Rozwiązanie nakładki solarnej na stację bazową

Rozwiązania Base Station Solar Overlay Solutions łączą w sobie czystą, odnawialną naturę energii słonecznej z wysokim zapotrzebowaniem na energię stacji bazowych, oferując znaczące korzyści i szerokie perspektywy zastosowań.

Cechy podstawowe:

• Brak przerw w dostawie prądu
• Integracja jednostek fotowoltaicznych z istniejącą infrastrukturą zasilania poprzez sprzężenie prądu stałego
• Priorytetowe wykorzystanie energii słonecznej do zasilania obciążenia

I. Komponenty systemu

System Base Station Solar Overlay składa się głównie z układu ogniw fotowoltaicznych (paneli słonecznych), kontrolera solarnego (np. kontrolera MPPT), banku akumulatorów energii odnawialnej, wsporników montażowych paneli fotowoltaicznych oraz kabli dystrybucyjnych. Razem te komponenty tworzą wysoce wydajny, inteligentny i niezawodny system zielonej energii w obiegu zamkniętym. Architektura systemu została zaprojektowana tak, aby zrównoważyć wydajność wytwarzania energii, bezpieczeństwo operacyjne i łatwość konserwacji, zapewniając stabilne zasilanie w szerokim zakresie złożonych środowisk.

II. Zasada działania

• Zbieranie energii słonecznej: Układ fotowoltaiczny (panele słoneczne) wytwarza prąd stały (DC) pod wpływem światła słonecznego.
• Konwersja mocy: Kontroler śledzący maksymalny punkt mocy (MPPT) efektywnie konwertuje prąd stały generowany przez panel fotowoltaiczny i reguluje napięcie wyjściowe oraz prąd, aby dopasować je do zapotrzebowania energetycznego stacji bazowej.
• Magazynowanie energii: Przekształcona energia elektryczna jest najpierw dostarczana do stacji bazowej, natomiast nadmiar jest magazynowany w banku akumulatorów do wykorzystania w okresach braku światła słonecznego lub podczas szczytowego zapotrzebowania na energię.
• Inteligentny monitoring: System jest wyposażony w funkcję zdalnego monitorowania, umożliwiającą monitorowanie w czasie rzeczywistym stanu operacyjnego systemu zasilania słonecznego oraz mocy wyjściowej, co gwarantuje stabilną pracę i wydajne zasilanie.

III. Cechy rozwiązania

To rozwiązanie udowodniło swoją stabilność i adaptowalność w różnorodnych, złożonych środowiskach. Zarówno w gęsto zaludnionych obszarach miejskich, odległych regionach bez dostępu do sieci energetycznej, jak i na wieżach telekomunikacyjnych o ograniczonej przestrzeni, umożliwia ono sprawne wdrożenie i stabilną pracę.

• Wysoka sprawność i oszczędność energii: Dzięki zastosowaniu trybu bezpośredniego zasilania prądem stałym, rozwiązanie pozwala uniknąć strat konwersji prądu przemiennego na prąd stały, sięgających nawet 15%, występujących w tradycyjnych systemach prądu przemiennego. Całkowita sprawność łącza wynosi ≥95%, a maksymalna zmierzona sprawność sięga 98.3%. Typowa instalacja może zaoszczędzić około 2,920 kWh energii elektrycznej rocznie, a zyski w zakresie wytwarzania energii wzrastają o 10–30% w porównaniu z rozwiązaniami prądu przemiennego.
• Redukcja kosztów: Roczne koszty energii elektrycznej na obiekt mogą zostać obniżone nawet o 12 000 juanów, a okres zwrotu inwestycji wynosi około 5.5 roku; okres ten ulega dalszemu skróceniu w połączeniu z lokalnymi dotacjami. Nie są wymagane żadne pozwolenia na przyłączenie do sieci, a proces wdrażania jest uproszczony, co znacznie obniża regulacyjne koszty transakcyjne.
• Wysoka niezawodność: W warunkach dziennych system może utrzymać zasilanie podczas przerw w dostawie prądu z sieci; w połączeniu z magazynowaniem energii, może podtrzymywać pracę przez ponad 3.5 dnia w pochmurną lub deszczową pogodę. Testy terenowe wykazały redukcję zapotrzebowania na energię awaryjną o ponad 80%, co znacznie obniża ryzyko przerw w dostawie prądu do stacji i zapewnia ciągłość pracy sieci.
• Wyjątkowe korzyści dla środowiska: Szacuje się, że pojedyncza elektrownia wyposażona w 18 modułów SPV wygeneruje rocznie 7,671 kWh, co odpowiada redukcji emisji dwutlenku węgla o 4.374 tony; biorąc za przykład projekt obejmujący całą prowincję Liaoning, roczną emisję dwutlenku węgla można zmniejszyć o 267 000 ton, co stanowi znaczący wkład w ochronę środowiska.
• Łatwa instalacja i wysoka adaptowalność: Proces modernizacji można przeprowadzić bez przerw w dostawie prądu i jest on kompatybilny z istniejącymi systemami zasilania różnych producentów i modeli. Nadaje się do różnych scenariuszy instalacji, w tym na dachach, fasadach wież i w szafach montowanych na ziemi, oferując wysoką elastyczność wdrożenia.
• Silna zgodność z polityką: Model „samodzielnej generacji energii na własne potrzeby” nie podlega ograniczeniom związanym z zatwierdzeniem przyłączenia do sieci. Spełnia on cel Ministerstwa Przemysłu i Technologii Informacyjnych, zakładający ponad 30% pokrycie nowych stacji bazowych energią fotowoltaiczną, jest zgodny z wytycznymi krajowej polityki rozwoju energetyki rozproszonej i ułatwia szybkie wdrożenie na dużą skalę.

IV. Scenariusze zastosowań

System Base Station Solar Overlay nadaje się do różnych scenariuszy wykorzystania stacji bazowych, w tym stacji bazowych makro, mikro oraz stacji bazowych 4G/5G. System ten wykazuje swoje wyjątkowe zalety, szczególnie w odległych obszarach, gdzie krajowa sieć energetyczna jest niedostępna lub zasilanie jest niestabilne. Dzięki inteligentnemu modelowi zużycia energii opartemu na „samodzielnej produkcji i konsumpcji własnej z wykorzystaniem lokalnego zużycia”, rozwiązanie to skutecznie zmniejsza zależność od sieci i zapewnia stabilne i niezawodne zasilanie dla stacji bazowych.

V. Klasyfikacja konkretnych roztworów

1. Klasyfikacja według scenariusza instalacji i wykorzystania przestrzeni

Rozwiązanie do układania w stosy na dachu

• Zastosowane scenariusze: Stacje bazowe makro i węzły agregujące zlokalizowane na dachach niezależnych pomieszczeń ze sprzętem lub na szafach serwerowych.
• Cechy: Wykorzystuje wolną przestrzeń na istniejącym dachu pomieszczenia sprzętowego do instalacji modułów fotowoltaicznych. Jest to najbardziej tradycyjna forma układania modułów w stos, o stosunkowo prostej konstrukcji; jednak możliwości instalacyjne są ograniczone powierzchnią dachu i nośnością.

Rozwiązanie do układania wież/masztów

• Scenariusze zastosowania: gęsto zaludnione obszary miejskie, regiony o ograniczonych możliwościach przestrzennych oraz zewnętrzne stanowiska szafkowe bez niezależnych pomieszczeń na sprzęt.
• Cechy: Moduły fotowoltaiczne montuje się pionowo lub pod kątem na korpusach wież telekomunikacyjnych, słupach nośnych lub estetycznych obudowach (tzw. „minimalistyczne układanie wież”).
• Zalety: Nie zajmuje dodatkowej przestrzeni na ziemi ani na dachu, rozwiązując problem „braku dostępnego terenu” na obszarach miejskich; instalacja pionowa zapewnia dobrą odporność na wiatr i jest mniej podatna na gromadzenie się kurzu.

Rozwiązanie do układania elewacji/ścian

• Zakres zastosowania: Powierzchnie pionowe, takie jak ściany zewnętrzne pomieszczeń sprzętowych, ściany obwodowe obiektu i ekrany akustyczne.
• Cechy: Wykorzystuje pionowe powierzchnie budynków otaczające obiekt do instalacji paneli fotowoltaicznych jako dodatkowego źródła energii.

2. Klasyfikacja metodą sprzężenia elektrycznego

Sprzęganie DC / Bezpośrednie układanie DC

• Zasada działania: Prąd stały (DC) generowany przez system fotowoltaiczny jest bezpośrednio przekształcany na standardowe napięcie stałe -48 V wymagane przez urządzenia komunikacyjne za pośrednictwem kontrolera łączenia w stosy DC (przetwornicy DC/DC) i podawany do szyny zbiorczej prądu stałego w obiekcie.
• Cechy:
• Najwyższa wydajność: eliminuje straty energii w procesie wtórnej konwersji „DC-AC-DC”.
• Łatwy w implementacji: Nie ma potrzeby zmiany istniejącej architektury zasilania prądem przemiennym; łączy się bezpośrednio równolegle z systemem zasilania impulsowego, oferując funkcję „plug-and-play”
• Wybór standardowy: Obecnie najpopularniejsze podejście w modernizacji stacji bazowych w celu oszczędzania energii.

Rozwiązanie do układania w stosy AC (sprzęganie AC)

• Zasada działania: Energia fotowoltaiczna jest przekształcana na prąd przemienny za pomocą falownika, który następnie trafia do panelu rozdzielczego prądu przemiennego, a następnie przekształcana na prąd stały za pomocą modułu prostownika w celu zasilania odbiorników.
• Cechy: Nadaje się do dużych obiektów lub scenariuszy wymagających jednoczesnego zasilania obciążeń prądu przemiennego, takich jak klimatyzacja. Jednakże sprawność jest nieco niższa niż sprzężenia prądu stałego w przypadku zasilania obciążeń związanych wyłącznie z komunikacją.

3. Klasyfikacja według funkcji systemu i celów ewolucyjnych

Podstawowe rozwiązanie do układania paneli fotowoltaicznych

• Cel: Czysta oszczędność energii elektrycznej.
• Komponenty: moduły fotowoltaiczne + kontroler łączenia modułów fotowoltaicznych.
• Logika: Wykorzystuje energię fotowoltaiczną, gdy dostępne jest światło słoneczne i automatycznie przełącza się z powrotem na zasilanie sieciowe, gdy go nie ma. Przede wszystkim obniża koszty energii elektrycznej (OPEX).

Rozwiązanie do układania w stosy modułów fotowoltaicznych i magazynów

• Cel: Oszczędność energii + zwiększone zasilanie awaryjne.
• Komponenty: panele fotowoltaiczne + akumulator litowo-jonowy/kontroler łączenia paneli fotowoltaicznych + inteligentny system zarządzania energią.
• Logika: priorytetem dla obciążeń jest energia z ogniw fotowoltaicznych, a nadmiar energii elektrycznej jest magazynowany w akumulatorach litowych; podczas przerw w dostawie prądu z sieci, zasilanie jest dostarczane z akumulatorów. Umożliwia to „wyrównywanie szczytów i uzupełnianie dolin” (ładowanie poza godzinami szczytu za pomocą taniej energii z sieci lub ogniw fotowoltaicznych, a rozładowywanie w godzinach szczytu) oraz wydłuża czas podtrzymania.

Zintegrowane rozwiązanie PV-Magazyn-Diesel/PV-Magazyn-Sieć (hybrydowe zintegrowane rozwiązanie)

• Cel: Maksymalna stabilność i wysoka niezawodność (powszechnie stosowane na obszarach, na których występują niedobory prądu lub w lokalizacjach 5G o dużym zużyciu energii).
• Komponenty: panele fotowoltaiczne + magazynowanie energii + inteligentny system dyspozytorski (może obejmować interfejs generatora diesla).
• Logika: EMS inteligentnie zarządza czterema źródłami energii: fotowoltaiką, magazynowaniem, siecią (prądem użytkowym) i olejem napędowym (generatorem).