Các tấm pin mặt trời chuyển đổi trực tiếp ánh sáng mặt trời thành điện năng, nhờ đó chúng hoạt động rất tốt ở những nơi không có sẵn lưới điện truyền thống. Theo nghiên cứu từ Viện Năng lượng Mặt trời năm 2023, các mẫu pin đơn tinh thể mới nhất có thể đạt hiệu suất khoảng 18 đến 22 phần trăm khi mọi điều kiện thuận lợi. Những tấm pin này thường được trang bị lớp phủ đặc biệt giúp hấp thụ thêm ánh sáng ngay cả khi thời tiết không sáng rõ, ví dụ như vào thời điểm bình minh hoặc hoàng hôn. Được thiết kế chắc chắn để hoạt động bền bỉ, hầu hết các tấm pin đều có gioăng kín nước và khung chống gỉ, do đó chúng hoạt động tốt trong các môi trường như ven biển, vùng núi hoặc bất kỳ nơi nào độ ẩm thường xuyên cao.
Ắc quy lithium-ion cung cấp nguồn điện dự phòng từ 2 đến 3 tuần, được hỗ trợ bởi bộ điều khiển sạc thông minh ngăn ngừa hiện tượng sạc quá mức và dao động điện áp. Trong thời gian thiếu hụt năng lượng, các thuật toán hoạt động ở điều kiện ánh sáng yếu sẽ giảm tốc độ khung hình để kéo dài thời gian hoạt động mà vẫn duy trì tính toàn vẹn của giám sát. Một số hệ thống bao gồm các cụm pin có thể thay thế tại hiện trường, cho phép bảo trì nhanh chóng mà không làm gián đoạn việc giám sát an ninh.
Với modem 4G LTE, chúng ta có thể gửi video được mã hóa trực tiếp qua mạng di động mà không cần Wi-Fi hay những sợi dây rắc rối khắp nơi. Một số bài kiểm tra thực địa đã ghi nhận độ trễ dưới 300 mili giây theo nghiên cứu từ Viện Viễn thông Quốc gia vào năm 2023. Tốc độ này cho phép cảnh báo gần như tức thì và khả năng phát trực tiếp mượt mà. Các thiết bị này được trang bị ăng-ten đặc biệt tăng cường tín hiệu để duy trì kết nối ngay cả ở những nơi thu sóng yếu. Ngoài ra, còn có khe cắm hai SIM tích hợp, nghĩa là nếu một mạng bị mất, hệ thống sẽ tự động chuyển sang nhà cung cấp khác mà không bị gián đoạn.
Theo một nghiên cứu gần đây từ NREL vào năm 2023, các tấm pin mặt trời đơn tinh thể duy trì khoảng 70% hiệu suất thông thường của chúng ngay cả khi mây lăn vào. Các tấm này hoạt động tốt nhất khi được kết nối với bộ điều khiển MPPT điều chỉnh liên tục mức điện áp. Điều này giúp chúng lấy càng nhiều năng lượng càng tốt bất cứ khi nào có bóng tối trên mảng hoặc trong những thời điểm khó khăn như bình minh và hoàng hôn. Ví dụ, một người cài đặt một thiết bị cơ bản chỉ với một tấm pin 10 watt cùng với một pin lithium 20.000 mAh có kích thước tốt sẽ thấy hệ thống của họ hoạt động trơn tru trong hơn ba ngày liên tục mà không có ánh nắng mặt trời. Điều đó làm cho các tấm này đặc biệt hữu ích ở những khu vực có thời tiết xấu kéo dài hàng tuần hoặc nhiều tháng.
Để duy trì hiệu suất trong thời gian nhiều mây kéo dài, camera mặt trời 4G sử dụng các chiến lược quản lý năng lượng thích nghi:
Các biện pháp này hỗ trợ hoạt động liên tục trong suốt 5–7 ngày nhiều mây liên tiếp, với cảnh báo mức pin thấp được kích hoạt khi còn 15% điện tích
Các nhà sản xuất thường quảng cáo sản phẩm của họ có khả năng hoạt động 24/7 theo kết quả phòng thí nghiệm, nhưng khi những hệ thống này được triển khai thực tế ngoài thế giới, chúng thường không đạt được như kỳ vọng. Hiệu suất giảm khoảng 20% ở các khu vực khí hậu bình thường và có thể tăng lên tới 35% ở những vùng cực lạnh. Theo một số nghiên cứu được IEEE công bố năm ngoái, hầu hết các camera an ninh tuyên bố có thể xử lý video 4K ở tốc độ 25 khung hình/giây thường phải giảm xuống chỉ còn 1080p với một nửa tốc độ khung hình trong thời tiết lạnh để tiết kiệm điện năng. Mặc dù việc tự động giảm hiệu suất này giúp kéo dài tuổi thọ thiết bị, nhưng nó làm nổi bật tầm quan trọng của việc người dùng cần hiểu rõ thiết bị của họ thực sự có thể làm được gì so với những gì tài liệu tiếp thị hứa hẹn, đặc biệt khi phải đối mặt với các yếu tố môi trường khắc nghiệt.
Các camera có modem 4G tích hợp gửi hình ảnh trực tiếp qua mạng di động mà không cần thiết lập Wi-Fi hay cáp Ethernet lằng nhằng. Đó là lý do vì sao những camera chạy bằng năng lượng mặt trời này hoạt động rất hiệu quả tại các khu vực như công trường xây dựng ở vùng sâu vùng xa, các cánh đồng nông trại nơi không có kết nối internet, hoặc các biệt thự ở vùng quê cách xa thị trấn. Wi-Fi thông thường sẽ không khả thi khi khoảng cách vượt quá khoảng 100 mét, trong khi 4G tận dụng các trạm phát sóng di động đã được lắp đặt sẵn để duy trì kết nối ở khoảng cách tính bằng dặm thay vì feet. Theo nghiên cứu được Taoglas công bố năm ngoái về hiệu suất của các thiết bị IoT, các modem 4G hiện nay có thể xử lý độ trễ dưới 50 mili giây, tương đương với mức độ trễ người dùng nhận được từ các hệ thống có dây truyền thống. Điều này đồng nghĩa với việc luồng video thời gian thực mượt hơn và phản ứng nhanh hơn khi cảm biến chuyển động được kích hoạt.
Mạng 4G có thể xử lý các video với độ phân giải lên đến 2K (tức là 2560 x 1440 điểm ảnh) chạy ở tốc độ khoảng 25 khung hình mỗi giây, điều này thường cần băng thông từ 4 đến 6 megabit mỗi giây. Thực tế, điều này vượt quá nhu cầu của phần lớn người dùng đối với nội dung 1080p thông thường qua kết nối Wi-Fi. Các thiết bị thông minh sử dụng công nghệ gọi là phát trực tuyến bitrate thích ứng, tự động điều chỉnh chất lượng video tùy theo cường độ tín hiệu, nhờ đó tránh được những khoảng dừng hoặc treo hình khó chịu khi xem. Khi người dùng cố phát trực tuyến trong khu vực phủ sóng yếu, nhiều hệ thống sẽ giảm xuống độ phân giải 720p, sử dụng khoảng 1,5 Mbps. Điều này giúp duy trì trải nghiệm mượt mà ngay cả khi có nhiều người cùng sử dụng mạng trong các thời điểm đông đúc như buổi tối hoặc cuối tuần.
Ở các khu vực nông thôn nơi gần như bốn trong năm người không có kết nối băng thông rộng theo số liệu của FCC từ năm ngoái, các hệ thống này hoạt động khá tốt vì chúng phụ thuộc vào dịch vụ di động. Sự kết hợp giữa các tấm pin mặt trời và lớp vỏ ngoài bền chắc làm cho việc lắp đặt chúng gần như ở bất cứ đâu trở nên khả thi — sâu trong rừng, trên vùng núi cao, thậm chí tại các địa điểm tạm thời nằm xa kết nối lưới điện. Tuy nhiên, để đạt hiệu suất tốt, đội ngũ lắp đặt cần kiểm tra tín hiệu tại từng vị trí cụ thể trước tiên. Khi mức thu yếu với chỉ một hoặc hai vạch hiển thị, việc bổ sung các thiết lập ăng-ten định hướng trở nên khá quan trọng để duy trì kết nối ổn định.
Các camera 4G chạy bằng năng lượng mặt trời đã trở nên khá phổ biến tại các công trường xa xôi nơi không có kết nối lưới điện thông thường. Đối với các đội thi công, những thiết bị này giúp giảm khoảng 37 phần trăm tình trạng trộm cắp thiết bị so với những địa điểm không lắp hệ thống giám sát nào. Ngoài ra, công nhân có thể kiểm tra điều kiện công trường từ hàng dặm cách xa mà không cần phải tự mình di chuyển đến tận nơi. Nông dân cũng thấy chúng hữu ích trên các trang trại rộng lớn để theo dõi gia súc và quan sát sự phát triển đúng cách của cây trồng. Một trang trại cụ thể đã ghi nhận số vụ săn trộm bất hợp pháp chỉ còn khoảng một nửa so với mức thông thường sau khi lắp đặt các camera như vậy. Các hoạt động lâm nghiệp cũng được hưởng lợi vì camera chỉ ghi hình khi có chuyển động, nghĩa là chúng phát hiện sớm dấu hiệu cháy rừng trước khi lửa lan rộng quá xa, đồng thời hỗ trợ theo dõi các mẫu hoạt động của động vật. Và bởi vì chúng chỉ kích hoạt khi cần thiết, tuổi thọ pin kéo dài hơn nhiều so với việc ghi hình liên tục.
Các hệ thống này có thể mở rộng dễ dàng từ chỉ 10 camera lên tới hàng trăm chiếc được kết nối với nhau thông qua các thiết lập năng lượng mặt trời dạng mô-đun và quản lý dựa trên nền tảng đám mây. Khi mở rộng, không cần phải đào rãnh hay kéo dây mới vì các đơn vị bổ sung chỉ cần cắm vào cơ sở hạ tầng hiện có. Điều này khiến các giải pháp này trở nên lý tưởng cho những dự án bắt đầu với quy mô nhỏ nhưng sau đó phát triển theo thời gian. Tiết kiệm chi phí bảo trì cũng rất ấn tượng. Một số công trình báo cáo đã giảm chi phí khoảng 70 phần trăm nhờ các tính năng như tự động làm sạch tấm pin, cập nhật phần mềm từ xa qua kết nối không dây và cảnh báo sớm khi pin có nguy cơ hỏng. Hầu hết các bộ phận quan trọng thường duy trì hoạt động từ ba đến năm năm trước khi cần thay thế. Và còn tốt hơn nữa, nhiều thành phần có thể được thay thế trực tiếp tại hiện trường mà không cần gửi thiết bị về trụ sở để sửa chữa.
Các đơn vị triển khai tiết kiệm từ 1.200 đến 4.800 USD mỗi thiết bị bằng cách tránh được việc đào rãnh tốn kém để lắp đặt đường dây điện hoặc đường truyền dữ liệu. Thời gian thiết lập giảm từ vài tuần xuống chỉ còn vài giờ, một lợi thế quan trọng đối với các đội phản ứng khẩn cấp khi triển khai tại các khu vực thiên tai. Các hệ thống này hoạt động đáng tin cậy trong môi trường khắc nghiệt:
Độ bền cao của chúng làm cho các hệ thống này rất phù hợp với các trạm ngoài khơi, các mỏ khoáng sản và những địa điểm khác nơi việc kết nối lưới điện là không khả thi hoặc quá tốn kém.
Các camera năng lượng mặt trời 4G hiện đại kết hợp nguồn điện tự chủ với kết nối và bảo mật đẳng cấp doanh nghiệp, cung cấp hệ thống giám sát đáng tin cậy ngay cả trong những môi trường khắc nghiệt nhất.
Mọi người có thể xem các nguồn trực tiếp hoặc kiểm tra các bản ghi âm trong quá khứ bất cứ khi nào họ muốn thông qua các ứng dụng di động an toàn hoạt động trên điện thoại và máy tính bảng. Hệ thống lưu trữ mọi thứ trong đám mây theo mặc định, vì vậy không có rắc rối với việc thiết lập máy chủ vật lý tại vị trí. Khi internet bị ngắt, một số máy ảnh sẽ lưu hình ảnh ngay trên thẻ microSD bên trong chúng (một số có thể chứa nhiều như 512 gigabytes). Khi kết nối trở lại trực tuyến, những bản ghi âm địa phương này sẽ tự động được tải lên đám mây. Cách tiếp cận kết hợp này có nghĩa là video quan trọng vẫn an toàn ngay cả khi ai đó sống ở đâu đó với dịch vụ di động không đáng tin cậy hoặc tín hiệu thường xuyên giảm.
Mã hóa AES-256 giúp bảo vệ luồng video và đảm bảo dữ liệu lưu trữ không rơi vào tay người khác. Hầu hết các hệ thống an ninh hiện nay cũng bao gồm xác thực đa yếu tố. Điều này có nghĩa là người dùng cần cung cấp thêm một thứ gì đó ngoài mật khẩu, ví dụ như quét dấu vân tay hoặc mã được gửi đến điện thoại khi đăng nhập. Các công ty lớn trong ngành đã bắt đầu triển khai cập nhật firmware tự động. Những bản cập nhật này khắc phục các lỗ hổng bảo mật mà không cần ai can thiệp trực tiếp vào phần cứng. Đây thực sự là những tính năng rất quan trọng, đặc biệt đối với các thiết bị đặt ở những địa điểm xa xôi nơi không có nhân viên IT gần đó để xử lý thủ công.
Các hệ thống quản lý năng lượng thông minh điều chỉnh hiệu suất thiết bị tùy theo nguồn năng lượng sẵn có. Ví dụ, khi ánh sáng mặt trời trở nên khan hiếm, các hệ thống này có thể giảm tốc độ ghi video từ khoảng 30 khung hình mỗi giây xuống còn khoảng 15 khung hình/giây. Các quản trị viên công nghệ có thể thiết lập thời gian lưu trữ đoạn phim đã ghi trong đám mây. Hầu hết các thiết lập sẽ giữ dữ liệu trong khoảng từ một tuần đến ba tháng, điều chỉnh theo loại hệ thống năng lượng mặt trời được lắp đặt ở gần đó. Mục đích chính là đảm bảo mọi thứ hoạt động trơn tru mà không để dữ liệu tích tụ quá nhiều, làm hao hụt nguồn năng lượng hạn chế tại các vị trí xa xôi.
Các thành phần chính bao gồm tấm pin mặt trời để thu năng lượng, pin lithium-ion để lưu trữ điện năng và modem 4G LTE để truyền dữ liệu không dây.
Các hệ thống này sử dụng các chiến lược quản lý năng lượng thích ứng, chẳng hạn như ưu tiên tải và điều khiển độ sâu xả, để đảm bảo hoạt động liên tục trong thời gian dài có nhiều mây.
kết nối 4G cho phép truyền video độc lập mà không cần Wi-Fi hoặc cơ sở hạ tầng điện lưới, làm cho các hệ thống này trở nên lý tưởng cho các khu vực xa xôi hoặc nông thôn.
An ninh dữ liệu được đảm bảo thông qua mã hóa AES-256, xác thực đa yếu tố và cập nhật firmware tự động, bảo vệ luồng video và dữ liệu đã lưu trữ.
Có, chúng được thiết kế để hoạt động trong nhiều điều kiện khác nhau, bao gồm nhiệt độ từ -40°C đến 65°C, tốc độ gió lên tới 150 km/h và mưa lớn.
EN
