Сонечная энергія для тэлекамунікацыйных вежаў: практычнае кіраўніцтва па праектаванні і інвестыцыях

Сонечная энергія для тэлекамунікацыйных вежаў можа скараціць час працы генератара і палепшыць энергетычную незалежнасць, але самі па сабе панэлі не ствараюць надзейнай тэлекамунікацыйнай сістэмы электразабеспячэння. Канструкцыя павінна адпавядаць вымеранай нагрузцы аб'екта, рэсурсу сонечнай энергіі ў найгоршы сезон, мэтаваму ўзроўню аўтаноміі, дыяпазону напружання пастаяннага току, абмежаванням батарэі і патрабаванням да аднаўлення. У многіх месцах лепшым рашэннем з'яўляецца кіраваная гібрыдная сістэма, а не пляцоўка без генератара.

Пры першым аглядзе аб'екта я аддзяляю тое, што можна разлічыць, ад таго, што яшчэ трэба вымераць. Штодзённую энергію і папярэдні памер фотаэлектрычных элементаў можна праверыць загадзя. Для току батарэі, цеплавых уласцівасцей, аднаўлення пры нізкім узроўні сонечнага выпраменьвання і канчатковай канструкцыі абароны ўсё яшчэ патрэбныя дадзеныя аб аб'екце і крывыя прадукту. Гэта адрозненне не дазваляе ранняй ацэнцы ціха ператварыцца ў спецыфікацыю пакупкі.

Чым тэлекамунікацыйная сонечная энергія адрозніваецца ад звычайнай камерцыйнай фотаэлектрычнай энергіі

Камерцыйны дах звычайна выкарыстоўвае сетку ў якасці буфера энергіі. Аўтаномная базавая станцыя не мае такой раскошы. Калі разліковы сонечны месяц пастаўляе менш энергіі, чым чакалася, узровень зарада батарэі падае дзень за днём, пакуль нагрузка не будзе адключана або не ўключыцца рэзервовая крыніца.

Тэлекамунікацыйныя нагрузкі таксама маюць сваю ўласную форму. Радыёстанцыя можа мець стабільную базавую попыт, ваганні, звязаныя з трафікам, кароткія пікі магутнасці і нагрузку на астуджэнне, якая адпавядае тэмпературы навакольнага асяроддзя. Мікрахвалевыя лініі сувязі, загароджаныя лямпы, відэаназіранне, кантроль доступу і абагравальнікі шаф дадаюць меншыя нагрузкі, якія лёгка прапусціць. Будучыя дапаўненні радыё могуць быць больш важнымі, чым некалькі працэнтных пунктаў эфектыўнасці пераўтварэння.

Акрамя таго, існуе інтэрфейс пастаяннага току. Многія тэлекамунікацыйныя сістэмы працуюць ад намінальнай шыны пастаяннага току -48 В. Там, дзе дазваляе архітэктура, фотаэлектрычныя элементы могуць зараджаць акумулятар і абслугоўваць нагрузкі пастаяннага току праз MPPT-кантролер і сістэму харчавання пастаяннага току без непатрэбнага пераўтварэння пастаяннага току ў пераменны ток. Інвертар усё яшчэ неабходны для нагрузак пераменнага току, але яго не варта дадаваць па звычцы.

Выберыце аперацыйную архітэктуру перад тым, як падбіраць памер кампанентаў

Класіфікацыя месцаў — гэта першае. Якасць электрасеткі, доступ да паліва, даступная зямля, сонечныя рэсурсы і наступствы адключэння вызначаюць, якая архітэктура заслугоўвае падрабязнага мадэлявання.

Чыста сонечная канфігурацыя можа выглядаць прывабна ў электроннай табліцы, бо яна не патрабуе паліва. Тым не менш, сціплы рэзервовы генератар можа быць таннейшым, чым усталёўка дастатковай ёмістасці фотаэлектрычных элементаў і акумулятараў для пакрыцця рэдкай шматдзённай метэаралагічнай падзеі. І наадварот, занадта магутны генератар, які працуе на нізкіх тэмпературах працяглы час, можа марнаваць паліва і сутыкацца з праблемамі тэхнічнага абслугоўвання, якіх можна пазбегнуць. Я б не рэкамендаваў адключаць канчатковую рэзервовую крыніцу, пакуль пагадзінная мадэль не перажыве выпадкі нізкай сонечнай актыўнасці, а аператар не прыме астатнюю рызыку адключэння.

Пачніце з вымеранай нагрузкі і надвор'я ў разліковы перыяд

Як мінімум, збярыце каардынаты пляцоўкі, пагадзінную або 15-хвілінную нагрузку, пікавую попыт, інтэрфейсы пастаяннага і пераменнага току, гісторыю адключэнняў, запісы генератара, тэмпературу шафы, даступную плошчу фотаэлектрычных элементаў і запланаванае пашырэнне сеткі. Тры запісы асабліва паказальныя: траекторыя нагрузкі, гадзіны працы генератара і гісторыя пастаўкі паліва. Калі яны паказваюць розныя гісторыі, разглядайце базавы ўзровень энергіі як папярэдні і высветліце прычыну, перш чым вызначаць памер абсталявання.

Калі інтэрвальныя дадзеныя недаступныя, стварыце графік па падсістэмах замест таго, каб памнажаць кожную намінальную таблічку на 24 гадзіны. Пазначайце кожную ацэнку як вымераную, разлічаную або меркаваную. Гэтая невялікая дысцыпліна значна спрашчае наступны агляд.

Штодзённая энергія выкарыстоўваецца для ацэнкі ёмістасці фотаэлектрычных сістэм і акумулятара. Пікавая магутнасць правяраецца асобна, бо яна вызначае паказчыкі кантролера, выпрамніка, інвертара, кабеля, шын і абароны. Абодва паказчыкі маюць значэнне: аб'ект з нізкім сярэднім сутачным значэннем усё яшчэ можа выпрацоўваць высокі кароткачасовы ток.

Разлік скрынінга PV

E_source — гэта энергія, якая павінна падавацца на абранай мяжы сістэмы. PSH_design — гэта пікавае сонечнае значэнне для адпаведнага месяца з нізкай сонечнай актыўнасцю, а не проста сярэднегадавое значэнне. K_PV улічвае страты на баку фотаэлектрычных сістэм, такія як тэмпература, бруд, неадпаведнасць, праводка, прадукцыйнасць MPPT і зацяненне.

Трымайце межы страт бачнымі. Страты выпрамляльніка і размеркавальніка адносяцца да ніжэйшага току харчавання; тэмпература модуля і забруджванне адносяцца да фотаэлектрычнага боку. Калі абодва схаваны ўнутры аднаго расплывістага «каэфіцыента бяспекі», яны могуць быць улічаны двойчы або зусім прапушчаны.

Разлік скрынінга батарэі

E_autonomy — гэта энергія нагрузкі, неабходная для працы, пакуль выбраныя крыніцы недаступныя. DoD дазволеная глыбіня выкіду, η_path эфектыўнасць ад батарэі да нагрузкі, F_EOL — гэта захаваная ёмістасць, неабходная ў канцы тэрміну службы, і F_temp прадстаўляе карысную ёмістасць пры разліковай тэмпературы. Не ўжывайце каэфіцыент паўторна, калі ён ужо ўключаны ў заяўленую карысную энергію прадукту.

Прыклад праведзенага скрынінга

Разгледзім гіпатэтычны аддалены аб'ект з сярэдняй магутнасцю 1.5 кВт. Яго пастаўленая нагрузка складае 36 кВт·г у дзень. Выкажам здагадку, што эфектыўнасць ніжэй па плыні складае 88%, а планавы запас — 10%, тады мэтавая энергія з боку крыніцы складае каля 45 кВт·г у дзень. Пры 4.0 разліковых гадзін пікавай сонечнай актыўнасці і каэфіцыенце зніжэння магутнасці фотаэлектрычных элементаў 0.78 пачатковая магутнасць антэны складае каля 14.4 кВт·г.

Цяпер выкажам здагадку, што акумулятар павінен вытрымліваць нагрузку 1.5 кВт на працягу 12 гадзін. Гэта азначае 18 кВт·г. Пры дапушчальнай глыбіні разраду 80%, эфектыўнасці шляху 94% і захаванасці на канец тэрміну службы 80% пачатковае патрабаванне да намінальнай магутнасці складае каля 29.9 кВт·г да акруглення модуля і карэкцыі тэмпературы. Патрабаванне аўтаномнасці на працягу 24 гадзін прыблізна падвоіць гэтую лічбу.

Гэтыя лічбы не з'яўляюцца цытатай. Яны апісваюць адзін набор здагадак, усе з якіх бачныя ў табліцы. Канчатковы праект павінен імітаваць пагадзінны стан зарада акумулятара, паслядоўныя дні з неспрыяльным надвор'ем, тэмпературу, рост нагрузкі і адключэнні крыніцы харчавання. Ён таксама павінен акругліць да сумяшчальных акумулятарных модуляў і праверыць ток пры мінімальным працоўным напружанні.

Аднаўленне — гэта чэк, пра які людзі забываюць

Пасля адключэння электраэнергіі або нізкай актыўнасці сонца нагрузка тэлекамунікацый працягваецца, пакуль акумулятар зараджаецца. У прыкладзе, для аднаўлення 18 кВтг на працягу шасці гадзін пры эфектыўнасці зараднага шляху 92% патрабуецца прыкладна 3.3 кВт для зарадкі. Дадайце пастаянную нагрузку аб'екта ў 1.5 кВт, і даступная крыніца павінна забяспечваць не менш за 4.8 кВт без уліку іншых страт і запасу магутнасці.

Такім чынам, батарэя можа быць дастаткова магутнай для аўтаномнай працы, але ў спалучэнні з занадта малой магутнасцю фотаэлектрычных элементаў або выпрамляльнікаў для аднаўлення да наступнай падзеі. Мадэляванне стану зарада павінна паказаць як найменшы рэзерв, так і час, неабходны для яго аднаўлення.

Рашэнні па кампанентах, якія ўплываюць на надзейнасць у палявых умовах

Размяшчэнне і канструкцыя фотаэлектрычных элементаў

Усталёўка модуляў непасрэдна на вежу можа зэканоміць месца на зямлі, але вышыня вежы не паляпшае аўтаматычна выпрацоўку сонечнай энергіі. Антэны, сталёвыя канструкцыі, кабелі і блізкая расліннасць могуць адкідваць складаныя цені. Дадатковая плошча ветру, структурная нагрузка, складаная ўборка і доступ для працы на вышыні могуць пераважыць эканомію месца. Калі тэхнік не можа бяспечна ачысціць або замяніць модуль, яго тэарэтычная магутнасць не вельмі карысная. Наземныя масівы часта лягчэй арыентаваць, аглядаць і пашыраць, пры ўмове, што на тэрыторыі комплексу ёсць бяспечная, незацененая зямля.

Праверце вецер, снег, карозію, стан глебы або падмурка, а таксама напружанне струны пры нізкіх тэмпературах. Кантроль расліннасці ўваходзіць у план тэхнічнага абслугоўвання; шэраг панэляў, які быў чыстым пры ўводзе ў эксплуатацыю, можна зацяніць праз год.

Акумулятар і BMS

Літый-жалезафасфат шырока выкарыстоўваецца для захоўвання энергіі ў тэлекамунікацыйных сетках з-за яго цыклічнага тэрміну службы і цеплавых характарыстык, але хімічны склад не гарантуе добрай сістэмы. Разгледзьце карысную энергію, бесперапынны і пікавы ток, абмежаванні зарадкі пры нізкай тэмпературы, зніжэнне намінальных характарыстык пры высокай тэмпературы, абарону ад BMS, балансаванне ячэек або модуляў, рэзервовы спосаб сувязі і гарантыйныя ўмовы.

Паралельныя батарэі павінны мець правераную стратэгію размеркавання току, сумяшчальную прашыўку і індывідуальную абарону галін. Перад падключэннем неабходна кантраляваць розніцу ў стане зарада, каб пазбегнуць пускавога або цыркуляцыйнага току.

Шлях харчавання пастаяннага току і гібрыдны кантролер

Кантролер вырашае, калі фотаэлектрычная сістэма абслугоўвае нагрузку, зараджае акумулятар, запускае генератар або выкарыстоўвае сетку. Яго прыярытэты павінны адлюстроўваць палітыку абслугоўвання, а не агульнае заводскае налада. Крытычны рэзерв, магчыма, павінен быць абаронены ад звычайных цыклаў эканоміі паліва. Аналагічна, парогі запуску і прыпынку генератара павінны прадухіляць хуткае ўключэнне і выключэнне і забяспечваць эфектыўную зарадку.

Праверце поўны дыяпазон напружання акумулятара ў параўнанні з намінальнай тэлекамунікацыйнай нагрузкай -48 В, устаўкамі выпрамніка і адключэннем пры нізкім напружанні. Для змешаных аб'ектаў пераменнага і пастаяннага току адлюструйце кожны каскад пераўтварэння і яго эфектыўнасць.

Кабінет міністраў і ахова навакольнага асяроддзя

Для вонкавага корпуса патрабуецца больш, чым проста клас абароны IP. Сонечнае назапашванне, кандэнсацыя, соль, пыл, насякомыя, кабельныя ўводы, дрэнаж і ўнутранае цяпло — усё гэта можа паўплываць на доўгатэрміновую надзейнасць. Датчыкі тэмпературы павінны адлюстроўваць акумулятарныя модулі і гарачыя кампаненты, а не толькі паветра каля ўваходнай адтуліны.

Ацяпленне, вентыляцыя і астуджэнне спажываюць энергію, таму ўлічвайце іх у мадэлі нагрузкі. У гарачых месцах шафа, якая абараняе батарэі, таксама можа павялічыць штодзённае спажыванне энергіі. У халодных месцах можа спатрэбіцца кантраляванае ацяпленне перад дазволам зарадкі.

Маніторынг, які прыводзіць да дзеянняў

Карысныя дыстанцыйныя дадзеныя ўключаюць энергію крыніцы, нагрузку на аб'ект, стан зарада акумулятара, распаўсюджванне ячэек або модуляў, тэмпературу, запускі генератара, узровень паліва, падзеі абароны і стан сувязі. Прыборная панэль, якая паказвае 100% стан зарада, не з'яўляецца доказам таго, што акумулятар можа забяспечваць намінальную энергію. Тэсты ёмістасці, гісторыя падзей і тэндэнцыі больш пераканаўчыя. Усталюйце адказнасць за сігналізацыю і час рэагавання перад перадачай і пераканайцеся, што лакальны кантролер захоўвае бяспечную працу, калі воблачнае або транспартнае злучэнне недаступнае.

Каб атрымаць дадатковыя матэрыялы па планаванні праектаў, прысвечаныя спецыяльна тэлекамунікацыйным пляцоўкам, пакупнікі і інжынерныя каманды могуць звярнуцца да гэтых рэсурсаў па сонечных тэлекамунікацыйных энергетычных сістэмах у якасці дадатковай даведкі пры падрыхтоўцы пытанняў па сваіх пляцоўках.

Параўнайце агульны кошт жыццёвага цыклу, а не толькі панэлі ў параўнанні з дызельным палівам

У Sunlight няма рахунку-фактуры на паліва, але сонечная тэлекамунікацыйная сістэма ўсё роўна мае капітальныя выдаткі, выдаткі на абслугоўванне і замену. Для параўнання дызельнага паліва выкарыстоўвайце цану пастаўкі на вежы, а не цану нацыянальнай запраўцы. Стан дарог, адлегласць, бяспека і памер кожнай пастаўкі могуць істотна паўплываць на лічбу. Справядлівым параўнаннем з'яўляецца дыскантаваны кошт забеспячэння неабходнай даступнасці на працягу праектнага перыяду.

Разгледзьце як мінімум тры выпадкі: бягучую аперацыйную мадэль, сонечна-гібрыдную канструкцыю і канструкцыю з больш высокім утрыманнем аднаўляльных крыніц энергіі. Праверце кошт паліва, год замены батарэй, рост трафіку, прыбытак ад сонечнай энергіі і здагадкі аб фінансаванні. Я аддаю перавагу паказваць здагадкі побач з вынікам; адна лічба акупнасці хавае занадта шмат.

Аперацыі, бяспека і меркаванні супольнасці

Дыстанцыйны маніторынг памяншае непатрэбныя паездкі, але не выключае фізічнага тэхнічнага абслугоўвання. Пры ўводзе ў эксплуатацыю неабходна праверыць палярнасць, абарону, крутоўны момант, адлюстраванне сігналізацыі, стан кантролера, запуск генератара, аднаўленне акумулятара і фактычны паток энергіі. Пасля гэтага адсочвайце тэндэнцыі дадзеных замест таго, каб чакаць сігналізацыі нізкага напружання. Першыя некалькі тыдняў варта ўважліва сачыць, бо яны выяўляюць няправільныя зададзеныя значэнні, нечаканае зацяненне і нагрузкі, якія адсутнічалі ў аглядзе.

Крадзеж і несанкцыянаваны доступ заслугоўваюць увагі пры праектаванні. Панэлі, батарэі, паліва і медзь могуць прыцягваць крадзяжоў. Агароджы, сістэмы выяўлення несанкцыянаванага доступу, схаваныя крапежныя элементы, маркіроўку актываў, кантраляваны доступ і разумнае размяшчэнне абсталявання варта разглядаць разам. Меры бяспекі павінны забяспечваць бяспечнае тэхнічнае абслугоўванне і ізаляцыю ў выпадку надзвычайнай сітуацыі.

Энергетычны тэлекамунікацыйны праект таксама займае зямлю і змяняе мясцовыя схемы працы. Ранняе абмеркаванне з землеўладальнікамі і супольнасцямі можа вырашыць праблемы доступу, расліннасці, блікаў, шуму і бяспекі. Па магчымасці навучайце мясцовых тэхнікаў і вызначце мясцовую падтрымку запасных частак. Праект, які скарачае пастаўкі дызельнага паліва, але не пакідае пасля сябе абслугоўваемай сістэмы, вырашыў толькі палову праблемы.

Калі сонечная тэлекамунікацыйная сістэма можа быць не самым правільным першым крокам

Сонечная энергія не з'яўляецца аўтаматычна найлепшай інвестыцыяй у кожную вежу. Перагледзьце архітэктуру, калі на тэрыторыі ёсць моцнае круглагадовае зацяненне, няма бяспечнага месца, кароткі тэрмін арэнды, нявызначаны рост нагрузкі або высоканадзейная танная сетка з невялікім уздзеяннем адключэнняў. Сезоны з экстрэмальна нізкай сонечнай актыўнасцю таксама могуць зрабіць генератар, пашырэнне сеткі або гібрыд ветра-сонечных электрастанцый больш рацыянальнымі, чым вельмі вялікія рэзервы фотаэлектрычных і акумулятарных батарэй.

Часам першай інвестыцыяй павінна быць павышэнне эфектыўнасці: рамонт сістэм кіравання астуджэннем, выдаленне састарэлага абсталявання, карэкцыя страт пастаяннага току або кансалідацыя нагрузак. Кожныя бесперапынныя 100 Вт, якія адключаюцца, дазваляюць зэканоміць 2.4 кВт·г у дзень і паменшыць патрабаванні як да фотаэлектрычных сістэм, так і да акумулятараў.

Пытанні, якія трэба задаць у запыце на прапанову па сонечнай тэлекамунікацыі

• Які вымераны профіль нагрузкі, пікавая магутнасць і сцэнар будучага росту былі выкарыстаны?
• Які набор дадзеных пра сонечную сістэму, месяц праектавання і год надвор'я адпавядаюць памеру фотаэлектрычнай сістэмы?
• Якія страты і прыбытак уключаны, і дзе іх межы?
• Колькі энергіі батарэі дасягае нагрузкі ў пачатку і ў канцы тэрміну службы?
• Што адбываецца падчас некалькіх дзён з дрэннай сонечнай тэмпературай?
• Колькі часу займае аднаўленне, пакуль нагрузка працягвае працаваць?
• Якія нагрузкі застаюцца на пастаянным току, а дзе патрабуецца пераўтварэнне пераменнага току?
• Як ажыццяўляюцца запуск, прыпынак, нагрузка і збой генератара?
• Якія абмежаванні тэмпературы і току батарэі?
• Як вырашаюцца праблемы з зацяненнем, ветрам, карозіяй, пылам, кандэнсатам і крадзяжом?
• Якія сігналы трывогі даступныя лакальна і дыстанцыйна, і хто на іх рэагуе?
• Якія заводскія і будаўнічыя прыёмачныя выпрабаванні дэманструюць кожны рэжым працы?
• Якія запасныя часткі, падтрымка прашыўкі і палявыя паслугі даступныя?
• Хто адказвае за замену батарэй, іх транспарціроўку і ўтылізацыю пасля заканчэння тэрміну службы?

Як Huijue падыходзіць да энергетыкі тэлекамунікацыйных пляцовак

Huijue распрацоўвае інтэграваныя рашэнні для электразабеспячэння тэлекамунікацый, якія спалучаюць у сабе забеспячэнне, размеркаванне, рэзервовае капіраванне, абарону і маніторынг у адпаведнасці з эксплуатацыйнымі патрабаваннямі аб'екта. У залежнасці ад праекта, архітэктура можа ўключаць генерацыю фотаэлектрычных элементаў, кіраванне MPPT, літыевыя батарэі, намінальнае напружанне -48 В пастаяннага току, уваход ад сеткі або генератара, кантроль навакольнага асяроддзя і дыстанцыйнае кіраванне энергіяй.

Прапанова павінна пачынацца з доказаў, а не з загадзя вызначанага памеру шафы. Карыснымі ўваходнымі дадзенымі з'яўляюцца каардынаты, профіль нагрузкі, мэтавая аўтаномія, акно напружання, гісторыя сеткі і генератара, кліматычныя абмежаванні, даступная плошча сонечных батарэй, пратакол сувязі і чаканае пашырэнне. Зыходзячы з гэтага, інжынерная каманда можа параўнаць архітэктуры і вызначыць, якія здагадкі патрабуюць пацверджання ў палявых умовах.

Часта задаюць пытанні

Ці можа тэлекамунікацыйная вежа працаваць цалкам на сонечнай энергіі?

Так, калі сонечныя рэсурсы, незацененая плошча, ёмістасць акумулятара і нагрузка сумяшчальныя. Мадэль часовых шэрагаў усё роўна павінна правяраць сезон нізкай сонечнай актыўнасці і неабходнае аднаўленне. Крытычна важныя аб'екты могуць захоўваць генератар або іншую рэзервовую крыніцу для рэдкіх падзей.

Колькі сонечных панэляў патрэбна для вышкі сотавай сувязі?

Няма надзейнага адказу, які грунтуецца толькі на тыпе вежы. Колькасць панэляў залежыць ад штодзённай нагрузкі, магутнасці панэлі, сонечнага святла за разліковы месяц, тэмпературы, зацянення, страт у сістэме, арыентацыі і запасу росту. Пачніце з кВтг у дзень, а не з агульнага правіла для кожнай панэлі на вежу.

Ці заўсёды інвертар патрэбен тэлекамунікацыйнаму аб'екту, які працуе на сонечнай энергіі?

Не. Многія тэлекамунікацыйныя нагрузкі выкарыстоўваюць намінальны ток -48 В пастаяннага току і могуць сілкавацца праз адпаведную архітэктуру пастаяннага току. Для нагрузак пераменнага току патрабуецца інвертар. Выдаленне непатрэбных каскадаў пераўтварэння можа паменшыць страты і спрасціць ланцуг харчавання.

Які аўтаномны час працы батарэі з'яўляецца прымальным?

Аператар павінен вызначыць аўтаномнасць у залежнасці ад мэты абслугоўвання, надвор'я, надзейнасці крыніцы і часу рэагавання. Для аб'екта, які падтрымліваецца сеткай, могуць спатрэбіцца гадзіны, у той час як для аддаленага аб'екта, які не падключаецца да сеткі, можа спатрэбіцца значна больш часу. Больш працяглы тэрмін аўтаноміі павялічвае выдаткі, займаемую плошчу і попыт на аднаўленне.

Ці можна ўсталяваць сонечныя панэлі на тэлекамунікацыйную вежу?

Яны могуць быць у некаторых інжынерных канфігурацыях, але неабходна ацаніць канструкцыю, ветравую нагрузку, зацяненне, пракладку кабеляў, радыёчастотнае асяроддзе і доступ для тэхнічнага абслугоўвання. Наземны мантаж часта прасцейшы, калі даступная бяспечная зямля.