Energjia diellore për kullat e telekomunikacionit: Një udhëzues praktik për projektimin dhe investimet

Energjia diellore për kullat e telekomunikacionit mund të zvogëlojë kohën e funksionimit të gjeneratorit dhe të përmirësojë pavarësinë energjetike, por vetëm panelet nuk përbëjnë një sistem të besueshëm të energjisë telekomunikuese. Projektimi duhet të përputhet me ngarkesën e matur të vendndodhjes, burimin diellor të sezonit më të keq, objektivin e autonomisë, dritaren e tensionit DC, kufijtë e baterisë dhe kërkesën e rikuperimit. Në shumë vende, zgjidhja më e mirë është një hibrid i menaxhuar në vend të një vendndodhjeje pa gjenerator.

Në një shqyrtim të parë të vendit, unë ndaj atë që mund të llogaritet nga ajo që duhet të matet ende. Energjia ditore dhe një madhësi e përkohshme fotovoltaike mund të shqyrtohen herët. Rryma e baterisë, sjellja termike, rikuperimi nga dielli i ulët dhe projekti përfundimtar i mbrojtjes ende kanë nevojë për të dhënat e vendit dhe kurbat e produktit. Ky dallim parandalon që një vlerësim i hershëm të shndërrohet në heshtje në një specifikim blerjeje.

Pse energjia diellore e telekomunikacionit është e ndryshme nga energjia fotovoltaike e zakonshme komerciale

Një çati komerciale normalisht përdor rrjetin si një amortizator energjie. Një stacion bazë jashtë rrjetit nuk e ka këtë luks. Nëse muaji diellor i projektuar ofron më pak energji sesa pritej, gjendja e karikimit të baterisë bie ditë pas dite derisa ngarkesa të shkëputet ose të fillojë një burim rezervë.

Ngarkesat e telekomunikacionit kanë gjithashtu formën e tyre. Një vendndodhje radioje mund të ketë një kërkesë bazë të qëndrueshme, ndryshime të lidhura me trafikun, maja të shkurtra të fuqisë dhe një ngarkesë ftohëse që ndjek temperaturën e ambientit. Lidhjet me mikrovalë, dritat e pengesave, mbikëqyrja, kontrolli i aksesit dhe ngrohësit e kabineteve shtojnë ngarkesa më të vogla që janë të lehta për t'u anashkaluar. Shtimet e ardhshme të radios mund të jenë më të rëndësishme sesa disa pikë përqindjeje të efikasitetit të konvertimit.

Pastaj është ndërfaqja DC. Shumë sisteme telekomunikacioni funksionojnë në një bus DC nominal -48 V. Kur arkitektura e lejon, energjia fotovoltaike mund të karikojë baterinë dhe t'u shërbejë ngarkesave DC përmes një kontrolluesi MPPT dhe sistemit të energjisë DC pa një konvertim të panevojshëm DC-në AC-në DC. Një inverter është ende i nevojshëm për ngarkesat AC, por nuk duhet të shtohet nga zakoni.

Zgjidhni arkitekturën operative përpara se të përcaktoni madhësinë e komponentëve

Klasifikimi i vendndodhjes vjen i pari. Cilësia e rrjetit, qasja në karburant, toka e disponueshme, burimet diellore dhe pasojat e ndërprerjeve përcaktojnë se cila arkitekturë meriton modelim të detajuar.

Një konfigurim i pastër diellor mund të duket tërheqës në një spreadsheet sepse heq karburantin. Megjithatë, një gjenerator modest rezervë mund të jetë më i lirë sesa instalimi i mjaftueshëm i kapacitetit fotovoltaik dhe baterisë për të mbuluar një ngjarje të rrallë moti shumëditore. Anasjelltas, një gjenerator i madh që funksionon lehtë për periudha të gjata mund të shpërdorojë karburant dhe të vuajë nga probleme të shmangshme mirëmbajtjeje. Unë nuk do të rekomandoja heqjen e burimit përfundimtar rezervë derisa një model orar të ketë mbijetuar rastet me diell të ulët dhe operatori të ketë pranuar rrezikun e mbetur të ndërprerjes.

Filloni me ngarkesën e matur dhe motin e periudhës së projektimit

Së paku, mblidhni koordinatat e vendndodhjes, ngarkesën orare ose 15-minutëshe, kërkesën maksimale, ndërfaqet DC dhe AC, historikun e ndërprerjeve, të dhënat e gjeneratorit, temperaturën e kabinetit, zonën fotovoltaike të disponueshme dhe zgjerimin e planifikuar të rrjetit. Tre të dhëna janë veçanërisht zbuluese: gjurma e ngarkesës, orët e funksionimit të gjeneratorit dhe historiku i karburantit të dorëzuar. Kur ato tregojnë histori të ndryshme, trajtojeni vlerën bazë të energjisë si të përkohshme dhe zbuloni arsyen përpara se të përcaktoni madhësinë e pajisjeve.

Nëse të dhënat e intervalit nuk janë të disponueshme, ndërtoni një orar sipas nënsistemit në vend që të shumëzoni çdo vlerësim të tabelës së emrit me 24 orë. Shënoni çdo vlerësim si të matur, të llogaritur ose të supozuar. Kjo disiplinë e vogël e bën shqyrtimin e ardhshëm shumë më të lehtë.

Energjia ditore përdoret për të vlerësuar kapacitetin fotovoltaik dhe të baterisë. Fuqia maksimale kontrollohet veçmas sepse përcakton kontrolluesin, ndreqësin, invertorin, kabllon, shufrën dhe vlerësimet e mbrojtjes. Të dyja kanë rëndësi: një vend me një mesatare të ulët ditore mund të prodhojë ende një rrymë të lartë me kohëzgjatje të shkurtër.

Llogaritja e shqyrtimit PV

E_source është energjia që duhet të furnizohet në kufirin e zgjedhur të sistemit. PSH_design është vlera maksimale e orës diellore për muajin përkatës me diell të ulët, jo thjesht mesatarja vjetore. K_PV merr parasysh humbjet nga ana fotovoltaike, të tilla si temperatura, papastërtia, mospërputhja, instalimet elektrike, performanca MPPT dhe hija.

Mbani kufijtë e humbjeve të dukshme. Humbjet e ndreqësit dhe shpërndarjes i përkasin rrugës së fuqisë në rrjedhën e poshtme; temperatura dhe ndotja e modulit i përkasin anës fotovoltaike. Nëse të dyja janë të fshehura brenda një "faktori sigurie" të paqartë, ato mund të llogariten dy herë ose të mos merren parasysh fare.

Llogaritja e kontrollit të baterisë

E_autonomy është energjia e ngarkesës së kërkuar ndërsa burimet e zgjedhura nuk janë të disponueshme. DoD është thellësia e lejuar e shkarkimit, η_path është efikasiteti i ngarkimit të baterisë, F_EOL është kapaciteti i ruajtur i kërkuar në fund të jetëgjatësisë, dhe F_temp përfaqëson kapacitetin e përdorshëm në temperaturën e projektimit. Mos e aplikoni përsëri një faktor nëse ai është përfshirë tashmë në energjinë e përdorshme të deklaruar të produktit.

Një shembull i përpunuar i shqyrtimit

Merrni parasysh një vendndodhje hipotetike të largët me një fuqi mesatare prej 1.5 kW. Ngarkesa e saj e furnizuar është 36 kWh në ditë. Supozoni se efikasiteti i rrjedhës së poshtme është 88% dhe leja e planifikimit është 10%; objektivi i energjisë nga ana e burimit është atëherë rreth 45 kWh në ditë. Me 4.0 orë të projektuara me diell në kulmin e energjisë dhe një faktor uljeje të fuqisë fotovoltaike prej 0.78, grupi fillestar është rreth 14.4 kWp.

Tani supozojmë se bateria duhet të mbajë ngarkesën 1.5 kW për 12 orë. Kjo është 18 kWh e shpërndarë. Me 80% thellësi të lejuar shkarkimi, 94% efikasitet të rrugës dhe 80% ruajtje në fund të jetëgjatësisë, kërkesa fillestare e etiketës së emrit është rreth 29.9 kWh para rrumbullakosjes së modulit dhe korrigjimit të temperaturës. Një kërkesë autonomie 24-orëshe do ta dyfishonte afërsisht këtë shifër.

Këto numra nuk janë citat. Ato përshkruajnë një sërë supozimesh, të cilat janë të gjitha të dukshme në tabelë. Një dizajn përfundimtar duhet të simulojë gjendjen orare të karikimit të baterisë, ditët e njëpasnjëshme me mot të keq, temperaturën, rritjen e ngarkesës dhe ndërprerjet e burimit. Ai gjithashtu duhet të rrumbullakosë në modulet e pajtueshme të baterisë dhe të verifikojë rrymën në tensionin minimal të funksionimit.

Rimëkëmbja është kontrolli që njerëzit harrojnë

Pas një ndërprerjeje ose një ngjarjeje me diell të ulët, ngarkesa e telekomunikacionit vazhdon ndërsa bateria karikohet. Në shembull, rivendosja e 18 kWh brenda gjashtë orësh me efikasitet të rrugës së karikimit prej 92% kërkon afërsisht 3.3 kW për karikim. Shtoni ngarkesën e vazhdueshme prej 1.5 kW në vend dhe burimi i disponueshëm duhet të ofrojë të paktën 4.8 kW para humbjeve të tjera dhe hapësirës së sipërme.

Prandaj, një bateri mund të jetë mjaftueshëm e madhe për autonomi, por e shoqëruar me shumë pak kapacitet fotovoltaik ose ndreqës për t'u rikuperuar para ngjarjes tjetër. Simulimi i gjendjes së karikimit duhet të tregojë si rezervën më të ulët ashtu edhe kohën e nevojshme për ta rikuperuar atë.

Vendimet e komponentëve që ndikojnë në besueshmërinë e fushës

Vendosja dhe struktura e fotovoltaikëve

Montimi i moduleve direkt në një kullë mund të kursejë hapësirë ​​në tokë, por lartësia e kullës nuk e përmirëson automatikisht prodhimin diellor. Antenat, strukturat e çelikut, kabllot dhe bimësia aty pranë mund të hedhin hije komplekse. Sipërfaqja e shtuar e erës, ngarkesa strukturore, pastrimi i vështirë dhe qasja në punë në lartësi mund të tejkalojnë kursimin e hapësirës. Nëse një teknik nuk mund ta pastrojë ose zëvendësojë në mënyrë të sigurt një modul, rendimenti i tij teorik nuk është shumë i dobishëm. Vargjet e montuara në tokë janë shpesh më të lehta për t'u orientuar, inspektuar dhe zgjeruar, me kusht që kompleksi të ketë tokë të sigurt dhe të pahijëzuar.

Kontrolloni erën, borën, korrozionin, kushtet e tokës ose të themelit dhe tensionin e vargut në temperaturë të ulët. Kontrolli i bimësisë bën pjesë në planin e mirëmbajtjes; një rresht panelesh që është i pastër në momentin e vënies në punë mund të hijëzohet një vit më vonë.

Bateria dhe BMS

Fosfati i hekurit të litiumit konsiderohet gjerësisht për ruajtjen e telekomunikacionit për shkak të ciklit të tij jetësor dhe karakteristikave termike, por kimia nuk garanton një sistem të mirë. Rishikoni energjinë e përdorshme, rrymën e vazhdueshme dhe maksimale, kufijtë e ngarkimit në temperaturë të ulët, uljen e tensionit në temperaturë të lartë, mbrojtjen BMS, balancimin e qelizave ose moduleve, rezervën e komunikimit dhe kushtet e garancisë.

Bateritë paralele duhet të kenë një strategji të validuar të ndarjes së rrymës, firmware të pajtueshëm dhe mbrojtje individuale të degëve. Para lidhjes, ndryshimet në gjendjen e karikimit duhet të kontrollohen për të shmangur rrymën hyrëse ose qarkulluese.

Shtegu i energjisë DC dhe kontrolluesi hibrid

Kontrolluesi vendos kur fotovoltaika i shërben ngarkesës, ngarkon baterinë, ndez gjeneratorin ose përdor rrjetin. Prioritetet e tij duhet të pasqyrojnë politikën e shërbimit dhe jo një parazgjedhje të përgjithshme të fabrikës. Një rezervë kritike mund të duhet të mbrohet nga ciklet rutinë të kursimit të karburantit. Po kështu, pragjet e ndezjes dhe ndalimit të gjeneratorit duhet të parandalojnë ciklet e shpejta dhe të lejojnë një bllok efikas të ngarkimit.

Konfirmoni diapazonin e plotë të tensionit të baterisë kundrejt ngarkesës nominale të telekomunikacionit -48 V, pikave të caktuara të ndreqësit dhe shkëputjes së tensionit të ulët. Për vendet e përziera AC dhe DC, hartëzoni çdo fazë konvertimi dhe efikasitetin e saj.

Kabineti dhe mbrojtja e mjedisit

Një mbyllje e jashtme ka nevojë për më shumë sesa një vlerësim IP kryesor. Fitimi i rrezeve diellore, kondensimi, kripa, pluhuri, insektet, hyrjet e kabllove, kullimi dhe nxehtësia e brendshme mund të ndikojnë në besueshmërinë afatgjatë. Sensorët e temperaturës duhet të përfaqësojnë modulet e baterisë dhe komponentët e nxehtë, jo vetëm ajrin pranë një hyrjeje.

Ngrohja, ventilimi dhe ftohja konsumojnë energji, prandaj përfshijini ato në modelin e ngarkesës. Në vendet e nxehta, një kabinet që mbron jetëgjatësinë e baterisë mund të rrisë gjithashtu kërkesën ditore për energji. Në vendet e ftohta, mund të kërkohet ngrohje e kontrolluar përpara se të lejohet karikimi.

Monitorimi që çon në veprim

Të dhënat e dobishme në distancë përfshijnë energjinë e burimit, ngarkesën e vendndodhjes, gjendjen e karikimit të baterisë, shpërndarjen e qelizës ose modulit, temperaturën, nisjet e gjeneratorit, nivelin e karburantit, ngjarjet e mbrojtjes dhe gjendjen e komunikimit. Një panel kontrolli që tregon gjendjen 100% të karikimit nuk është provë se bateria mund të ofrojë energjinë e saj të vlerësuar. Testet e kapacitetit, historiku i ngjarjeve dhe të dhënat e trendit janë më bindëse. Vendosni pronësinë e alarmit dhe kohën e reagimit para dorëzimit dhe sigurohuni që kontrolluesi lokal të ruajë funksionimin e sigurt kur lidhja në cloud ose backhaul nuk është e disponueshme.

Për materiale shtesë të planifikimit të projektit të fokusuara posaçërisht në vendet e telekomunikacionit, blerësit dhe ekipet e inxhinierisë mund të konsultohen me këto burime të sistemit të energjisë diellore të telekomunikacionit si referencë dytësore gjatë përgatitjes së pyetjeve të tyre në lidhje me faqen e internetit.

Krahasoni koston totale të ciklit jetësor, jo vetëm panelet, kundrejt naftës

Sunlight nuk ka faturë karburanti, por një sistem telekomunikacioni diellor ka ende kosto kapitali, shërbimi dhe zëvendësimi. Për krahasimet e naftës, përdorni çmimin e karburantit të dorëzuar në kullë, jo çmimin kombëtar të pompës. Gjendja e rrugës, distanca, siguria dhe madhësia e çdo dërgese mund ta ndryshojnë ndjeshëm numrin. Krahasimi i drejtë është kostoja e zbritur e ofrimit të disponueshmërisë së kërkuar gjatë periudhës së projektit.

Ekzaminoni të paktën tre raste: modelin aktual të funksionimit, një dizajn hibrid diellor dhe një dizajn me burime më të rinovueshme. Testoni çmimin e karburantit, vitin e zëvendësimit të baterisë, rritjen e trafikut, prodhimin diellor dhe supozimet e financimit. Unë preferoj t'i tregoj supozimet pranë rezultatit; një shifër e vetme e kthimit të energjisë fsheh shumë.

Operacionet, siguria dhe konsideratat e komunitetit

Monitorimi në distancë zvogëlon udhëtimet e panevojshme, por nuk eliminon mirëmbajtjen fizike. Vënia në punë duhet të verifikojë polaritetin, mbrojtjen, çift rrotulluesin, hartëzimin e alarmit, gjendjet e kontrolluesit, nisjen e gjeneratorit, rikuperimin e baterisë dhe rrjedhën aktuale të energjisë. Më pas, kontrolloni të dhënat në vend që të prisni për një alarm tensioni të ulët. Javët e para ia vlen të monitorohen nga afër sepse ato ekspozojnë pika të gabuara të caktimit, hije të papritura dhe ngarkesa që mungojnë në studim.

Vjedhja dhe manipulimi meritojnë vëmendje në dizajn. Panelet, bateritë, karburanti dhe bakri mund të tërheqin të gjitha vjedhjet. Gardhet, zbulimi i manipulimeve, elementët e fshehur të fiksimit, shënimi i aseteve, qasja e kontrolluar dhe vendosja e arsyeshme e pajisjeve duhet të merren në konsideratë së bashku. Masat e sigurisë duhet të lejojnë mirëmbajtje të sigurt dhe izolim në rast emergjence.

Një projekt i telekomunikacionit për energjinë zë gjithashtu tokë dhe ndryshon modelet lokale të punës. Diskutimi i hershëm me pronarët e tokës dhe komunitetet mund të zgjidhë shqetësimet për aksesin, bimësinë, shkëlqimin e tepërt, zhurmën dhe sigurinë. Kur është praktike, trajnoni teknikët vendas dhe përcaktoni mbështetjen lokale për pjesë këmbimi. Një projekt që zvogëlon furnizimet me naftë, por nuk lë asnjë sistem të mirëmbajtur, ka zgjidhur vetëm gjysmën e problemit.

Kur një sistem telekomunikacioni diellor mund të mos jetë hapi i parë i duhur

Energjia diellore nuk është automatikisht investimi më i mirë në çdo kullë. Rikonsideroni arkitekturën kur vendi ka hije të fortë gjatë gjithë vitit, nuk ka hapësirë ​​të sigurt, një kontratë të shkurtër qiraje të mbetur, rritje të pasigurt të ngarkesës ose një rrjet shumë të besueshëm me kosto të ulët me ekspozim të vogël ndaj ndërprerjeve. Sezonet ekstreme me diell të ulët mund ta bëjnë gjithashtu një gjenerator, zgjerim të rrjetit ose hibrid ere-diellor më racional sesa rezervat shumë të mëdha fotovoltaike dhe të baterive.

Ndonjëherë investimi i parë duhet të jetë efikasiteti: riparimi i kontrolleve të ftohjes, heqja e pajisjeve të vjetruara, korrigjimi i humbjeve të rrymës së vazhdueshme ose konsolidimi i ngarkesave. Çdo 100 W i vazhdueshëm i hequr kursen 2.4 kWh në ditë dhe zvogëlon si kërkesat fotovoltaike ashtu edhe ato të baterive.

Pyetje për t'u bërë në një kërkesë për propozim të telekomunikacionit diellor

• Çfarë profili i ngarkesës së matur, fuqia maksimale dhe rasti i rritjes në të ardhmen u përdorën?
• Cili grup i të dhënave diellore, muaji i projektimit dhe vitet e motit mbështesin madhësinë fotovoltaike?
• Cilat humbje dhe marzhe përfshihen, dhe ku janë kufijtë e tyre?
• Sa energji baterie arrin ngarkesën në fillim dhe në fund të jetëgjatësisë?
• Çfarë ndodh gjatë ditëve të njëpasnjëshme me diell të dobët?
• Sa kohë zgjat rikuperimi ndërsa ngarkesa aktive vazhdon të funksionojë?
• Cilat ngarkesa mbeten në DC, dhe ku kërkohet konvertimi AC?
• Si trajtohen ndezja, ndalimi, ngarkimi dhe dështimi i gjeneratorit?
• Cilat janë kufijtë e temperaturës dhe rrymës së baterisë?
• Si trajtohen hija, era, korrozioni, pluhuri, kondensimi dhe vjedhja?
• Cilat alarme janë të disponueshme në nivel lokal dhe në distancë, dhe kush përgjigjet?
• Cilat teste pranimi në fabrikë dhe në vend tregojnë secilin modalitet operimi?
• Cilat pjesë këmbimi, mbështetje për firmware dhe shërbime në terren janë në dispozicion?
• Kush zotëron zëvendësimin, transportin dhe trajtimin e baterive në fund të jetës së tyre?

Si e trajton Huijue energjinë e vendeve të telekomunikacionit

Huijue zhvillon zgjidhje të integruara të energjisë telekomunikuese që kombinojnë furnizimin, shpërndarjen, rezervimin, mbrojtjen dhe monitorimin rreth kërkesave operative të vendit. Në varësi të projektit, arkitektura mund të përfshijë gjenerimin fotovoltaik, kontrollin MPPT, ruajtjen e baterive të litiumit, energjinë nominale -48 V DC, hyrjen në rrjet ose gjenerator, kontrollin mjedisor dhe menaxhimin e energjisë në distancë.

Propozimi duhet të fillojë me prova, jo me një madhësi të paracaktuar të kabinetit. Të dhëna të dobishme janë koordinatat, profili i ngarkesës, objektivi i autonomisë, dritarja e tensionit, historiku i rrjetit dhe gjeneratorit, kufijtë e klimës, zona e disponueshme diellore, protokolli i komunikimit dhe zgjerimi i pritur. Nga aty, ekipi i inxhinierisë mund të krahasojë arkitekturat dhe të identifikojë se cilat supozime kanë nevojë për konfirmim në terren.

Pyetjet më të shpeshta

A mund të funksionojë një kullë telekomunikacioni tërësisht me energji diellore?

Po, aty ku burimi diellor, zona e pahijëzuar, kapaciteti i ruajtjes dhe ngarkesa janë të pajtueshme. Një model i serive kohore duhet të testojë ende sezonin me diell të ulët dhe rikuperimin e kërkuar. Vendet kritike mund të mbajnë një gjenerator ose një burim tjetër rezervë për ngjarje të rralla.

Sa panele diellore i duhen një kulle celulare?

Nuk ka një përgjigje të besueshme vetëm nga lloji i kullës. Numri i paneleve varet nga ngarkesa ditore, vlerësimi i paneleve, rrezet e diellit të muajit të projektimit, temperatura, hija, humbjet e sistemit, orientimi dhe kufiri i rritjes. Filloni me kWh në ditë, jo me një rregull të përgjithshëm panel-për-kullë.

A ka nevojë gjithmonë një inverter për një lokacion telekomunikacioni me energji diellore?

Jo. Shumë ngarkesa telekomunikacioni përdorin tension nominal -48 V DC dhe mund të furnizohen përmes një arkitekture të përshtatshme DC. Një inverter është i nevojshëm për ngarkesat AC. Heqja e fazave të panevojshme të konvertimit mund të zvogëlojë humbjet dhe të thjeshtojë rrugën e energjisë.

Sa autonomi e baterisë është e përshtatshme?

Operatori duhet të përcaktojë autonominë nga objektivi i shërbimit, moti, besueshmëria e burimit dhe koha e reagimit. Një vendndodhje e asistuar nga rrjeti mund të ketë nevojë për orë të tëra, ndërsa një vendndodhje e largët jashtë rrjetit mund të kërkojë shumë më tepër kohë. Autonomia më e gjatë rrit koston, gjurmën dhe kërkesën për rikuperim.

A mund të montohen panele diellore në kullën e telekomunikacionit?

Ato mund të funksionojnë në disa konfigurime të projektuara, por duhet të vlerësohen struktura, ngarkesa e erës, hija, drejtimi i kabllove, mjedisi RF dhe qasja në mirëmbajtje. Montimi në tokë është shpesh më i thjeshtë kur ka tokë të sigurt në dispozicion.