Riešenie solárneho prekrytia základňovej stanice

Riešenia solárneho prekrytia základňových staníc kombinujú čistú a obnoviteľnú povahu slnečnej energie s vysokými energetickými nárokmi komunikačných základňových staníc, čím ponúkajú významné výhody a široké možnosti použitia.

Základné vlastnosti:

• Žiadne prerušenie existujúceho napájania
• Integrácia fotovoltaických jednotiek na výrobu energie do existujúcej infraštruktúry napájania prostredníctvom jednosmerného prepojenia
• Prioritné využitie solárnej energie na napájanie záťaže

I. Komponenty systému

Systém solárneho prekrytia základňovej stanice pozostáva predovšetkým z fotovoltaického poľa (solárne panely), solárneho regulátora (napríklad MPPT regulátora), batériového bloku pre obnoviteľnú energiu, montážnych konzol pre fotovoltaiku a káblov na rozvod energie. Tieto komponenty spolu tvoria vysoko efektívny, inteligentný a spoľahlivý uzavretý systém zelenej energie. Architektúra systému je navrhnutá tak, aby vyvažovala účinnosť výroby energie, prevádzkovú bezpečnosť a jednoduchú údržbu, čím sa zabezpečí stabilné napájanie v širokej škále zložitých prostredí.

II. Princíp fungovania

• Zber solárnej energie: Fotovoltaické pole (solárne panely) generujú jednosmerný prúd (DC), keď sú vystavené slnečnému žiareniu.
• Konverzia výkonu: Riadiaca jednotka so sledovaním bodu maximálneho výkonu (MPPT) efektívne konvertuje jednosmerný prúd generovaný fotovoltaickým poľom a reguluje výstupné napätie a prúd tak, aby zodpovedali požiadavkám na výkon komunikačnej základňovej stanice.
• Uskladnenie energie: Premenená elektrická energia sa najprv dodáva do komunikačnej základňovej stanice, zatiaľ čo prebytok sa ukladá do batérie na použitie počas období bez slnečného žiarenia alebo počas špičkovej spotreby energie.
• Inteligentné monitorovanie: Systém je vybavený funkciami diaľkového monitorovania, ktoré umožňujú monitorovanie prevádzkového stavu a výkonu solárneho systému v reálnom čase, aby sa zabezpečila stabilná prevádzka a efektívne napájanie.

III. Funkcie riešenia

Toto riešenie preukázalo svoju stabilitu a prispôsobivosť v rôznych zložitých prostrediach. Či už v husto osídlených mestských oblastiach, odľahlých regiónoch bez elektrickej siete alebo na komunikačných vežiach s obmedzeným priestorom, umožňuje efektívne nasadenie a stabilnú prevádzku.

• Vysoká účinnosť a úspora energie: Vďaka priamemu režimu jednosmerného napájania sa riešenie vyhýba stratám pri konverzii AC-DC až do výšky 15 %, ktoré sa vyskytujú v tradičných striedavých systémoch. Celková účinnosť prepojenia je ≥95 % s maximálnou nameranou účinnosťou až 98.3 %. Typické miesto dokáže ročne ušetriť približne 2 920 kWh elektriny, pričom zisky z výroby energie sa v porovnaní s riešeniami so striedavým prúdom zvýšia o 10 % – 30 %.
• Zníženie nákladov: Ročné náklady na elektrinu na lokalitu sa môžu znížiť až o 12 000 juanov s dobou návratnosti približne 5.5 roka; táto doba sa ešte viac skracuje v kombinácii s miestnymi dotáciami. Nie sú potrebné žiadne povolenia na pripojenie k sieti a proces zavádzania je zjednodušený, čo výrazne znižuje regulačné transakčné náklady.
• Vysoká spoľahlivosť: Za denného svetla dokáže systém udržiavať dodávku energie aj počas výpadkov siete; v kombinácii s akumuláciou energie dokáže udržať prevádzku viac ako 3.5 dňa počas oblačného alebo daždivého počasia. Prevádzkové testy ukazujú zníženie potrieb núdzovej výroby energie o viac ako 80 %, čím sa výrazne znižuje riziko výpadkov elektrárne a zabezpečuje sa nepretržitá prevádzka siete.
• Výnimočné environmentálne prínosy: Odhaduje sa, že jedna stanica vybavená 18 SPV modulmi vyrobí ročne 7 671 kWh, čo zodpovedá zníženiu emisií oxidu uhličitého o 4 374 ton; ak vezmeme ako príklad projekt v provincii Liaoning, ročné emisie uhlíka sa môžu znížiť o 267 000 ton, čo predstavuje významný príspevok k životnému prostrediu.
• Jednoduchá inštalácia a vysoká prispôsobivosť: Proces dodatočnej montáže je možné dokončiť bez výpadkov napájania a je kompatibilný s existujúcimi napájacími systémami od rôznych výrobcov a modelov. Vhodný pre rôzne scenáre inštalácie vrátane striech, fasád veží a pozemných stojanov, čo ponúka vysokú flexibilitu nasadenia.
• Silné zosúladenie s politikou: Model „vlastnej výroby pre vlastnú spotrebu“ nepodlieha obmedzeniam schvaľovania pripojenia do siete. Spĺňa cieľovú požiadavku Ministerstva priemyslu a informačných technológií na pokrytie viac ako 30 % fotovoltaických systémov pre nové základňové stanice, je v súlade s národným politickým smerom rozvoja distribuovanej energie a umožňuje rýchle a rozsiahle zavádzanie.

IV. Scenáre aplikácie

Systém solárneho prekrytia základňových staníc je vhodný pre rôzne scenáre komunikačných základňových staníc vrátane makro základňových staníc, mikro základňových staníc a základňových staníc 4G/5G. Tento systém preukazuje svoje jedinečné výhody najmä v odľahlých oblastiach, kde nie je k dispozícii národná elektrická sieť alebo je dodávka energie nestabilná. Vďaka inteligentnému modelu spotreby energie „vlastnej výroby a vlastnej spotreby s lokálnou spotrebou“ toto riešenie efektívne znižuje závislosť od siete a poskytuje stabilnú a spoľahlivú podporu napájania pre komunikačné základňové stanice.

V. Klasifikácia špecifických riešení

1. Klasifikácia podľa scenára inštalácie a využitia priestoru

Riešenie stohovania na streche

• Použiteľné scenáre: Makro základňové stanice a agregačné uzly umiestnené na strechách samostatných miestností s vybavením alebo na vrchole serverových stojanov.
• Vlastnosti: Využíva voľný priestor na existujúcej streche strojovne na inštaláciu FV modulov. Ide o najtradičnejšiu formu stohovania s relatívne jednoduchou konštrukciou; inštalačná kapacita je však obmedzená plochou strechy a nosnosťou.

Riešenie stohovania veží/stožiarov

• Použiteľné scenáre: Husto osídlené mestské oblasti, regióny s obmedzeným pozemkom a vonkajšie rozvádzače bez nezávislých miestností s vybavením.
• Vlastnosti: Fotovoltaické moduly sa inštalujú vertikálne alebo šikmo na teleso komunikačných veží, nosných stĺpov alebo estetických krytov (t. j. „minimalistické stohovanie veží“).
• Výhody: Nezaberá ďalší priestor na zemi ani na streche, čím rieši problém „nedostatku dostupnej pôdy“ v mestských oblastiach; vertikálna inštalácia ponúka dobrú odolnosť voči vetru a je menej náchylná na hromadenie prachu.

Riešenie pre stohovanie fasád/stien

• Použiteľné scenáre: Zvislé povrchy, ako sú vonkajšie steny strojovne, obvodové steny staveniska a protihlukové bariéry.
• Vlastnosti: Využíva zvislé povrchy budov obklopujúce lokalitu na inštaláciu fotovoltaických panelov ako doplnkového zdroja energie.

2. Klasifikácia podľa metódy elektrického spojenia

DC väzba / Priame DC stohovanie

• Princíp: Jednosmerný prúd (DC) generovaný fotovoltaickým systémom sa priamo premieňa na štandardný jednosmerný prúd -48 V, ktorý vyžaduje komunikačné zariadenie, prostredníctvom regulátora jednosmerného prúdu (DC/DC menič) a privádza sa do jednosmernej zbernice lokality.
• Vlastnosti:
• Najvyššia účinnosť: Eliminuje straty energie zo sekundárneho premenného procesu „DC-AC-DC“.
• Jednoduchá implementácia: Nie je potrebné meniť existujúcu architektúru striedavého zdroja napájania; pripája sa priamo paralelne k systému spínaného zdroja napájania, čo ponúka funkciu „plug-and-play“.
• Hlavná voľba: V súčasnosti najbežnejší prístup k energeticky úsporným modernizáciám komunikačných základňových staníc.

Riešenie stohovania AC (AC prepojenie)

• Princíp: FV energia sa premieňa na striedavý prúd pomocou meniča, privádza sa do rozvádzača striedavého prúdu na mieste a potom sa premieňa na jednosmerný prúd pomocou usmerňovacieho modulu na napájanie záťaže.
• Vlastnosti: Vhodné pre rozsiahle lokality alebo scenáre vyžadujúce súčasné napájanie striedavých záťaží, ako je napríklad klimatizácia; účinnosť je však o niečo nižšia ako pri jednosmernom napájaní pri napájaní čisto komunikačne súvisiacich záťaží.

3. Klasifikácia podľa systémovej funkcie a evolučných cieľov

Základné riešenie pre stohovanie FV systémov

• Cieľ: Čisto šetriť elektrinu.
• Komponenty: FV moduly + regulátor FV stohovania.
• Logika: Využíva fotovoltaickú energiu, keď je k dispozícii slnečné svetlo, a automaticky sa prepne späť na napájanie zo siete, keď nie je k dispozícii. Predovšetkým znižuje náklady na elektrinu (OPEX).

Riešenie stohovania FV systémov a úložiska

• Cieľ: Úspora energie + vylepšený záložný výkon.
• Komponenty: FV systém + lítium-iónová batéria/ovládač FV systému + inteligentný systém riadenia energie.
• Logika: Fotovoltaická energia má prioritu pre záťaže, pričom prebytočná elektrina sa ukladá do lítiových batérií; počas výpadkov siete je energia dodávaná z batérií. To umožňuje „vyrovnávanie špičiek a vypĺňanie údolí“ (nabíjanie mimo špičky pomocou lacnej elektriny zo siete alebo fotovoltaiky a vybíjanie počas špičky) a predlžuje dobu záložného chodu.

Integrované riešenie FV-Skladovanie-Nafta/FV-Skladovanie-Sieť (hybridné integrované riešenie)

• Cieľ: Maximálna udržateľnosť a vysoká spoľahlivosť (bežne používané v oblastiach s nedostatkom energie alebo v lokalitách s vysokou spotrebou energie 5G).
• Komponenty: FV systém + úložisko energie + inteligentný dispečerský systém (môže zahŕňať rozhranie pre dieselový generátor).
• Logika: Systém EMS inteligentne riadi štyri zdroje energie: fotovoltaiku, úložisko, sieť (elektrickú energiu z verejnoprospešných zdrojov) a naftu (generátor).