可再生能源：基站供電的新選擇

隨著電信重組的完成，中國電信業進入了新的“三國演義”時代，也加速了3G的進程。3G作為三大全業務運營商面臨的全新課題，其發展必然也對各運營商提出了共性的要求和共同的挑戰，例如3G網絡規劃建設、網絡升級演進、新業務開發創新以及產業鏈打造等問題，而3G網絡規劃建設又是實現3G應用的首要基礎和關鍵步驟。目前，在3G機房網絡規劃中，運營商必須明確以下幾個問題。

首先，如何滿足無線網高速數據業務的應用需求。3G帶來的直接創新就是各種新型基站的大規模應用，這意味著寬帶無線網絡的覆蓋面將會加大，對戶外機房的需求也將增加。但是，相比室內機房，戶外機房的應用環境更為復雜，建站取點遍及高山、平原、河谷，溫差、海拔對設備的要求不一，對溫度、濕度、潔凈度、電磁場強度、噪音干擾、安全保安、防漏、電源質量、振動、防雷和接地等的要求不盡相同，必須兼顧環境的適應性和移動的靈活性。再者，如何實現網絡能源可再生循環應用，再造生命周期。節能與環保是3G技術應用帶來的主要成果。對于室外基站而言，應該充分考慮基站環境特點，盡可能將風能、太陽能等各種綠色可再生能源轉化利用，以減少碳排放量，實現能源的可再生循環利用。針對這些問題，可再生能源基站解決方案開始成為業內討論的熱點話題，一些能源方案提供商如艾默生已經提供可靠、可用、綠色的網絡能源系統。一般說來，完整的解決方案主要由太陽能控制器、太陽能方陣、風能發電機、氫燃料電池四個系統組成，可應用于太陽能、風能資源豐富地區的各類3G基站。

太陽能控制器是各種可再生能源基站的系統控制核心，在艾默生的系統中集成了自主研發的 SunnySure系列太陽能控制器。系統主要是將轉換效率高達18%的太陽能電池組成的方陣的能量輸出到控制器中，控制器通過控制太陽能方陣的投入和撤出產生所需要的電壓和電流給蓄電池充電，同時通過蓄電池給負載供電，在晚上或者陰雨天則完全由蓄電池給負載供電。

由太陽能方陣產生輸入電壓最大開路電壓為96V。控制器通過對輸入功率板的控制產生相應的浮充電壓范圍和均充電壓范圍，根據蓄電池的容量和電壓狀態對蓄電池進行相應的浮充或均充，同時，給負載供電。當蓄電池電壓過高時，輸出功率板將使負載脫離以保護負載設備；當蓄電池電壓過低時，輸出功率板也將切斷負載以保護蓄電池，控制器還具有反向放電保護功能、極性反接電路保護等功能。太陽能控制器可以實現壁掛式或抱桿式安裝，方便應用于多種場合，戶外型防護等級達到IP55。同時，控制器還具有多種充電接口，便于接入風能發電機、市電、油機，可以根據基站環境提供多種供電解決方案。蓄電池作為系統的儲能部件，主要是將太陽能電池和其他能源方式產生的電能存儲起來方便供電。

新型綠色基站供電系統解決方案主要包括獨立光伏電源系統解決方案、光電（油）互補電源系統解決方案、風光互補電源系統解決方案。獨立光伏電源系統解決方案由太陽能控制器、風能發電機、氫燃料電池三個系統構建而成，當白天為晴天或者多云時，整個系統由太陽能進行供電；在夜晚或陰雨天的時候，太陽能會自動停止供電，電池會向負載放電，這時如果是正常的夜晚供電，第二天白天有陽光后，太陽能方陣的輸出電流將會給蓄電池充電，以補充夜晚供電的能量損失。為了避免蓄電池過度充電及對通信設備的影響，太陽能控制器控制輸出電壓不高于57.6V（電壓變換方式和太陽能電池方陣切換方式），太陽能方陣的最高輸出電流可達90A，太陽能方陣向負載供電并向蓄電池組充電。當蓄電池組電壓高于57.6V時，太陽能方陣要逐組切離，防止對蓄電池和主設備造成損壞。這一方案適用于具有豐富太陽能資源的偏遠無市電地區，方案簡單易于建站，系統自動管理免于維護，可大幅度縮減運營商的日常運營費用。同時，方案也適用滿足節能及環保要求的建站，可實現100%節能、環保，能源的轉化使用環節清潔無污染，實現節能減排目標。

光電（油）互補電源系統解決方案是獨立光伏電源系統方案的一個補充。如果是連續陰雨天，由于電池連續放電，電池電壓降至48V時（電池充足后陰雨60小時左右后），太陽能控制器就會自動或人工啟動油機。這時，油機通過開關電源向電池及負載供電。當對電池的充電電流小于設置點時，并且持續時間超過小電流延時均充T（T是根據蓄電池大小設置的），則太陽能控制器關停油機（此時或者是電池已基本充足，或者是太陽能恢復正常供電）。在陰天且油機出現故障時，電池放電至負載保護點,太陽能控制器發出命令，電池停止向負載供電。這一方案適用太陽能資源豐富、雨季較多的地區。光伏和油機組成的電源系統可以提高電源可靠性，實現為偏遠基站的供電，同時解除了電源的束縛，從而提高了覆蓋率。對于市電不穩定地區，可提高供電可靠性，降低掉站率，可大規模應用于有市電的地區。在節能方面，可有效節電30%~100%。而且通過這種市電（油機）、太陽能互補利用，也可以減少太陽能極板的配置，有效降低系統初始投資和運行維護費用。

風光互補電源系統解決方案易于建站，可適用太陽能及風能資源豐富地區。通過風光資源互補，可以最大化利用能源，擴大網絡覆蓋。在維護方面，可以通過太陽能控制器全面地監控保護，利用電壓控制原理，有效保護蓄電池及負載等系統設備，進而減少基站維護量。這種方案地域適應性強，環境適應能力強，太陽能控制器可以在-30℃~60℃、氫燃料電池可在-40℃~60℃溫度范圍應用，且能夠在颶風、冰雹和其他惡劣天氣下正常運行。此外，兩種能源可根據條件靈活配置，同時通過完善的充放電管理方案，可以最大限度延長蓄電池壽命，并保障系統穩定運行，縮減系統投資。

從以上方案中可以看到，艾默生可再生能源基站解決方案采用離網式發電系統進行構建，迎合了廣大偏遠無市電或缺少市電地區的移動通信基站、微波站等建站的需求。同時，方案充分考慮了建站環境的特點，供電能源取自用之不竭的太陽能、風能，這是資源最豐富的可再生能源。太陽能、風能供電，具有獨特的優勢和巨大的開發利用潛力，太陽能、風能發電不會產生二氧化碳，是一種清潔、安全的能源。利用這一能源，每1000個基站每年可節電約1000萬度，減少二氧化碳排放約10000噸。最為重要的是，這種清潔的能源同時又具有在自然界不斷再生、有規律補充的特點，可循環利用，從而在為基站提供穩定、可靠的電力供應的同時，真正實現了“以站養站”，讓系統“活”起來。從長遠來看，方案投資優勢明顯，3至5年即可以達到或低于傳統方式建站的水平。