Vai telekomunikāciju bāzes stacijām ir nepieciešama enerģijas uzkrāšana?

Telekomunikāciju tīklu darbībā bāzes staciju stabilitāte ir tieši saistīta ar to barošanas avota uzticamību. Vairumā izvietošanas scenāriju enerģijas uzkrāšanas sistēmas (ESS) konfigurēšana vairs nav izvēles jauninājums — tas ir viens no galvenajiem faktoriem, kas nosaka, vai vietne var darboties stabili.

Bāzes stacijas enerģijas uzkrāšanas nepieciešamību var analizēt no trim aspektiem: inženiertehniskās loģikas, izmaksu struktūras un darbības vadības.

1. Kurām telekomunikāciju vietnēm ir jābūt enerģijas uzglabāšanas ierīcēm?

Dažādu veidu telekomunikāciju objektiem ir atšķirīga enerģijas uzkrāšanas atkarības pakāpe. Praksē šādi scenāriji būtībā ir neatdalāmi no EUS:

1. Attālinātas vai ārpus tīkla esošas vietas

Kalnainos apvidos, salās, tuksnešos un citos attālos reģionos elektrotīkls vai nu nespēj sasniegt šo vietu, vai arī tas ir ļoti neuzticams, padarot objektus atkarīgus no dīzeļģeneratoriem.

Izaicinājumi ir šādi:

• Augstas dīzeļdegvielas transporta izmaksas
• Ilgi apgādes cikli
• Liela atkarība no roku darba ekspluatācijas un uzturēšanas (O&M) jomā

Šādos apstākļos ESS kļūst par objekta galveno enerģijas mugurkaulu — parasti apvienojumā ar saules vai vēja enerģiju, veidojot PV+uzkrāšanas+dīzeļdegvielas vai vēja+saules+uzkrāšanas hibrīdsistēmu. Bez enerģijas uzkrāšanas nepārtraukta darbība šajās vietās ir praktiski neiespējama.

2. Nestabili režģa reģioni

Dažos jaunattīstības reģionos vai apgabalos ar vāju energoinfrastruktūru bieži rodas biežas elektroenerģijas padeves pārtraukumi un lielas sprieguma svārstības.

Šādos gadījumos:

• Bāzes stacijas jaudas zuduma risks ir augsts
• Tīkla pārtraukumu biežums palielinās
• SLA saistības ir grūti izpildīt

ESS var pārslēgties uz rezerves barošanu dažu milisekundžu laikā, novēršot sakaru pārtraukumus, padarot to par kritiski svarīgu tīkla stabilitātes uzturēšanas komponentu.

3. Augstas elektroenerģijas izmaksas vai maksimālās un ielejas cenu atšķirību reģioni

Apgabalos, kur komerciālās elektroenerģijas cenas ir augstas, elektroenerģijas izmaksas veido ievērojamu daļu no objekta ekspluatācijas izdevumiem. EUS var samazināt šīs izmaksas, veicot šādas darbības:

• Maksimāla skūšanās un ieleju aizpildīšana (uzlāde zema ātruma periodos, izlāde augsta ātruma periodos)
• Enerģijas patēriņa profila optimizēšana

Tas ļauj ietaupīt elektroenerģiju par 20–40 %. Šādos gadījumos enerģijas uzkrāšana ir ne tikai uzticamības rādītājs, bet arī galvenais instruments ekspluatācijas izmaksu samazināšanai.

4. Augstas noslodzes 5G bāzes stacijas

5G bāzes stacijas parasti patērē 3–6 kW vai vairāk, kas rada stingrākas prasības attiecībā uz strāvas nepārtrauktību. ESS pilda šādas lomas:

• Slodzes svārstību izlīdzināšana
• Buferē momentānus jaudas lēcienus
• Iekārtu neparastu izslēgšanu novēršana

To var uzskatīt par "bufera slāni" energosistēmā.

1. Kāpēc ESS ir attīstījusies no “rezerves barošanas avota” par “pamatsistēmu”?

Agrāk enerģijas uzkrāšana parasti tika saprasta kā vienkārši "gaismas ieslēgšana strāvas padeves pārtraukuma laikā". Šis priekšstats vairs nav atbilstošs mūsdienu telekomunikāciju tīklos.

1. No rezerves barošanas avota līdz enerģijas sadales centram

Mūsdienu EUS ne tikai nodrošina rezerves barošanu, bet arī piedalās jaudas sadalē, tostarp enerģijas uzkrāšanā, jaudas regulēšanā un sprieguma stabilizēšanā. Būtībā tā ir kļuvusi par telekomunikāciju energosistēmas “dispečeru mezglu”.

2. Atjaunojamie energoresursi nevar darboties bez uzglabāšanas

Pēc atjaunojamo energoresursu, piemēram, saules un vēja, integrēšanas elektroenerģijas ražošana kļūst neregulāra: dienas laikā ražošana sasniedz maksimumu, bet naktī apstājas, un laikapstākļu izmaiņas ietekmē ražošanu. Bez enerģijas uzglabāšanas sistēmas (ESS) saražoto enerģiju nevar droši izmantot. Tāpēc enerģijas uzkrāšana ir priekšnoteikums atjaunojamo energoresursu integrācijai telekomunikāciju objektos.

3. ESS tieši ietekmē OPEX

Telekomunikāciju vietnes ilgtermiņa izmaksas galvenokārt ietver elektrības rēķinus, dīzeļdegvielas izmaksas (attālos rajonos) un ekspluatācijas un uzturēšanas izdevumus. ESS var vienlaikus risināt visus trīs jautājumus:

• Samaziniet elektrības rēķinus
• Samazināts dīzeļdegvielas patēriņš
• Mazāks manuālo pārbaužu biežums

III. Vai enerģijas uzkrāšanas ieviešana ir rentabla?

Ņemot par piemēru tipisku telekomunikāciju vietni:

Bāzes parametri: Jaudas patēriņš 5 kW, gada patēriņš ~43 800 kWh, elektroenerģijas tarifs 0.8 CNY/kWh, gada rēķins par elektrību ~35 000 CNY.

Izmantojot ESS (apvienojumā ar maksimālās slodzes samazināšanu vai pamata saules enerģiju): ietaupījuma līmenis 20–40 %, gada ietaupījums aptuveni 7,000–14 000 Ķīnas juaņu.

Atmaksāšanās periods: aptuveni 3–5 gadi. Bāzes stacijas dzīves cikls: 8–10+ gadi. Ilgtermiņā enerģijas uzkrāšana ir vērtību radošs ieguldījums, nevis tikai izmaksas.

1. "Slēptā vērtība", kas bieži tiek ignorēta
2. Zaudējumu novēršana objekta dīkstāves dēļ

Sakaru pārtraukumi var izraisīt lietotāju sūdzības, SLA sodus un zīmola bojājumus — zaudējumus, kas bieži vien pārsniedz pašas elektroenerģijas izmaksas.

2. Inteliģentas ekspluatācijas un uzturēšanas iespējošana

Integrēta ar enerģijas pārvaldības sistēmu (EMS), ESS nodrošina attālinātu uzraudzību, automatizētu dispečeru un agrīnu kļūmju brīdināšanu. Ekspluatācijas un uzturēšanas (O&M) process pāriet no manuālām pārbaudēm uz sistēmas vadītu pārvaldību, ievērojami samazinot darbaspēka izmaksas.

3. Atbalstot nākotnes enerģijas arhitektūras

Attīstoties enerģētikas videi, telekomunikāciju uzņēmumi var piedalīties virtuālajās elektrostacijās (VPP), izkliedētā enerģijas dispečervadībā un elektroenerģijas tirdzniecībā. Bez enerģijas uzkrāšanas dalība šajos jaunajos enerģijas modeļos nav iespējama.

1. Vai lielāks vienmēr ir labāks enerģijas uzglabāšanai?

Atbilde ir nē — ESS kapacitātei ir jābūt pielāgotai konkrētajam scenārijam:

• Pilsētu objekti: mazas ietilpības enerģijas taupīšanas sistēma (ESS), kas koncentrējas uz rezerves jaudu un maksimālās slodzes samazināšanu
• Piepilsētas vai vāji attīstītas elektrotīkla zonas: vidējas jaudas enerģijas piegādes sistēmas (ESS), kas uzlabo piegādes stabilitāti
• Attālinātas vai ārpus tīkla pieslēgtas vietas: lielas ietilpības ESS (4–24 stundas) apvienojumā ar saules vai dīzeļdegvielas sistēmām
• Ekstrēmās vidēs (salas, tuksneši): integrētas fotoelektriskās (PV) + enerģijas uzglabāšanas + dīzeļdegvielas sistēmas, kurās galvenais enerģijas avots ir ESS

1. Telekomunikāciju energosistēmu pārveide notiek
2. No “enerģijas patēriņa” līdz “enerģijas pārvaldībai”

Elektroenerģija vairs nav tikai patērēts resurss — tā ir dispečerējams, optimizējams sistēmas aktīvs.

2. No viena avota piegādes līdz vairāku enerģijas avotu papildināmībai

Tradicionālais modelis: elektrotīkla enerģija + dīzeļdegviela. Jaunais modelis: saules enerģija + uzglabāšana + elektrotīkla enerģija + dīzeļdegviela. Kooperatīva darbība ar vairākiem avotiem uzlabo kopējo efektivitāti.

3. No izmaksu centra līdz enerģijas aktīvam

Nākotnē enerģijas uzglabāšana ne tikai samazinās izmaksas, bet arī var piedalīties ieņēmumu gūšanā.

VII. Secinājums

No inženiertehniskā un ekspluatācijas viedokļa jautājums lielākajai daļai telekomunikāciju objektu nav par to, vai izvietot enerģijas uzkrāšanas risinājumus, bet gan par to, kā tos atbilstoši konfigurēt:

• Attālinātām vietnēm: ESS nosaka, vai vietne vispār var darboties.
• Pilsētu teritorijām: ESS nosaka, vai izmaksas ir pārvaldāmas
• 5G tīkliem: ESS nosaka, vai sistēma saglabā stabilitāti.

Tā kā telekomunikāciju tīkli attīstās, virzoties uz lielākām slodzēm un augstākām uzticamības prasībām, enerģijas uzkrāšana ir kļuvusi par pamatprasību, nevis izvēles funkciju. Ja plānojat vai optimizējat elektroapgādes sistēmu telekomunikāciju objektam, pareiza ESS jaudas noteikšana, tās pielāgošana jūsu lietojumprogrammas scenārijam un tādu risinājumu kā āra bāzes staciju korpusu integrēšana būs galvenie faktori, lai uzlabotu gan projekta ieguldījumu atdevi, gan darbības stabilitāti.