Kāds aprīkojums ir nepieciešams fotoelektrisko sakaru punkta izveidei? Fotoelektrisko sakaru punktu izveides ceļvedis

Fotoelektriskā sakaru stacija ir inovatīva infrastruktūras forma, kas apvieno fotoelektriskās enerģijas ražošanas tehnoloģiju ar sakaru bāzes staciju būvniecību. Tā nodrošina stabilu un uzticamu sakaru iekārtu barošanu apgabalos ar sliktu tīkla pārklājumu, piemēram, attālos reģionos, kalnainos apgabalos un salās. Šajā rakstā sniegts detalizēts pārskats par galveno un palīgiekārtu, kas nepieciešama fotoelektrisko sakaru staciju būvniecībai, kā arī galvenajiem konfigurācijas apsvērumiem, piedāvājot praktiskus norādījumus nozares profesionāļiem.

I. Galvenās enerģijas ražošanas iekārtas

1. Fotoelektriskie moduļi (saules paneļi)

Fotoelektriskie moduļi ir visas sistēmas “sirds”, kas atbild par saules enerģijas pārveidošanu līdzstrāvā (DC). Sakaru objektos parasti tiek izmantoti monokristāliski vai polikristāliski silīcija saules paneļi, kuru jauda parasti svārstās no 200 W līdz 400 W. Fotoelektrisko moduļu skaits un jauda ir jākonfigurē atbilstoši, ņemot vērā sakaru iekārtu enerģijas patēriņu un vietējos saules gaismas apstākļus. Ieteicams izvēlēties firmas produktus ar augstu konversijas efektivitāti un spēcīgu izturību pret laikapstākļiem, kā arī rezervēt 15–20 % jaudas rezervi.

2. Fotoelektriskie invertori

Invertori pārveido fotoelektrisko moduļu ģenerēto līdzstrāvu maiņstrāvā, ko izmanto sakaru iekārtas. Sakaru objektos ieteicams izmantot tīra sinusoidāla invertorus, jo tie rada tīru izejas viļņu formu, kas aizsargā jutīgas sakaru iekārtas. Runājot par jaudas izvēli, invertora nominālajai jaudai jābūt 1.5 līdz 2 reizes lielākai par sakaru iekārtu kopējo enerģijas patēriņu, lai nodrošinātu stabilu darbību pat maksimālās slodzes laikā.

3. Akumulatoru banka

Akumulatoru banka kalpo kā “enerģijas rezervuārs” fotoelektriskajām sakaru vietām, piegādājot enerģiju sakaru iekārtām naktī vai mākoņainā vai lietainā laikā. Trīs izplatītākie veidi ir svina-skābes akumulatori, gēla akumulatori un litija jonu akumulatori. Svina-skābes akumulatori ir lētāki, bet tiem ir īsāks kalpošanas laiks; gēla akumulatori ir mazprasīgi apkopjami un piemēroti neapkalpotām vietām; lai gan litija jonu akumulatori ir dārgāki, tie piedāvā ilgu cikla kalpošanas laiku un augstu enerģijas blīvumu, padarot tos par vēlamo izvēli augstas klases vietām. Akumulatora ietilpība jāaprēķina, pamatojoties uz vietējo maksimālo secīgu lietainu dienu skaitu un sakaru iekārtu vidējo dienas enerģijas patēriņu.

II. Elektroenerģijas sadales un vadības iekārtas

1. PV kontrolieris

Fotoelektriskais kontrolieris kalpo kā fotoelektriskās enerģijas ražošanas sistēmas “smadzenes”. Tas pārvalda uzlādes procesu no fotoelektriskajiem moduļiem līdz akumulatoriem, novērš pārlādēšanu un pārizlādi, kā arī pagarina akumulatora darbības laiku. Komunikācijas vietām ieteicams izvēlēties MPPT (maksimālās jaudas punkta izsekošanas) kontrolieri, kas var uzlabot enerģijas ražošanas efektivitāti par 15–30 % salīdzinājumā ar PWM kontrolieriem. Kontroliera nominālajai strāvai jābūt lielākai par 1.25 reizēm par fotoelektrisko moduļu īsslēguma strāvu.

2. Elektroenerģijas sadales skapis

Elektrosadales skapis tiek izmantots centralizētai elektroenerģijas pārvaldībai un sadalei, un tajā ir iekļauti aizsargkomponenti, piemēram, slēdži, drošinātāji un pārsprieguma aizsargi. Komunikāciju vietas elektrosadales skapim jābūt aprīkotam ar vairākām aizsardzības funkcijām, tostarp zibens aizsardzību, pārslodzes aizsardzību un īsslēguma aizsardzību, lai nodrošinātu elektroapgādes drošību. Skapim jābūt ar IP65 aizsardzības klasi, lai izturētu skarbus āra apstākļus.

3. Uzraudzības sistēma

Tālvadības uzraudzības sistēma kalpo kā PV sakaru punkta “acis”, kas spēj reāllaikā uzraudzīt tādus galvenos parametrus kā PV moduļu enerģijas ģenerēšana, akumulatora uzlādes līmenis, invertora statuss un apkārtējās vides temperatūra. Dati tiek pārraidīti uz uzraudzības centru, izmantojot 4G/5G tīklus vai satelīta sakarus, nodrošinot bez uzraudzības darbību un traucējumu brīdinājumus. Uzraudzības sistēmai jāietver tādas funkcijas kā vēsturisko datu glabāšana, trauksmes paziņojumi un tālvadība.

III. Konstrukcija un uzstādīšanas aprīkojums

1. PV montāžas sistēmas

Fotoelektrisko moduļu nostiprināšanai un atbalstam tiek izmantotas PV montāžas sistēmas; atbilstošais tips jāizvēlas, pamatojoties uz uzstādīšanas vietas topogrāfiskajiem apstākļiem. Uz zemes montējamām instalācijām var izmantot betona pamatus vai skrūvpāļus; jumta instalācijām jāņem vērā nestspēja un hidroizolācija; slīpuma instalācijām nepieciešamas regulējama leņķa montāžas sistēmas. Montāžas materiāliem jābūt no karstcinkota tērauda vai alumīnija sakausējuma, kas nodrošina izcilu izturību pret koroziju.

2. Skapji un plaukti

Sakaru iekārtas jāuzstāda skapjos ar augstu aizsardzības pakāpi. Skapjiem parasti ir IP55 vai IP65 aizsardzības pakāpe, kas nodrošina putekļu necaurlaidību, ūdensnecaurlaidību un korozijas izturību. Skapju iekšpusei ir nepieciešams racionāls izkārtojums ar pietiekamu vietu siltuma izkliedei, un tām jābūt aprīkotām ar temperatūras kontroles sistēmu (ventilatoriem vai gaisa kondicionētāju), lai nodrošinātu iekārtu darbību atbilstošā temperatūrā.

3. Kabeļi un savienotāji

Fotoelektriskajām sistēmām ir nepieciešami specializēti PV kabeļi ar UV izturību, izturību pret augstu temperatūru un izturību pret zemu temperatūru. Sakaru iekārtu barošanas kabeļiem jābūt ekranētiem, lai samazinātu elektromagnētiskos traucējumus. Visiem savienotājiem jābūt ūdensizturīgiem un putekļu necaurlaidīgiem; ieteicams izmantot rūpnieciskas kvalitātes produktus, piemēram, MC4 savienotājus.

IV. Drošības un palīgiekārtas

1. Zibens aizsardzības sistēma

Tā kā PV sakaru vietas parasti atrodas atklātās vietās, zibensaizsardzība ir īpaši svarīga. Jāuzstāda zibensvadi un pārsprieguma aizsardzības ierīces (SPD), kā arī jāizveido atbilstoša zemējuma sistēma. Zemējuma pretestībai jābūt mazākai par 10 Ω, lai nodrošinātu drošu strāvas izkliedi zibens spēriena laikā.

2. Ugunsdrošības aprīkojums

Skapju iekštelpām jābūt aprīkotām ar automātiskām ugunsdzēsības sistēmām (piemēram, heptafluorpropāna gāzes sistēmām), un uz vietas jānovieto ugunsdzēsības aprīkojums, piemēram, sausā pulvera ugunsdzēšamie aparāti. Uzraudzības sistēmai jāintegrē dūmu un temperatūras trauksmes funkcijas.

3. Vides monitoringa iekārtas

Uzstādiet vides uzraudzības iekārtas, piemēram, temperatūras un mitruma sensorus, kā arī vēja ātruma un virziena sensorus, lai nodrošinātu vides datu atbalstu sistēmas darbībai. Ekstrēmos laika apstākļos sistēma var automātiski pielāgot savu darbības stratēģiju, lai aizsargātu iekārtu drošību.

V. Konfigurācijas galvenie punkti un ieteikumi

1. Jaudas saskaņošanas princips

Fotoelektrisko moduļu jaudai, akumulatora ietilpībai un invertora jaudai ir jābūt saprātīgi saskaņotām. Parasti konfigurācija atbilst attiecībai "fotoelektriskā moduļa jauda: akumulatora ietilpība: invertora jauda = 1:1.2:1.5", lai gan īpašas korekcijas jāveic, pamatojoties uz vietējiem saules gaismas apstākļiem un sakaru iekārtu enerģijas patēriņu.

2. Redundances dizains

Ņemot vērā tādus faktorus kā iekārtu novecošana un efektivitātes degradācija, sistēmas projektēšanas laikā ieteicams rezervēt 20–30 % jaudas redundanci. Kritiskām iekārtām, piemēram, kontrolieriem un invertoriem, ieteicama N+1 redundances konfigurācija.

3. Apkopes ērtības

Iekārtu izvietojumam jābūt tādam, lai būtu iespējams veikt apkopi un remontu, atstājot pietiekami daudz vietas darbībai. Akumulatoru baterijas jāuzstāda labi vēdināmās vietās, lai tās būtu viegli nomainīt. Uzraudzības sistēmai jāsniedz detalizēta informācija par iekārtu stāvokli, lai atvieglotu kļūmju diagnostiku.

4. Izmaksu un ieguvumu analīze

Izvēloties aprīkojumu, visaptveroši jāņem vērā tādi faktori kā sākotnējās investīcijas, ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksas un kalpošanas laiks. Lai gan augstas klases aprīkojumam ir nepieciešamas lielākas sākotnējās investīcijas, tas ilgtermiņā var samazināt kopējās īpašumtiesību izmaksas (TCO).

Fotoelektrisko sakaru punktu būvniecība ir sistemātisks inženiertehnisks projekts, kam nepieciešama atbilstošu iekārtu konfigurāciju izvēle, pamatojoties uz konkrētiem pielietojuma scenārijiem. Pirms projekta īstenošanas ieteicams veikt detalizētus objekta apsekojumus un slodzes analīzi, lai izstrādātu zinātniski pamatotu būvniecības plānu. Turklāt jāizveido visaptveroša ekspluatācijas un uzturēšanas vadības sistēma, paredzot regulāras iekārtu pārbaudes un apkopi, lai nodrošinātu sakaru punktu ilgtermiņa stabilu darbību. Līdz ar fotoelektrisko tehnoloģiju nepārtrauktu attīstību un izmaksu samazināšanos fotoelektriskajām sakaru vietām būs arvien lielāka loma vairākās jomās, nodrošinot uzticamu sakaru pārklājumu attālos apgabalos.