも、その原因と復旧が明示できるようなモニタリングが必要になる。
もちろんそうなる前に「このまま日照時間が不足すると、あと数時間で電力不足でシステムダウンが起きる」などの予告があればそれはそれで納得材料となり得る。

※AIカメラとは固有名詞ではなく、より多くの判断機能を持たせたカメラシステムの事を指しており大手カメラメーカーやソフト会社等で開発が勧められています。
※現在、ソーラー給電によるカメラシステムを稼働中の方や興味のある方のフォーラム参加を期待します。