Zespół projektowy Imię nazwisko Data Podpis

Transkrypt

1 w w w. s y s c o m. n e t. p l Ekspertyza technicznych aspektów wykonalności posadowienia stanowiska monitoringu i transmisji sygnału w technologii CCTV bezpośrednio z piaszczystej łachy w Ujściu Wisły do centrum dozoru Hel, wraz z opisem proponowanej technologii i analizą wydajności energetycznej Inwestor Uniwersytet Gdański Adres inwestora ul. Jana Bażyńskiego 1A, Gdańsk Obiekt Stacja monitoringu CCTV Płatnik, Zlecający Fundacja Rozwoju Uniwersytetu Gdańskiego Adres inwestycji Ujście Wisły Mikoszewo Stegna Temat Ekspertyza technicznych aspektów wykonalności posadowienia stanowiska monitoringu na Foczej Łasze Data wykonania Zespół projektowy Imię nazwisko Data Podpis Autor projektu mgr Cezary WIśniewski Konsultant techniczny Inż. Maciej Szymańczak SYSCOM SERVICE Sp. z o.o., ul. Dolne Migowo 16E, Gdańsk NIP: , TEL , FAX , biuro@syscom.net.pl 1 S t r o n a

2 SPIS TREŚCI 1. Dane ogólne 1.1 Obiekt 1.2 Inwestor 2. Podstawa opracowania 3. Ogólna charakterystyka inwestycji 4. Zakres opracowania 5. Założenia projektowe systemu 6. Bilans elektroenergetyczny autonomicznego zasilania 6.1 Składniki bilansu energetycznego 6.2 Tabele i wyliczenia 7. Zasilanie stacji 7.1 Założenia systemu zasilania 7.2 Sprzęt wytypowany do realizacji 7.3 Zasady sterowania poborem energii 7.4 Rozdzielnie elektryczna 7.5 Uziemienie stacji 7.6 Schemat zasilania 8. Budowa stacji 8.1 Założenia budowlane 8.2 Sprzęt wytypowany do realizacji zadania 8.3 Posadowienie łodzi 8.4 Rzuty montażu sprzętu i urządzeń na łodzi 9. Urządzenia technologiczne stacji 9.1 Założenia technologiczne 9.2 Sprzęt wytypowany do realizacji zadania 10. Technologia 11. Uwagi dotyczące wykonania 12. Wnioski 13. Zestawienie kosztów modernizacji 14. Dane katalogowe proponowanych urządzeń 2 S t r o n a

3 1. Dane ogólne 1.1 Obiekt Focza Łacha, ujście Wisły, Stegna miejsce bytowania fok 1.2 Inwestor Uniwersytet Gdański z siedzibą w Gdańsku ul. Jana Bażyńskiego 1A, Gdańsk 2. Podstawa opracowania Dane uzyskane od Zamawiającego dotyczące działania stacji oraz oczekiwania dotyczące jej funkcjonalności. Doświadczenia własne z funkcjonowania podobnych instalacji. Wizyty techniczne na Foczej Łasze, Mikoszewie stacja wideo na wschodniej ostrodze, pośredniej stacji transmisyjnej w Gdyni oraz inwentaryzacja łódki. Możliwości techniczne istniejącej infrastruktury. Dokumentacja techniczna, archiwalna łódki. Dostępność na rynku sprzętu oraz materiałów niezbędnych do realizacji zadania. Obowiązujące normy i przepisy. 3. Ogólna charakterystyka inwestycji Inwestycja związana jest z realizacją projektu Ochrona siedlisk ssaków i ptaków morskich. Polegać ma na posadowieniu łodzi jako tymczasowej podstawy dla urządzeń monitoringu wizyjnego obszaru bytowania fok na Foczej Łasze u ujścia Wisły (stacja testowa). W zespół urządzeń zapewniających realizację celu wchodzi zestaw kamer, urządzeń transmisyjnych oraz autonomicznego zasilania. 4. Zakres opracowania Przedmiotem opracowania jest potwierdzenie możliwości zrealizowania zamierzenia oraz wskazanie optymalnego zestawu urządzeń i ich parametrów pozwalających zrealizować cele projektu dozoru wizyjnego CCTV stanowiska bytowania fok. Aby określić optymalne parametry urządzeń wykonano stosowne obliczenia zużycia energii. Obliczenia zawarte są w bilansie energetycznym. Sprawdzono przekroje radiowe oraz możliwości modernizacji stacji wideo w Mikoszewie na ostrodze wschodniej ujścia Wisły, a także na stacji pośredniej w Gdyni. 5. Założenia projektowe systemu a. Realizowane zadanie jako stacji testowej do planowanej inwestycji docelowej b. Brak możliwości zasilania w energię elektryczną z sieci energetycznej c. Zasilanie z układu bateryjnego d. Napięcie zasilania 24V 3 S t r o n a

4 e. Wykorzystanie do uzupełnienia ubytków energii modułów fotowoltaicznych, z uwagi na problematyczny montaż i niską efektywność przy koniecznym ułożeniu paneli na łodzi należy założyć zdublowanie ilości paneli f. Uzyskanie minimum 5 dni autonomii energetycznej stacji g. Możliwość wymiany akumulatorów w przypadku znacznych ubytków energii elektrycznej / rozładowania akumulatorów h. Kamera wyłączana/restartowana przez kontroler GSM i. Kamera oraz przetwornica 24DC/24AC wyłączana przez zmierzchówkę po zmroku i włączana po świcie dla oszczędności energii j. Modernizacja stacji wideo w Mikoszewie, dostosowanie stacji do montażu dodatkowej linii radiowej oraz do przekazywania obrazu z dodatkowej kamnery k. Realizacja nowej linii radiowej z Foczej Łachy do Mikoszewa l. Transmisja obrazu z kamer do Stacji Morskiej Hel UG poprzez połączenia radiowe Mikoszewo/Gdynia/Hel m. Streaming obrazu z kamery do sieci Web dla ok. 300 odbiorców końcowych n. Rozważane jest zainstalowanie urządzenia zapobiegającego nadmiernego rozładowaniu akumulatorów, które jednocześnie zabezpieczałoby urządzenia przed skutkiem nadmiernego spadku napięcia. o. Transmisja płynnego obrazu w rozdzielczości HD od świtu do zmierzchu 6. Bilans elektroenergetyczny autonomicznego zasilania 6.1 Na wyliczenia bilansu energetycznego składają się następujące elementy: 1. Bilans energii zużytej do dostarczonej sporządzony w arkuszu kalkulacyjnym uwzględniający wszystkie urządzenia przewidziane do instalacji na stacji monitoringu wraz z poborem energii elektrycznej, jaki wynika z dokumentacji technicznej jak i również z planowanym poborem energii, jaki został doświadczalnie sprawdzony. Bilans uwzględnia planowany czas pracy urządzeń oraz planowaną konsumpcję energii elektrycznej w ciągu doby przez te urządzenia. W części drugiej arkusza sporządzono bilans energii, jaka będzie dostarczana przez panele słoneczne uwzględniając warunki pogodowe panujące w różnych miesiącach roku. Kolorem wyszczególniono miesiące, w których planowana jest eksploatacja łodzi na łasze. 2. Kalkulacja mocy paneli fotowoltaicznych, jaka jest konieczna do zaspokojenia zapotrzebowania na energię elektryczną przez urządzenia jakie będą zainstalowane na stacji monitoringu wykonana w oparciu o narzędzia dostarczone przez European Commission Joint Research Center. 3. Noty katalogowe sprzętu planowanego do instalacji na stacji monitoringu. 4 S t r o n a

5 6.2 Tabele i wyliczenia: Tabela 1: Zestawienie pobieranych prądów przez urządzenia planowane na stacji Lp. Urządzenie Typ 1 Kamera MIC-7000 HD Bosch Producent / Dostawca Prąd z dokumentacji [A] min. 1A max. 2,5A Prąd planowany [A] Godziny na dobę [h] Planowane zużycie na dobę [Ah] Moduł pomiarowy ADAM-6017 ADWANTECH 0,15 0, ,6 3 Restarter GSM v2 0,02 0, ,48 4 Inwerter 24DC/24AC Zakład elektroniki przemysłowej 0,2 14 2,8 5 Radiolinia Routerboard 433 Mikrotik 0,42 0, Akumulatory M12v105FT Marathon Panele słoneczne KD135SX-1 Kyocera Regulator ładowania Eco Technologies 0,015 0, ,36 Suma: 31,24 Tabela 2: Źródła energii Lp. Rodzaj Typ Producent Ilość Moc znamionowa [W] Moc średnia szacowna [W] 1 Panele słoneczne KD135SX-1P Kyocera 2-4 sztuk S t r o n a

6 Tabela 3: Bilans energetyczny dla mocy realnej Miesiąc j Styczeń Luty Marzec Kwiecień Maj Czerwiec Lipiec Sierpień Wrzesień Październik Listopad Grudzień Ilość dni Ilość godzin pracy - doba h Ilość godzin pracy - dzień h Moc znamionowa solarów W Przewidywana moc solarów W Czas wykorzystania mocy zainstalowanej h Wh Energia z solarów Ah Suma energii dostarczanej Suma energii dostarczanej dziennie Wh Ah Wh Ah Dzienne zapotrzebowanie Wh 749,76 749,76 749,76 749,76 749,76 749,76 749,76 749,76 749,76 749,76 749,76 749,76 Ah 31,24 31,24 31,24 31,24 31,24 31,24 31,24 31,24 31,24 31,24 31,24 31,24 Pojemność akumulatorów Ah Wh -1186,84-907,34-312,84-29,76 191,24 436,24 320,24 191,24-103,76-622,68-623,76-672,76 Bilans dzienny Ah -27,24-38,16-14,16-1,24 7,76 17,76 12,76 7,76-5,24-31,16-48,16-53,16 6 S t r o n a

7 7. Zasilanie stacji 1. Założenia systemu: a. Brak możliwości zasilania w energię elektryczną z sieci energetycznej b. Zasilanie z układu bateryjnego c. Napięcie zasilania 24V DC i AC d. Wykorzystanie do uzupełnienia ubytków energii modułów fotowoltaicznych e. Uzyskanie minimum 5 dni autonomii stacji f. Brak możliwości uzupełniania ubytków energii elektrycznej z agregatu prądotwórczego g. Maksymalnie niskie zużycie prądu 2. Sprzęt wytypowany do realizacji zasilania w energię elektryczną: a. Moduły fotowoltaiczne: KYOCERA KD 123SX-1P 2-4 szt. Ilość modułów fotowoltaicznych zależna jest od możliwości technicznych optymalnego ustawienia paneli w kierunku słońca. b. Akumulatory Marathon M12V105FT 4-6 szt. (zestaw zdublowany) Ze względu na siedlisko fok na Foczej Łasze oraz założenia by w jak najmniejszym stopniu zakłócać spokój zwierząt, wskazane jest stworzenie kompletnego zestawu baterii na wymianę. Doładowywanie akumulatorów z agregatu prądotwórczego wyklucza to założenie. Rozmiar i ciężar akumulatorów należy tak dobrać by zminimalizować czas przebywania ludzi w trakcie wymiany baterii. Zestaw 4 akumulatorów powinien wystarczyć na utrzymanie właściwego zasilania, sugerowane jest jednak użycie zestawu 6 baterii (przewymiarowanie) ze względu na dostęp do stacji. c. Hybrydowy regulator ładowania firmy Eco Technologies Hybrydowy regulator ładowania stwarza możliwość podłączania dodatkowych źródeł zasilania np. turbina wiatrowa. 3. Sterowanie poborem energii przez urządzenia: a. Przetwornica zasilania 24V DC / 24V AC b. Kamera wyłączana przez zmierzchówkę po zmroku i włączana po świcie. c. Kamera oraz przetwornica 24V DC/24V AC wyłączana i włączana przez kontroler GSM v2 d. Monitoring pracy systemu poprzez moduł pomiarowy ADAM-6017 e. Konieczne jest stałe połączenie do istniejącej sieci przez stację w Mikoszewie na wschodniej ostrodze. f. Rozważanie jest zainstalowanie urządzenia zapobiegającego nadmiernego rozładowaniu akumulatorów, które jednocześnie zabezpieczałoby urządzenia przed skutkiem nadmiernego spadku napięcia. 4. Rozdzielnia elektryczna: Wszystkie urządzenia elektryczne należy zabezpieczyć przed działaniem warunków atmosferycznych, dostosować do pracy w warunkach morskich. Należy je umieścić w odpowiednio szczelnej obudowie Rozdzielni i zamontować wewnątrz kokpitu zamkniętego łódki. Sprzęt i urządzenia należy zabezpieczyć i 7 S t r o n a

8 odpowiednio umocować przed możliwością przewrócenia się czy też przesunięcia na skutek działania wiatru i fal morskich. 5. Uziemienie stacji: Ze względu na zabezpieczenie urządzeń przed możliwością wyładowań elektrycznych wskazane jest uziemienie łódki poprzez wbicie prętów uziemiających i podłączenie ich z masztem i łódką. 6. Schemat zasilania: Rys.1 Schemat zasilania i połączeń elektrycznych 8 S t r o n a

9 8. Budowa stacji 1. Założenia budowlane: a. Stacja i instalacja ma charakter tymczasowy testowy b. Wykorzystanie jako podstawy stacji nieużywanej łodzi należącej do Stacji Morskiej Hel UG c. Posadowienie łodzi bezpośrednio na Foczej Łasze bez trwałego związania z gruntem d. Dostęp do stacji tylko w przypadku awarii e. Serwisowanie stacji przy użyciu sprzętu wodnego f. Zabezpieczenie sprzętu i urządzeń przed dewastacją i zniszczeniem 2. Sprzęt wytypowany do realizacji zadania: a. Z punktu widzenia prawa budowlanego, tymczasowa (testowa stacja) nie jest obiektem budowlanym, warunkiem takiego postrzegania zadania jest brak trwałego związania stacji z podłożem. b. Stacja musi zostać zabrana z Foczej Łachy przed okresem jesiennym c. Łódkę należy odnowić by zapewnić jej bezpieczny transport na Foczą Łachę oraz bezpieczne użytkowanie jej konstrukcji jako podstawy stacji obserwacyjnej. Konieczne jest odnowienie zamknięcia kokpitu zamkniętego dla zabezpieczenia sprzętu i urządzeń przed ingerencja osób trzecich. Należy dostosować łódkę do montażu konstrukcji wsporczej pod kamerę, linię radiową, panele słoneczne, akumulatory i inne urządzenia. d. Konstrukcje wsporcze należy wykonać ze stali ocynkowanej ogniowo lub ze stali nierdzewnej mocowania kamery, paneli słonecznych, linii radiowej i innych urządzeń e. Kokpit zamknięty należy dostosować do montażu akumulatorów, rozdzielni elektrycznej i innych urządzeń f. Należy tak montować i instalować urządzenia by zapewnić do nich bezpieczny dostęp w przypadku awarii czy konieczność wymiany akumulatorów. 3. Posadowienie łodzi: Z uwagi na tymczasowy charakter stacji, łódka nie może być trwale związana z podłożem. Łódkę należy wprowadzić maksymalnie w głąb łachy i osadzić jak najgłębiej w piachu aby zabezpieczyć ja przed możliwością zmycia przez fale morskie. Dodatkowo powinna zostać zabezpieczona przez kotwicę. 4. Rzuty montażu sprzętu i urządzeń na łodzi: 9 S t r o n a

10 Rys.2 Proponowane miejsce montażu paneli słonecznych Rys.3 Miejsce montażu kamery i radiolinii 10 S t r o n a

11 Rys.4 Usytuowanie urządzeń w kokpicie zamkniętym 9. Urządzenia technologiczne stacji 1. Założenia technologiczne: a. Maksymalnie niskie zużycie prądu b. Kamera obrotowa 360 o rozdzielczości HD c. Budowa nowego łącza radiowego Focza Łacha kierunek Mikoszewo d. Zdalna kontrola poprawności działania stacji e. Transmisja płynnego obrazu w rozdzielczości HD od świtu do zmierzchu f. Streaming obrazu z kamery do sieci Web dla ok. 300 odbiorców końcowych. g. Modernizacja istniejącej sieci do dołożenia dodatkowej kamery 2. Sprzęt wytypowany do realizacji zadania: a. Kamera Bosch MIC-7000 HD wraz z osprzętem. b. Kamera oraz przetwornica 24DC/24AC wyłączana i włączana przez kontroler GSM v2 11 S t r o n a

12 c. Konieczne jest połączenie do istniejącej sieci poprzez stację w Mikoszewie na wschodniej ostrodze. Montaż linii radiowej w oparciu o sprzęt Mikrotik Ruterboard 433 wraz z modernizacją stacji wideo w Mikoszewie na ostrodze wschodniej. d. Dla zapewnienia płynnej transmisji obrazu w rozdzielczości HD konieczne jest zwiększenie przepustowości istniejącego łącza internetowego (zadanie do realizacji wraz z modernizacją stacji Mikoszewo) e. Straming obrazu z kamery do sieci Web poprzez zewnętrznego usługodawcę / sprzedawcę (zadanie do realizacji równolegle z modernizacją stacji Mikoszewo) 10. Technologia Poprawne funkcjonowanie stacji zostanie zrealizowane za pomocą kamery IP HD, która za pośrednictwem routera i radiolinii prześle obraz do dedykowanego serwera streamingu wideo. Obraz będzie dalej dystrybuowany za pomocą sieci Web do użytkowników końcowych. Zasilanie stacji, z uwagi na brak możliwości zasilania z sieci elektroenergetycznej, realizowane będzie za pomocą instalacji fotowoltaicznej. Zaproponowany zestaw urządzeń został zoptymalizowany pod kontem niskiego poboru energii oraz odporności na warunki środowiska morskiego. Optymalizacja zużycia energii zostanie także zrealizowana poprzez zastosowanie mechanizmów automatycznego wyłączania urządzeń po zmroku czujnikiem zmierzchowym. Stacja zostanie wyposażona w moduł pomiarowo - diagnostyczny pozwalający optymalnie zarządzać działaniem stacji. Dodatkowo zaproponowano zastosowanie zdalnej możliwości wyłączania i włączania instalacji na wypadek problemów informatycznych jak i w celu ochrony na wypadek zbyt niskiego rozładowania akumulatorów. Niski poziom zużycia energii osiągnięty zostanie także dzięki zaplanowaniu urządzeń pracujących na niskim napięciu. Straty spowodowane zamianą napięcia do napięcia pracy urządzeń zostaną zminimalizowane dzięki dedykowanemu inwerterowi o napięciu 12/24V. 11. Uwagi dotyczące wykonania i eksploatacji Z uwagi na zapewnienie spokoju zwierzętom wskazana jest wymiana akumulatorów zamiast procedury ich doładowywania agregatem prądotwórczym na miejscu. Czas obecności pracowników serwisu na terenie stacji powinien być dzięki temu skrócony do 0,5 godziny. Położenie paneli fotowoltaicznych wobec Słońca musi zostać zoptymalizowane pod względem kąta nachylenia i azymutu padania promieni słonecznych. W przypadku braku możliwości takiego ustawienia należy zwiększyć ilość paneli by uzyskać niezbędny poziom doładowania akumulatorów. Zestaw akumulatorów należy rozbudować (przewymiarować) tak by zapewnić stacji maksymalnie długi czas prawidłowego działania bez konieczności wymiany baterii. 12 S t r o n a

13 12. Wnioski Założenia projektowe są realne do wykonania. Zastosowanie zestawu urządzeń spełniających wskazane parametry robocze powinno zapewnić bezproblemowe działanie stacji i realizację celów projektu. Kluczowym parametrem decydującym o powodzeniu jest kompatybilność urządzeń oraz niski poziom poboru energii wraz z odpornością na specyficzne agresywne środowisko. 13. Zestawienie kosztów modernizacji Przedstawione koszty są szacunkowe. Ostateczna wielkość kosztów zależeć będzie od akceptacji proponowanych rozwiązań przez Zamawiającego. Podane ceny są cenami netto Urządzenie/zakres prac orientacyjny koszt zakupu/ modernizacji szt./kpl koszt instalacji projekt budowlano montażowy 2.500,00 1 0,00 kamera obserwacyjna Bosch MIC 7000HD wraz z osprzętem , ,00 moduł pomiarowy ADAM 1.300, ,00 inwerter 950, ,00 radiolinia: antena z routerboardem 2 szt , ,00 akumulatory 105 Ah - 6 szt , ,00 akumulatory 105 Ah - 6 szt. sugerowane dodatkowe 5.200,00 6 0,00 ogniwa fotowoltaiczne 3 szt , ,00 hybrydowy kontroler ładowania 550, ,00 moduł GSM 500, ,00 instalacja elektryczna, rozdzielnia, testy, podłączenia 2.200, ,00 instalacja uziemiająca 700, ,00 dostosowanie instalacji w Mikoszewie na potrzeby dodatkowej linii radiowej z Foczej Łachy 1.800, ,00 konstrukcja: prefabrykacja, dostawa i montaż 2.500, ,00 Inne drobne materiały instalacyjne 1.000, ,00 hosting streamingu (koszt roczny) 0, ,00 zwiększenie przepustowości łącza (koszt roczny) 0, ,00 uruchomienie instalacji, synchronizacja z istniejącą siecią, testy 0, ,00 Prace towarzyszące: asysta przy ustawianiu łodzi, przeróbki, dostosowanie łodzi 0, ,00 serwis i utrzymania stacji (w tym transport wodny) 0, ,00 Łącznie , , ,00 KOSZT SUMARYCZNY NETTO: koszt zakupu + koszt instalacji 13 S t r o n a