為通信電源設計太陽(yáng)能光伏方案

　　2009年12月，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第15次締約方會(huì )議在丹麥哥本哈根召開(kāi)，并發(fā)表了《哥本哈根協(xié)議》。按照該協(xié)議，工業(yè)化國家應在2010年1月31日之前向公約秘書(shū)處提交經(jīng)濟層面量化的2020年排放目標，發(fā)展中國家應提交在可持續發(fā)展的情況下計劃實(shí)行的延緩氣候變化舉措。

　　節能減排是貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀(guān)、構建和諧社會(huì )的重大舉措，是建設資源節約型、環(huán)境友好型社會(huì )的必然選擇，是推進(jìn)經(jīng)濟結構調整，轉變增長(cháng)方式的必由之路，是維護中華民族長(cháng)遠利益的必然要求。我國“十一五”規劃綱要提出了“十一五”期間單位GDP能耗降低20%左右，主要污染物的排放總量減少10%。

　　通訊系統耗能逐年增加，信息產(chǎn)業(yè)已成全球第五大耗能產(chǎn)業(yè)，亟待大力推動(dòng)節能減排。早在兩年前，原信息產(chǎn)業(yè)部就宣稱(chēng)：?jiǎn)尉屯ㄐ判袠I(yè)來(lái)講，我國通信行業(yè)年耗電超過(guò)200億度以上，已經(jīng)成為一個(gè)高耗能行業(yè)。重視通信系統節能減排，不但有利于運營(yíng)商節約成本，更能實(shí)現增長(cháng)方式轉變，提高企業(yè)可持續發(fā)展能力，同時(shí)節能減排也是運營(yíng)企業(yè)所應承擔的社會(huì )責任。

　　自1954年恰賓和皮爾松在貝爾實(shí)驗室第一次研制出實(shí)用的單晶硅太陽(yáng)電池開(kāi)始，經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀的發(fā)展，晶體硅太陽(yáng)能光伏組件已經(jīng)成為成熟的商用化產(chǎn)品。太陽(yáng)能光伏發(fā)電在通訊供電領(lǐng)域的應用也經(jīng)過(guò)了多年探索。由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電有不受地域限制的特點(diǎn)，與風(fēng)能發(fā)電等其他“綠色”能源相比，太陽(yáng)能光伏發(fā)電占據了通訊系統節能減排最重要的地位。

　　中興通訊在太陽(yáng)能光伏供電應用方面積累了豐富的經(jīng)驗，在已執行的海外通訊項目中，累計在網(wǎng)運行的太陽(yáng)能光伏發(fā)電總容量超過(guò)10兆峰瓦（1兆=106）。2009年6月，中興通訊應邀提供了上海世博會(huì )場(chǎng)館移動(dòng)通信基站的太陽(yáng)能光伏供電解決方案。本著(zhù)節能減排最大化，充分利用太陽(yáng)能資源的原則，特別推薦“最佳利用型”太陽(yáng)能光伏供電解決方案。

　　世博會(huì )場(chǎng)館移動(dòng)基站對太陽(yáng)能供電要求的特點(diǎn)如下。

　　●需要考慮社會(huì )效益，最大化降低全年碳排放量。

　　●上海地區各月太陽(yáng)輻照量差別較大。

　　●熱點(diǎn)通信地區基站功耗較大。

　　●組件安裝方式需要根據現有建筑條件設計。

　　●對通信供電可靠性要求特別高。

　　通信設備功耗如表1所示。

　　上海地區地理位置為緯度31°13‘’48“N，平均海拔7m，氣象資料如表2所示。

　　根據“最佳利用型”太陽(yáng)能光伏供電解決方案設計原則，按照全年能接收到的最大太陽(yáng)輻射量設計光伏陣列安裝傾角，最大化利用太陽(yáng)能資源，減少碳排放量。光伏不足部分能量由市電提供，確?；竟╇奀APAX（資本性支出）和OPAX（運營(yíng)性支出）均最低。按照蓄電池備份供電時(shí)間3天設計蓄電池容量，延長(cháng)蓄電池使用壽命和供電高可靠性。

　　由此計算得出太陽(yáng)能方陣最佳傾斜角為30°（朝向正南）。更進(jìn)一步可繪出不同傾斜角時(shí)的日均太陽(yáng)輻射能如圖1所示。

　　通過(guò)一系列的運算，太陽(yáng)能光伏組件配置需要40塊175Wp，蓄電池組配置3組800AH膠體電池（GEL）。然后進(jìn)行太陽(yáng)能光伏組件容量配置驗證。

　　由圖2可以看出，“最佳利用型”太陽(yáng)能光伏供電方案中，太陽(yáng)能光伏發(fā)電量只在太陽(yáng)輻照量最多的月份恰好滿(mǎn)足負載消耗，而其他月份的發(fā)電量均不足以維持負載供電。太陽(yáng)能光伏發(fā)電量不夠負載耗電量的部分，通過(guò)供電系統中太陽(yáng)能充放電控制器的控制，自動(dòng)由市電補充供給。市電補充供電量只占負載總耗電量的8%，說(shuō)明此方案最大程度的利用了太陽(yáng)能光伏發(fā)電能力。太陽(yáng)能光伏發(fā)電全年累計為負載供電8488.3kWh。按照單位發(fā)電量需要平均碳排放量0.785kg/kWh計算，每年可以減少CO2排放量約6700kg，相當于減少燃燒約4800kg煤。