Сончева енергија за телекомуникациски кули: Практичен водич за дизајн и инвестиции

Сончевата енергија за телекомуникациските кули може да го намали времето на работа на генераторот и да ја подобри енергетската независност, но самите панели не создаваат сигурен телекомуникациски енергетски систем. Дизајнот мора да одговара на измереното оптоварување на локацијата, сончевиот ресурс во најлошата сезона, целната автономија, прозорецот за еднонасочен напон, ограничувањата на батериите и барањата за обновување. На многу локации, најдобриот одговор е управуван хибрид, а не локација без генератор.

При првиот преглед на локацијата, го одделувам она што може да се пресмета од она што сè уште треба да се мери. Дневната енергија и привремената големина на фотоволтаиците можат да се проверат рано. Струјата на батеријата, термичкото однесување, обновувањето при ниско сонце и конечниот дизајн на заштита сè уште бараат податоци за локацијата и криви на производот. Таа разлика спречува раната проценка тивко да се претвори во спецификација за купување.

Зошто телекомуникациската сончева енергија е различна од обичната комерцијална фотоволтаична енергија

Комерцијалниот покрив обично ја користи мрежата како енергетски амортизер. Базната станица надвор од мрежата го нема тој луксуз. Ако дизајнираниот соларен месец испорачува помалку енергија од очекуваното, состојбата на полнење на батеријата опаѓа ден по ден сè додека товарот не се исклучи или не се вклучи резервен извор.

Телекомуникациските оптоварувања исто така имаат свој облик. Радио локацијата може да има стабилна базна побарувачка, варијации поврзани со сообраќајот, кратки врвови на моќност и оптоварување за ладење што ја следи температурата на околината. Микробрановите врски, светлата за пречки, надзорот, контролата на пристап и грејачите на кабинети додаваат помали оптоварувања што лесно се пропуштаат. Идните дополнувања на радио може да бидат поважни од неколку процентни поени на ефикасноста на конверзијата.

Потоа, тука е и еднонасочниот интерфејс. Многу телекомуникациски системи работат на номинален -48 V еднонасочен шина. Таму каде што архитектурата го дозволува тоа, фотоволтаичните системи можат да ја полнат батеријата и да опслужуваат еднонасочни оптоварувања преку MPPT контролер и еднонасочен систем за напојување без непотребна конверзија од еднонасочна струја во наизменична струја во еднонасочна струја. Инвертерот е сè уште потребен за наизменични оптоварувања, но не треба да се додава по навика.

Изберете ја оперативната архитектура пред да ја одредите големината на компонентите

Класификацијата на локацијата е на прво место. Квалитетот на мрежата, пристапот до гориво, достапното земјиште, соларните ресурси и последиците од прекините одредуваат која архитектура заслужува детално моделирање.

Чистата соларна конфигурација може да изгледа привлечно во табела бидејќи отстранува гориво. Сепак, скромен резервен генератор може да биде поевтин од инсталирање на доволно фотоволтаични системи и капацитет на батерии за покривање на редок повеќедневен временски настан. Спротивно на тоа, преголем генератор кој работи слабо подолги периоди може да троши гориво и да има проблеми со одржување што може да се избегнат. Не би препорачал отстранување на конечниот резервен извор сè додека часовниот модел не ги преживее случаите со ниска соларна енергија и операторот не го прифати преостанатиот ризик од прекини.

Започнете со измерено оптоварување и временска прогноза за време на проектниот период

Како минимум, соберете ги координатите на локацијата, оптоварувањето на секој час или 15 минути, врвната побарувачка, интерфејсите за еднонасочна и наизменична струја, историјата на прекини, записите за генераторот, температурата на кабинетот, достапната фотоволтаична површина и планираното проширување на мрежата. Три записи се особено откривачки: трагата на оптоварувањето, часовите на работа на генераторот и историјата на испорачаното гориво. Кога тие раскажуваат различни приказни, третирајте ја основната енергетска вредност како привремена и откријте зошто пред да ја одредите димензионирањето на опремата.

Доколку податоците за интервалите не се достапни, изградете распоред по подсистем наместо да ги множите сите оценки на плочката со име со 24 часа. Означете ја секоја проценка како измерена, пресметана или претпоставена. Таа мала дисциплина го прави следниот преглед многу полесен.

Дневната енергија се користи за проценка на фотоволтаичната енергија и капацитетот на батеријата. Врвната моќност се проверува одделно бидејќи ги одредува рејтинзите на контролерот, исправувачот, инверторот, кабелот, собирницата и заштитата. И двете се важни: локација со низок дневен просек сепак може да произведе висока краткотрајна струја.

Пресметка на PV скрининг

E_source е енергијата што мора да се испорача на избраната граница на системот. PSH_design е вредноста на врвниот сончев час за релевантниот месец со ниска сончева светлина, а не само годишниот просек. K_PV ги зема предвид загубите од фотоволтаичката страна, како што се температура, нечистотија, несовпаѓање, ожичување, перформанси на MPPT и засенчување.

Границите на загубите треба да бидат видливи. Загубите на исправувачот и дистрибуцијата припаѓаат на патеката на напојување низводно; температурата и загадувањето на модулот припаѓаат на страната на фотоволтаиците. Ако и двете се скриени во еден нејасен „фактор на безбедност“, тие може да бидат избројани двапати или целосно пропуштени.

Пресметка за проверка на батерии

E_autonomy е потребната енергија на оптоварување додека избраните извори се недостапни. DoD дозволена длабочина на испуштање, η_path е ефикасноста од батерија до полнење, F_EOL е задржаниот капацитет потребен на крајот од животниот век, и F_temp претставува употреблив капацитет на проектната температура. Не применувајте фактор повторно ако тој веќе е вклучен во декларираната употреблива енергија на производот.

Работен пример за скрининг

Да разгледаме хипотетичка оддалечена локација со просечна моќност од 1.5 kW. Нејзиното испорачано оптоварување е 36 kWh дневно. Да претпоставиме дека ефикасноста на низводниот канал е 88%, а дозволената потрошувачка е 10%; тогаш целната енергија од страната на изворот е околу 45 kWh дневно. Со 4.0 проектирани врвни сончеви часови и фактор на намалување на моќноста на фотоволтаиците од 0.78, почетниот низа е околу 14.4 kWp.

Сега да претпоставиме дека батеријата мора да го носи оптоварувањето од 1.5 kW 12 часа. Тоа се испорачани 18 kWh. При 80% дозволена длабочина на празнење, 94% ефикасност на патеката и 80% задржување на крајот од животниот век, почетното барање на натписната плочка е околу 29.9 kWh пред заокружување на модулот и корекција на температурата. Потребата за автономија од 24 часа би ја удвоила приближно таа бројка.

Овие бројки не се цитат. Тие опишуваат еден сет претпоставки, од кои сите се видливи во табелата. Конечниот дизајн мора да симулира часовна состојба на полнење на батеријата, последователни денови со лоши временски услови, температура, раст на оптоварувањето и прекини на изворот. Исто така, мора да се заокружи на компатибилни модули на батеријата и да се потврди струјата при минимален работен напон.

Опоравувањето е проверката што луѓето ја забораваат

По прекин или настан со слабо сонце, телекомуникациското оптоварување продолжува додека батеријата се полни. Во примерот, обновувањето на 18 kWh во рок од шест часа со ефикасност на патеката на полнење од 92% бара приближно 3.3 kW за полнење. Додадете го континуираното оптоварување од 1.5 kW на локацијата и достапниот извор мора да испорача најмалку 4.8 kW пред другите загуби и простор.

Затоа, батеријата може да биде доволно голема за автономија, но спарена со премал PV или исправувачки капацитет за да се опорави пред следниот настан. Симулацијата на состојбата на полнење треба да ја покаже и најниската резерва и времето потребно за нејзино враќање во првобитната состојба.

Одлуки за компонентите што влијаат на сигурноста на полето

Поставување и структура на фотоволтаични системи

Монтирањето модули директно на кула може да заштеди простор на земјата, но висината на кулата не го подобрува автоматски производството на сончева енергија. Антените, челичните конструкции, каблите и блиската вегетација можат да фрлат сложени сенки. Дополнителната површина на ветерот, структурното оптоварување, тешкото чистење и пристапот до работа на висина може да ја надминат заштедата на простор. Ако техничарот не може безбедно да исчисти или замени модул, неговиот теоретски принос не е многу корисен. Низите монтирани на земјата често се полесни за ориентација, проверка и проширување, под услов комплексот да има безбедно, незасенчено земјиште.

Проверете ги условите на ветерот, снегот, корозијата, почвата или темелите и напонот на низата при ниска температура. Контролата на вегетацијата спаѓа во планот за одржување; ред панели што е чист при пуштањето во употреба може да се засенчи една година подоцна.

Батерија и BMS

Литиум железен фосфат е широко користен за телекомуникациски складишта поради неговиот век на траење и термичките карактеристики, но хемијата не гарантира добар систем. Прегледајте ја употребливата енергија, континуираната и врвната струја, ограничувањата на полнењето при ниска температура, намалувањето на напонот при висока температура, заштитата на BMS, балансирањето на ќелиите или модулите, резервната комуникациска поддршка и гарантните услови.

Паралелните батерии треба да имаат валидирана стратегија за распределба на струјата, компатибилен фирмвер и заштита на поединечни гранки. Пред поврзувањето, разликите во состојбата на полнење мора да се контролираат за да се избегне наплив или циркулирачка струја.

DC патека за напојување и хибриден контролер

Контролерот одлучува кога фотоволтаичната енергија ќе го опслужува товарот, ќе ја полни батеријата, ќе го стартува генераторот или ќе ја користи мрежата. Неговите приоритети треба да ја одразуваат политиката за услуги, а не генеричкото фабричко стандардно подесување. Критичната резерва можеби ќе треба да се заштити од рутинските циклуси на заштеда на гориво. Слично на тоа, праговите за стартување и исклучување на генераторот треба да спречат брзо циклирање и да овозможат ефикасен блок за полнење.

Потврдете го целиот опсег на напон на батеријата во однос на номиналното телекомуникациско оптоварување од -48 V, зададените вредности на исправувачот и нисконапонското исклучување. За мешани локации со AC и DC, мапирајте ја секоја фаза на конверзија и нејзината ефикасност.

Кабинет и заштита на животната средина

Надворешното куќиште бара повеќе од само IP рејтинг. Сончевата енергија, кондензацијата, солта, прашината, инсектите, влезовите на каблите, дренажата и внатрешната топлина можат да влијаат на долгорочната сигурност. Сензорите за температура треба да ги претставуваат модулите на батеријата и топлите компоненти, а не само воздухот во близина на влезот.

Греењето, вентилацијата и ладењето трошат енергија, затоа вклучете ги во моделот на оптоварување. На топли места, кабинетот што го штити животниот век на батеријата може да ја зголеми дневната побарувачка за енергија. На ладни места, може да биде потребно контролирано греење пред да се дозволи полнење.

Мониторинг што води кон акција

Корисните далечински податоци вклучуваат изворна енергија, оптоварување на локацијата, состојба на полнење на батеријата, распределба на ќелиите или модулите, температура, стартувања на генераторот, ниво на гориво, настани за заштита и состојба на комуникацијата. Контролна табла што покажува 100% состојба на полнење не е доказ дека батеријата може да ја испорача својата номинална енергија. Тестовите за капацитет, историјата на настани и податоците за трендовите се поубедливи. Поставете сопственост на алармот и време на одговор пред предавањето и осигурајте се дека локалниот контролер одржува безбедно работење кога облакот или повратната врска не се достапни.

За дополнителен материјал за планирање на проекти фокусиран конкретно на телекомуникациски локации, купувачите и инженерските тимови можат да ги консултираат овие ресурси за соларни телекомуникациски енергетски системи како секундарна референца при подготовката на нивните прашања за локацијата.

Споредете ги вкупните трошоци за животниот циклус, не само панелите наспроти дизелот

„Санлајт“ нема фактура за гориво, но соларниот телекомуникациски систем сè уште има капитални трошоци, трошоци за услуга и замена. За споредби на дизел, користете ја цената на испорачаното гориво во кулата, а не цената на националната пумпа. Состојбата на патот, растојанието, безбедноста и големината на секоја испорака можат значително да го променат бројот. Фер споредбата е дисконтираната цена за испорака на потребната достапност во текот на периодот на проектот.

Извршете најмалку три случаи: сегашниот оперативен модел, дизајн со соларна хибрида и дизајн со поголема обновлива енергија. Тестирајте ја цената на горивото, годината на замена на батериите, растот на сообраќајот, приносот на сончевата енергија и претпоставките за финансирање. Претпочитам да ги прикажам претпоставките покрај резултатот; еден единствен број на отплата крие премногу.

Операции, безбедност и размислувања за заедницата

Далечинскиот мониторинг го намалува непотребното патување, но не го отстранува физичкото одржување. Пуштањето во употреба треба да ја потврди поларноста, заштитата, вртежниот момент, мапирањето на алармите, состојбите на контролерот, стартувањето на генераторот, обновувањето на батеријата и реалниот проток на енергија. Потоа, следете ги податоците наместо да чекате аларм за низок напон. Првите неколку недели вреди да се следат внимателно бидејќи тие откриваат погрешни зададени вредности, неочекувано засенчување и оптоварувања што отсуствуваа од мерењето.

Кражбата и неовластеното ракување заслужуваат внимание при дизајнот. Панелите, батериите, горивото и бакарот можат да привлечат кражба. Оградувањето, откривањето неовластено ракување, скриените сврзувачки елементи, обележувањето на средствата, контролираниот пристап и разумното поставување на опремата треба да се земат предвид заедно. Безбедносните мерки сепак мора да овозможат безбедно одржување и итна изолација.

Проектот за телекомуникациска енергија, исто така, зафаќа земјиште и ги менува локалните работни шеми. Раната дискусија со сопствениците на земјиште и заедниците може да ги реши проблемите со пристапот, вегетацијата, отсјајот, бучавата и безбедноста. Доколку е практично, обучете ги локалните техничари и дефинирајте ја локалната поддршка за резервни делови. Проект што ги намалува испораките на дизел, но не остава систем што може да се одржува, решил само половина од проблемот.

Кога соларен телекомуникациски систем можеби не е вистинскиот прв потег

Соларната енергија не е автоматски најдобрата инвестиција за секоја кула. ​​Преиспитајте ја архитектурата кога локацијата има сериозно засенчување преку целата година, нема безбеден простор, краток преостанат закуп, неизвесен раст на оптоварувањето или високо сигурна нискобуџетна мрежа со мала изложеност на прекини. Екстремните сезони со низок сончев интензитет, исто така, можат да го направат генераторот, проширувањето на мрежата или хибридот на ветер-сончева енергија порационален од многу големите фотоволтаични и резерви на батерии.

Понекогаш првата инвестиција треба да биде ефикасноста: поправка на контролите за ладење, отстранување на застарена опрема, корекција на загубите на еднонасочна струја или консолидирање на оптоварувањата. Секои континуирано отстранети 100 W заштедуваат 2.4 kWh дневно и ги намалуваат и потребите од фотоволтаични и батерии.

Прашања што треба да се постават во барањето за предлог за соларна телекомуникација

• Кој измерен профил на оптоварување, врвна моќност и случај на иден раст беа користени?
• Кој сет на податоци за соларна енергија, месец на дизајнирање и временски години ја поддржуваат големината на фотоволтаичната енергија?
• Кои загуби и маржи се вклучени и каде се нивните граници?
• Колку енергија од батеријата достигнува до оптоварувањето на почетокот и на крајот од животниот век?
• Што се случува во текот на последователните денови со слаб сончев период?
• Колку време трае закрепнувањето додека подвижниот товар продолжува да работи?
• Кои оптоварувања остануваат на еднонасочна струја и каде е потребна конверзија на наизменична струја?
• Како се справуваат со стартување, исклучување, оптоварување и откажување на генераторот?
• Кои се ограничувањата за температура и струја на батеријата?
• Како се справуваме со засенчување, ветер, корозија, прашина, кондензација и кражба?
• Кои аларми се достапни локално и од далечина, и кој реагира?
• Кои фабрички и на лице место тестови за прифаќање го покажуваат секој режим на работа?
• Кои резервни делови, поддршка за фирмвер и теренски услуги се достапни?
• Кој е сопственик на замената на батериите, транспортот и ракувањето со нив на крајот од нивниот век на траење?

Како Хуиџу се пристапува кон енергијата на телекомуникациските локации

Хуиџуе развива интегрирани телекомуникациски решенија за енергија кои комбинираат снабдување, дистрибуција, резервна копија, заштита и мониторинг околу оперативните барања на локацијата. Во зависност од проектот, архитектурата може да вклучува фотоволтаична генерација, MPPT контрола, складирање на литиумски батерии, номинално напојување од -48 V DC, влез во мрежа или генератор, контрола на животната средина и далечинско управување со енергијата.

Предлогот треба да започне со докази, а не со однапред одредена големина на кабинетот. Корисни влезни податоци се координатите, профилот на оптоварување, целта за автономија, прозорецот за напон, историјата на мрежата и генераторот, климатските ограничувања, достапната сончева површина, комуникацискиот протокол и очекуваното проширување. Оттаму, инженерскиот тим може да споредува архитектури и да идентификува кои претпоставки треба да се потврдат на терен.

Најчесто поставувани прашања

Може ли телекомуникациска кула да работи целосно на сончева енергија?

Да, каде што соларните ресурси, незасенчената површина, капацитетот за складирање и оптоварувањето се компатибилни. Моделот на временски серии сепак треба да ја тестира сезоната на ниска сончева енергија и потребното обновување. Критичните локации може да задржат генератор или друг резервен извор за ретки настани.

Колку соларни панели се потребни за една клеточна кула?

Не постои сигурен одговор само од типот на кула. ​​Бројот на панели зависи од дневното оптоварување, номиналната вредност на панелите, сончевата светлина во проектираниот месец, температурата, засенчувањето, системските загуби, ориентацијата и маргината на раст. Започнете со kWh на ден, а не со генеричко правило за панел по кула.

Дали на телекомуникациски центар на сончева енергија секогаш му е потребен инвертер?

Не. Многу телекомуникациски оптоварувања користат номинални -48 V DC и можат да се напојуваат преку соодветна DC архитектура. За AC оптоварувања е потребен инвертер. Отстранувањето на непотребните фази на конверзија може да ги намали загубите и да го поедностави патот на напојување.

Колкава автономија на батеријата е соодветна?

Операторот треба да дефинира автономија од целта на услугата, времето, сигурноста на изворот и времето на одговор. Локација потпомогната од мрежа може да има потреба од часови, додека оддалечена локација надвор од мрежа може да има потреба од многу подолго време. Подолгата автономија ги зголемува трошоците, влијанието и побарувачката за обновување.

Дали соларни панели може да се монтираат на телекомуникациската кула?

Тие можат во некои инженерски конфигурации, но мора да се проценат структурата, оптоварувањето од ветер, засенчувањето, насочувањето на каблите, RF средината и пристапот до одржување. Монтирањето на земја е често поедноставно кога е достапно безбедно земјиште.