Şebekesiz Alarm Sistemi: Bahçe, Yazlık ve Çiftlikte Güneş Panelli GSM Alarmın Akü ve Panel Hesabı

Elektriği olmayan yerde alarm sistemi nasıl çalışır?

Şebekesiz alarm, enerjisini prizden değil güneş panelinden alan 12 V akülü bir alarm sistemidir. Zincir şöyledir: güneş paneli, şarj kontrol cihazı, 12 V akü, alarm paneli ve siren. Akü sistemin kalbidir; güneş paneli yalnızca gün boyunca harcanan enerjiyi aküye geri koyar.

Bahçede, yazlıkta, çiftlikte ya da ahırda internet de çoğu zaman yoktur. Bu yüzden haberleşme Wi-Fi veya Ethernet yerine GSM/4G modülüyle yapılır; seçenekler GSM ve IP alarm iletişim modülleri rehberinde anlatılıyor. Eski 2G/3G modüllü panellerde şebeke kapanışı da ayrıca hesaba katılmalıdır.

Alarm paneli kameraya göre çok az enerji harcar; kamera tarafındaki çok daha büyük hesaplar için güneş enerjili 4G kamera rehberine bakın.

Alarm sisteminde üç ayrı akım değeri vardır

Boyutlandırmada karıştırılan nokta, akımın üç ayrı durumda çok farklı olmasıdır. Aşağıdaki değerler tipik aralıklardır; kesin sayı için panelin, GSM modülünün ve sirenin üretici belgesi ya da etiketi esas alınır. Şebekenin zayıf olduğu çiftliklerde GSM modülü daha yüksek güçle yayın yaptığından hem bekleme hem tepe akım artar; anten yerleşimi bu yüzden enerji tasarrufunun parçasıdır.

• Bekleme akımı: Sistem kurulu ya da kapalıyken sürekli çekilen akımdır; GSM modülünün şebekeye bağlı beklemesi dahildir. Küçük GSM alarm panellerinde çoğunlukla onlarca mA, dedektör, klavye ve ek modüller eklendikçe yüz mA civarına çıkar. Günlük Ah'nin neredeyse tamamını bu değer belirler.
• GSM gönderim anındaki tepe akım: Modül SMS, arama ya da veri gönderirken kısa darbeler halinde akım çeker; modüle ve sinyal kalitesine göre bu darbeler yüzlerce mA'den ampere kadar çıkabilir. Süreleri çok kısa olduğu için günlük Ah'ye etkisi küçüktür, ama akü ve kablo bu darbeyi gerilim çökmeden karşılayabilmelidir.
• Siren çalarken çekilen akım: Modele göre kabaca 0,3 A ile 1,5 A arasındadır. Siren yılda birkaç dakika çaldığı için enerji payı çok küçüktür; asıl etkisi sigorta, kablo ve akü seçiminde görülür.

Günlük Ah hesabı ve 10-20 W panel, 7-12 Ah akü örneği

Günlük enerji ihtiyacı, bekleme akımının 24 saatle çarpımına küçük bir olay payı eklenerek bulunur. Panelin gerçek bekleme akımını ölçmek için aküyle panel arasına seri bir multimetre (akım konumunda) bağlamak yeterlidir; GSM'in haberleştiği anlar da ölçüme dahil olsun diye en az birkaç dakika izlenir.

Aşağıdaki hesaplar varsayımdır; kendi panelinizin ölçülen değerleriyle yeniden yapılmalıdır.

Küçük bir güneş paneli yaz aylarında kolayca yeterli olur; belirleyici olan kış ve ardışık bulutlu günlerdir. Güneş saati bölgeye ve aya göre değişir; kış aylarında günlük tam güneş eşdeğeri saat çoğu bölgede 2 civarına, yaz aylarında 5-6 saate kadar çıkar. Kendi ilinizin değerini güneş enerjisi potansiyel atlası ya da PVGIS gibi araçlarla kontrol edin.

• Günlük tüketim (Ah) = bekleme akımı (A) × 24 + olay payı (GSM mesajları ve nadir siren).
• Örnek A (varsayım): bekleme 100 mA = 0,1 A; 0,1 × 24 = 2,4 Ah. Günde 20 kısa GSM gönderimi ve haftada 5 dakikalık siren payı için yaklaşık 0,1 Ah eklenir; toplam yaklaşık 2,5 Ah/gün.
• Örnek B (varsayım): bekleme 60 mA; 0,06 × 24 = 1,44 Ah, olay payıyla yaklaşık 1,5 Ah/gün.
• Gerekli panel gücü (W) = günlük Ah × 12 ÷ (günlük tam güneş saati × 0,7). Buradaki 0,7 katsayısı kablo, şarj kontrol cihazı, toz, sıcaklık ve akü şarj kayıplarını kabaca temsil eden bir varsayımdır.
• Güneşsiz çalışma süresi (gün) = akü kapasitesi (Ah) × 0,5 ÷ günlük Ah. Kurşun-asit akünün yarısından fazlasını sık boşaltmamak ömrü uzatır; derin döngülü akülerde deşarj derinliği %100'den %50'ye inince döngü ömrü kabaca birkaç kat artar (Battery University).
• Örnek A (2,5 Ah/gün), kışın 2 saat güneşle: 2,5 × 12 ÷ (2 × 0,7) = yaklaşık 21 W. Yani 20 W panel sınırda kalır, 30 W panel rahat eder. Yazın 5 saatle yaklaşık 9 W yeter.
• Örnek B (1,5 Ah/gün), kışın 2 saat güneşle: 1,5 × 12 ÷ 1,4 = yaklaşık 13 W. 20 W panel kış için uygundur, 10 W panel sınırın altındadır.
• Akü (Örnek A): 7 Ah ile yaklaşık 1,4 gün, 12 Ah ile yaklaşık 2,4 gün; Örnek B'de sırasıyla yaklaşık 2,3 ve 4 gün.
• Sonuç: Bekleme akımını yarıya indirmek, panel ve aküyü büyütmekle aynı etkiyi daha ucuza sağlar. Gereksiz modülleri kapatmak, klavye aydınlatmasını azaltmak ve ek cihazları sınırlamak ilk adımdır.

Şarj kontrol cihazı neden gerekir?

Şarj kontrol cihazı, güneş panelinden gelen gerilimi akünün kabul edeceği şarj gerilimine indirir ve aşırı şarjı önler. Adı 12 V olan bir güneş paneli, açık devrede kabaca 21-22 V verebilir (36 hücreli panellerde tipik değer); bu gerilim doğrudan 12 V aküye bağlanırsa şarj gerilimi sınırlanmaz.

12 V kurşun-asit akü için yaygın hedefler şöyledir: bekleme (float) 13,5-13,8 V, yani hücre başına 2,25-2,30 V; hızlı şarjda üst sınır 14,4 V civarıdır. Sıcaklık arttıkça gerilim düşürülür; Battery University hücre başına yaklaşık -3 mV/°C verir, 12 V akü için kabaca -18 mV/°C eder. Sınırın aşılması gazlanmaya ve su kaybına yol açar; kapalı tip (VRLA) akülerde fazla gaz supabı açar, akü şişebilir.

Küçük panellerde basit PWM tipi kontrol cihazı çoğunlukla yeterlidir; MPPT daha çok büyük paneller ve soğuk hava için fark yaratır. Alınacak cihazda akü tipi seçimi (AGM, jel, sulu), sıcaklık telafisi, ters akım koruması ve düşük gerilimde kesme olmalıdır. Akü uçlarına yakın bir yerde sigorta bulunmalıdır.

Alarm panelinin kendi şarj devresi ve paralel bağlantı sorunu

Çoğu alarm panelinin içinde, trafodan beslenen ve aküyü yaklaşık 13,6-13,8 V float gerilimiyle tutan bir şarj devresi vardır. Şebekesiz kurulumda bu devre beslenmez; panel kalıcı olarak AC (şebeke) kaybı bildirir. Bazı panellerde bu bildirimin gecikmesi ya da kapatılması mümkündür, bazılarında değildir; bu ayarın varlığı üretici belgesinden öğrenilir.

Güneş şarj kontrol cihazının çıkışını, alarm panelinin akü uçlarına ya da aküye paralel bağlamak sahada yaygındır, fakat iki şarj kaynağı aynı akü üzerinde birbirinden farklı gerilim hedefleriyle çalışırsa panelin akü testi ve düşük akü ölçümü yanıltılabilir. Üreticinin panelin şarj çıkışına harici bir kaynağın paralel bağlanmasını onaylayıp onaylamadığı kullanım kılavuzunda yazar; belirtilmemişse onaylı sayılmaz ve üreticiden yazılı teyit alınmalıdır.

Genel yaklaşım şöyledir: şebekesiz kurulumda aküye tek şarj kaynağı olarak şarj kontrol cihazı bağlanır; alarm paneli akü uçlarından (sigortalı hat ile) beslenir; panelin AC girişi kullanılmaz. Alarm paneli, kontrol cihazının yük çıkışı yerine doğrudan aküye bağlanır: GSM tepe akımı yük çıkışının akım sınırını aşabilir ve düşük gerilim kesmesi alarmı sessizce kapatabilir. Üreticinin DC giriş için belirttiği bir yöntem varsa o izlenir. Örneğin bazı akıllı hub'lar şebekeyi ve dahili lityum pili esas alır; 12 V DC besleme ise ayrı satılan bir seçenek olarak sunulabilir. Bu fark, her panelin şebekesiz kuruluma uygun olmadığını gösterir.

Profesyonel alarm güç kaynaklarını tanımlayan EN 50131-6 standardı da güç kaynağının şebeke kaybını ve düşük akü durumunu bildirmesini bekler. Bu uyarıları şebekesiz kurulumda tümüyle kapatmak yerine, düşük akü uyarısını mutlaka açık bırakmak gerekir; çünkü akü boşalırken size haber verecek tek mesaj odur.

Kışın düşük şarj, soğuk ve kablosuz dedektör pilleri

Şebekesiz alarmlar çoğunlukla yazın değil, kışın ilk sorun çıkaran sistemlerdir. Güneş saati azalır, kar ve kırağı panelin üstünü örter, soğukta aküden alınabilen enerji düşer. Sürekli yarım şarjda kalan kurşun-asit akü zamanla sulfatlanır ve tam şarj kabul etme yeteneğini kaybeder (Battery University). Deşarj olmuş akünün elektroliti daha yüksek sıcaklıkta donabilir; yani boşalmış akü kışın zarar görür.

Önlem olarak paneli güneye bakacak ve kış güneşini yakalayacak kadar dik yerleştirin; gölgeden, çatı kenarındaki karın kayacağı yerden ve ağaç dallarından kaçının. Güneş enerjili kamera rehberlerindeki eğim ve gölgelenme mantığı alarm paneli için de geçerlidir. Soğuk iklimde panel ve akü davranışı Doğu Anadolu'da eksi sıcaklıkta alarm paneli akü ve sensör pili yazısında ayrıca ele alınmıştır.

Akü tarafında bir ölçüt: dinlenmiş (şarj ve yük olmadan birkaç saat bekleyen) 12 V akünün gerilimi yaklaşık 12,6 V ise akü yaklaşık %90 doludur; 12,3 V altına inmesi sulfatlanma eşiğine yaklaşıldığını gösterir. Yaz sıcağı da akünün düşmanıdır: optimum 25 °C'dir ve her 8 °C artış kurşun-asit akü ömrünü kabaca yarıya indirir (Battery University). Akü kutusu bu yüzden gölgede ve havalandırmalı olmalıdır.

Kablosuz dedektörlerin pilleri ayrı bir konudur: bunlar güneş paneline değil kendi pillerine bağlıdır, ömürleri yıllarla ölçülür ve soğukta kısalır. Değişim takvimi için alarm paneli ve dedektör pil değişimi rehberine bakın.

Panel ve akü çalınmasına karşı yerleşim

Şebekesiz alarmın en zayıf noktası, enerjiyi veren pahalı parçaların dışarıda durmasıdır; paneli ve aküyü çalan kişi alarmı da susturur.

• Akü ve kontrol cihazını kilitli, dayanıklı bir kutuya koyun. Dış mekân kutusu en az IP65 olsun (IEC 60529: 6 tozun girmemesi, 5 su jetine dayanım). Kutuyu duvara, beton temele ya da direğe sökülemeyecek biçimde sabitleyin.
• Paneli yüksekte ve sabotaj önleyici bağlantı elemanlarıyla bağlayın. Güvenlik cıvataları, kopmayan kelepçeler ve kablonun aşağıdan kolay kesilemeyeceği bir geçiş kullanılır.
• Gizli yerleşim kullanın. Çiftlikte alarm paneli ve akü ahırın içinde, panel ise çatıda ve dışarıdan yola bakmayan yüzde durabilir. Kablolar boru ya da kanal içinde, görünmez ve hayvanlara kapalı geçirilmelidir.
• Sabotaj girişini kullanın. Panelin kapak ve kutu sabotaj girişleri GSM ile haber verir; kutu açıldığında anında mesaj almanız gerekir.

Şebekesiz alarmda sık yapılan hatalar

Sahada en sık görülen hatalar, hesabın değil bağlantının yanlış yapılmasından kaynaklanır.

• Güneş panelini kontrol cihazı olmadan doğrudan aküye bağlamak. Panel açık devrede 21-22 V civarı verdiği için aküyü aşırı şarj eder; gazlanma, su kaybı ve şişme beklenir.
• Panelin kendi şarj devresiyle harici kaynağı üretici onayı olmadan paralel bağlamak. İki şarj kaynağı birbirini yanıltabilir; belgede onay yoksa üreticiye sorulmalıdır.
• Hesabı yaz güneşine göre yapmak. Kış saatine göre hesap yapılmazsa akü Aralık-Ocak aylarında boşalır.
• Alarmı kontrol cihazının yük çıkışından beslemek. GSM darbeleri sınırı aşar, düşük gerilim kesmesi alarmı bildirimsiz kapatır.
• Düşük akü uyarısını kapatmak. Uyarı kapatılırsa akü bittiğinde sistem sessizce devre dışı kalır.
• İnce ve uzun kablo ile sigortasız akü uçları. Gerilim düşümü şarjı bozar, kısa devrede kablo ısınır; akü artı ucuna yakın bir sigorta ve yeterli kablo kesiti şarttır.

Bayifi'de kurulumcu ve ürün bulmak

Şebekesiz alarm kurulumunu yapan bir kurulumcu aramak için Bayifi bayi dizinine il ve hizmet türüne göre bakabilirsiniz. Panel, akü, kontrol cihazı ve siren gibi ürünlerin toptancılardaki anlık stoklarını ve tek talep ile birden çok toptancıdan teklif almayı pazar bölümünde yapabilirsiniz. Kurulumcu ya da toptancıysanız firmanızı kaydol sayfasından ekleyebilirsiniz.