November 20, 2025
مفتاح شبكة LAN يعمل بالطاقة الشمسية أو البطارية هو مفتاح شبكة مصمم للعمل مباشرة من أنظمة الطاقة الشمسية.
هذه مفاتيح إيثرنت مصممة خصيصًا للمواقع النائية حيث تكون طاقة الشبكة غير متوفرة أو غير مستقرة، مثل المزارع الشمسية وشبكات المراقبة الريفية ومحطات المراقبة البيئية وأنظمة ITS على جانب الطريق ومواقع الاتصالات السلكية واللاسلكية خارج الشبكة.
على عكس مفاتيح PoE التقليدية التي تعتمد فقط على مدخلات التيار المتردد، يدمج المفتاح الشمسي مدخلات طاقة واسعة النطاق للتيار المستمر، ودوائر تنظيم/تعزيز الجهد، وتتبع الطاقة MPPT أو MTTP، وإدارة الطاقة الذكية لضمان شبكات مستقرة وإخراج PoE في ظل ظروف الطاقة الشمسية المتغيرة.
تشرح هذه المقالة كيفية عمل المفتاح الشمسي، وهندسته الداخلية، ولماذا هو ضروري للشبكات الحديثة التي تعمل بالطاقة المتجددة.
1. مدخلات الطاقة وآلية تتبع MTTP / MPPT
لا توفر الألواح الشمسية جهدًا أو تيارًا ثابتًا.
تتقلب المخرجات بسبب شدة ضوء الشمس ودرجة الحرارة والتظليل.
لذلك يتضمن نظام مفتاح شبكة PoE بالطاقة الشمسية:
على غرار MPPT المستخدمة في وحدات التحكم في الشحن بالطاقة الشمسية، مفاتيح MTTP PoE تقوم بضبط معلمات الطاقة الداخلية ديناميكيًا لاستخراج نقطة الطاقة المثلى من اللوحة الشمسية.
تقبل معظم المفاتيح الشمسية عالية الجودة DC 9V–57V أو DC 12V–48V، اعتمادًا على التصميم.
يتيح ذلك الاتصال المباشر بـ:
يضمن الإدخال الواسع أنه حتى إذا انخفض جهد اللوحة أثناء الطقس الغائم، فإن المفتاح يستمر في التشغيل.
2. دائرة معزز التيار المستمر لإخراج PoE ثابت
تتمثل إحدى الوظائف الأساسية للمفتاح الشمسي في توفير جهد PoE/PoE+ أو PoE++ ثابت للأجهزة التي تعمل بالطاقة مثل:
نظرًا لأن البطاريات والألواح الشمسية لا يمكنها توفير خرج PoE ثابت 48 فولت، فإن المفتاح يستخدم بنية DC-Booster PoE، والتي تتضمن:
يعمل المعزز الداخلي على رفع جهد الإدخال (على سبيل المثال، 12 فولت/24 فولت) إلى خرج 48 فولت ثابت، مما يضمن التوافق مع:
يمكن لمفتاح Booster PoE+ الجيد:
يمنع هذا عمليات الإغلاق عندما تكون الطاقة الشمسية منخفضة.
3. تكامل البطارية وإدارة الطاقة
تتضمن عمليات نشر الشبكات الشمسية عادةً مجموعة بطاريات، ويجب أن يتعاون المفتاح الشمسي معها بذكاء.
عادةً ما يتميز المفتاح الشمسي بما يلي:
عندما تنخفض الطاقة الشمسية في الليل، يسحب مفتاح Solar PoE الطاقة بسلاسة من البطارية دون انقطاع لأجهزة الشبكة.
4. التوافق مع الشبكات الضوئية واللاسلكية
تدعم العديد من المفاتيح الشمسية أيضًا:
هذا يجعلها مناسبة لشبكات المراقبة عن بعد وإنترنت الأشياء التي يجب أن تعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع دون صيانة.
5. سير عمل النظام: كيفية عمل مفتاح Solar PoE
فيما يلي تسلسل التشغيل الكامل:
يسمح سير العمل هذا للمفتاح بالحفاظ على طاقة PoE مستمرة وموثوقة حتى أثناء الأحوال الجوية القاسية أو التشغيل الليلي.
6. التطبيقات النموذجية لمفاتيح Solar PoE و MTTP
تستخدم المفاتيح التي تعمل بالطاقة الشمسية على نطاق واسع في الأنظمة اللامركزية وخارج الشبكة، بما في ذلك:
تقلل موثوقيتها من تكاليف الصيانة وتمكن الشبكات في الأماكن التي يستحيل فيها الحصول على طاقة التيار المتردد.
خاتمة
يعمل مفتاح Solar PoE الحديث، أو مفتاح MTTP PoE، أو مفتاح DC-Booster PoE، أو مفتاح Booster PoE+، من خلال الجمع بين:
هذا يجعلها ضرورية للبنى التحتية للشبكات خارج الشبكة والخارجية والتي تعمل بالطاقة المتجددة.
مع استمرار توسع أنظمة المراقبة وإنترنت الأشياء التي تعمل بالطاقة الشمسية، أصبحت المفاتيح الشمسية تقنية أساسية في عمليات نشر الشبكات المستدامة.
