風(fēng)光互補(bǔ)供電技術(shù)在3G基站的應(yīng)用

【摘要】 現(xiàn)如今，移動通信已經(jīng)普及，尤其是3G通信的發(fā)展速度更是無可比擬。3G基站的建設(shè)已經(jīng)不僅限于城市內(nèi)，城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村，山區(qū)也隨之發(fā)展起來。然而偏僻的山區(qū)的3G基站供電問題已成為亟待解決的重要問題。為了解決這一問題，風(fēng)光互補(bǔ)供電技術(shù)誕生了，其主要是利用風(fēng)能和太陽能之間互補(bǔ)的特性，因此是一種性價比較高的新型發(fā)電系統(tǒng)。本文通過對風(fēng)光互補(bǔ)供電技術(shù)的原理及特點進(jìn)行分析，從而提出了一套合理、可靠的3G基站供電系統(tǒng)設(shè)計方案。

【關(guān)鍵詞】 風(fēng)光互補(bǔ) 供電技術(shù) 3G基站

目前，那些偏遠(yuǎn)地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施條件不足，供電質(zhì)量差，移動通信在偏遠(yuǎn)山區(qū)多使用太陽能輔助供電或者是風(fēng)力發(fā)電方式解決對3G基站供電的問題。但是3G基站供電所使用的太陽能輔助供電只對有電網(wǎng)但是供電不可靠的問題有效，然而很多處于偏遠(yuǎn)山區(qū)的3G基站使用電網(wǎng)供電是需要很大成本的，并且處于我國西北部地區(qū)的太陽能電池板會經(jīng)常被沙塵遮擋住陽光，因此這并不是一個能從根本上解決此問題的方法。并且我國大部分地區(qū)都是風(fēng)和陽光不能并存的。所以，只有更好的利用風(fēng)光互補(bǔ)型發(fā)電供電系統(tǒng)才能徹底的解決問題。

一、3G基站的電源種類

電源是通信系統(tǒng)的核心，是確保通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基本保障。供應(yīng)3G基站的電源種類有很多，其中主要有：市電、柴油汽油及燃?xì)獍l(fā)電機(jī)、風(fēng)能發(fā)電、太陽能光伏供電、風(fēng)光互補(bǔ)供電等等。首先、市電在品質(zhì)、電壓波動范圍、穩(wěn)定性等方面都能符合基站供電的要求，是基站供電的首要選擇。其次、汽油、柴油、燃?xì)獾劝l(fā)電系統(tǒng)在供電品質(zhì)及穩(wěn)定性等方面相對比較穩(wěn)定，但是其弊病在于需要定期保養(yǎng)及加注燃料以確保供電的連續(xù)性，從環(huán)保上講，此種方法存在一定的環(huán)境污染與噪音污染。第三風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能實現(xiàn)風(fēng)能到電能的轉(zhuǎn)化，其最大的優(yōu)勢在于無污染性及可再生性，因此在節(jié)能環(huán)保方面非常良好，但其弊病在于，當(dāng)天氣沒有風(fēng)或者風(fēng)力不足時就會導(dǎo)致供電中斷，此種方法主要適用擁有豐富風(fēng)能資源的地區(qū)。第四、太陽能光伏供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有很高的可靠性、耐用性、并且無噪音無污染，其主要是利用太陽能電池板將光能轉(zhuǎn)化為電能，但是其也存在不穩(wěn)定性，當(dāng)陽光照射不充足時，就可能導(dǎo)致停止供電，同時其系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化效率非常低，此種方法主要適用于日照比較充足的地區(qū)。第五、風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)。此系統(tǒng)是將風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)與太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)相結(jié)合，發(fā)揮出兩者的優(yōu)點，并且將風(fēng)能和光能供電中出現(xiàn)的問題一并解決，從而有效的提高了供電系統(tǒng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

二、風(fēng)光互補(bǔ)型發(fā)電供電系統(tǒng)具有的優(yōu)勢

（1）獨立型的風(fēng)光發(fā)電互補(bǔ)系統(tǒng)向3G基站供電的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于太陽能輔助供電系統(tǒng)向3G基站供電的成本，因為，3G基站在使用太陽能輔助供電系統(tǒng)時必須要幾十千瓦的供電設(shè)備才能完成。（2）風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)對3G基站進(jìn)行供電時可以不依靠電力系統(tǒng)，從而節(jié)約了用電，對環(huán)境也有保護(hù)作用。平均每個3G基站一年可以省掉一萬元左右的電費。普通的一個省里大約存在1萬個3G移動基站，按照每個基站每年節(jié)約1萬元電費計算的話，一個省每年就可以節(jié)省1億元人民幣的電費，數(shù)目相當(dāng)巨大。（3）穩(wěn)定性。風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)可以省略人力看守這一環(huán)節(jié)，并且3G系統(tǒng)就可以對其進(jìn)行有效的必要的系統(tǒng)控制，從而大大的節(jié)省了人力資源以及維護(hù)費用。（4）該系統(tǒng)可以在任何條件下都能確保正常供電，克服了沒光有風(fēng)，有光沒風(fēng)就不能供電的缺點。

三、風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)的主要組成部分及工作原理

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽能光伏電池組、控制器、蓄電池組、逆變器、交流直流負(fù)載等部分組成了風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)，此項系統(tǒng)是將風(fēng)能、太陽能及蓄電池等多種能源發(fā)電技術(shù)融合為一體，通過智能控制技術(shù)進(jìn)行控制的復(fù)合型可再生資源發(fā)電系統(tǒng)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示：

當(dāng)在白天陽光充足的情況下，太陽能電池板的光伏效應(yīng)可以有效的將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽瑥亩瓿蓪π铍姵氐某潆姟ｏL(fēng)力發(fā)電部分則是通過風(fēng)力機(jī)實現(xiàn)風(fēng)能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)變，在利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)完成機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)變，最后利用控制器完成對蓄電池的充電。而逆變系統(tǒng)的作用則是將蓄電池中存在的直流電轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的交流電，從而確保交流電負(fù)載的正常運(yùn)行。控制部分的作用則是以光照強(qiáng)度、風(fēng)力大小以及負(fù)載變化為基礎(chǔ)，對蓄電池組的運(yùn)行狀態(tài)不斷的進(jìn)行切換和調(diào)整，主要表現(xiàn)為一是將調(diào)整過后的電能輸送給直流或者交流負(fù)載；二是對過多的電能輸送到蓄電池組進(jìn)行出巡。這樣當(dāng)發(fā)電量滿足不了負(fù)載需要的情況發(fā)生時，控制器就可以將蓄電池內(nèi)的電能輸送到直流或者交流負(fù)載，從而確保整體系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和連續(xù)性。

四、應(yīng)用方案

為了解決3G基站的供電問題，并將節(jié)能減排政策落到實處，通信行業(yè)將風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)很好的利用起來，并進(jìn)行了試驗、測試，為今后解決供電問題提供了良好的參考。

（1）實測數(shù)據(jù)分析在某個無遮擋物且資源較好地區(qū)的基站，其基站負(fù)載情況是：主設(shè)備為170瓦功率的ZXSDR，其他設(shè)備的功率為30瓦。采用8塊12伏、200安時的蓄電池組成一個48伏、400安時的電池組，其可在無風(fēng)，無光的情況下運(yùn)行72小時。在市電斷開的情況下，基站正常運(yùn)行所需電流值為4A，大約200瓦，而風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量完全可以滿足此電流值，因此得出結(jié)論，風(fēng)光互補(bǔ)設(shè)備在通常情況下提供的電流都能確保基站設(shè)備的正常運(yùn)行。數(shù)據(jù)顯示，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電設(shè)備每天輸出功率大約在368瓦左右，經(jīng)測試統(tǒng)計實際平均每天發(fā)電為6.16千瓦時，因此每年的發(fā)電量在2257.8千瓦時，而耗電量在1752千瓦時。（2）風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)建設(shè)時應(yīng)注意的事項只能在市電不穩(wěn)定及無法引入且投資成本在六萬元以上的情況下才能建設(shè)該系統(tǒng)；受到機(jī)械運(yùn)動的影響，系統(tǒng)一定會有不同程度的磨損，其使用壽命相對短，因此在使用過程中要謹(jǐn)慎。該系統(tǒng)所使用的電池容量要比市電站點的容量大，所以要加強(qiáng)防盜手段。地域及氣候?qū)ζ溆绊戄^大，在選址時必須要求四周沒有遮擋物。

五、結(jié)束語

風(fēng)光互補(bǔ)供電是一種很理想的3G基站供電方式，其可以更好的保護(hù)生態(tài)平衡，減少環(huán)境污染，更能有效的節(jié)約非可再生資源的使用，具有很重要的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

參 考 文 獻(xiàn)

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