為通信電源設(shè)計(jì)太陽能光伏方案

　　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，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(yīng)在2010年1月31日之前向公約秘書處提交經(jīng)濟(jì)層面量化的2020年排放目標(biāo)，發(fā)展中國家應(yīng)提交在可持續(xù)發(fā)展的情況下計(jì)劃實(shí)行的延緩氣候變化舉措。

　　節(jié)能減排是貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、構(gòu)建和諧社會(huì)的重大舉措，是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的必然選擇，是推進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式的必由之路，是維護(hù)中華民族長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的必然要求。我國“十一五”規(guī)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(tǒng)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(jié)能減排。早在兩年前，原信息產(chǎn)業(yè)部就宣稱：?jiǎn)尉屯ㄐ判袠I(yè)來講，我國通信行業(yè)年耗電超過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(tǒng)節(jié)能減排，不但有利于運(yùn)營商節(jié)約成本，更能實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變，提高企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力，同時(shí)節(jié)能減排也是運(yùn)營企業(yè)所應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。

　　自1954年恰賓和皮爾松在貝爾實(shí)驗(yàn)室第一次研制出實(shí)用的單晶硅太陽電池開始，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，晶體硅太陽能光伏組件已經(jīng)成為成熟的商用化產(chǎn)品。太陽能光伏發(fā)電在通訊供電領(lǐng)域的應(yīng)用也經(jīng)過了多年探索。由于太陽能光伏發(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，太陽能光伏發(fā)電占據(jù)了通訊系統(tǒng)節(jié)能減排最重要的地位。

　　中興通訊在太陽能光伏供電應(yīng)用方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，在已執(zhí)行的海外通訊項(xiàng)目中，累計(jì)在網(wǎng)運(yùn)行的太陽能光伏發(fā)電總?cè)萘砍^10兆峰瓦（1兆=106）。2009年6月，中興通訊應(yīng)邀提供了上海世博會(huì)場(chǎng)館移動(dòng)通信基站的太陽能光伏供電解決方案。本著節(jié)能減排最大化，充分利用太陽能資源的原則，特別推薦“最佳利用型”太陽能光伏供電解決方案。

　　世博會(huì)場(chǎng)館移動(dòng)基站對(duì)太陽能供電要求的特點(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(qū)各月太陽輻照量差別較大。

　　●熱點(diǎn)通信地區(qū)基站功耗較大。

　　●組件安裝方式需要根據(jù)現(xiàn)有建筑條件設(shè)計(jì)。

　　●對(duì)通信供電可靠性要求特別高。

　　通信設(shè)備功耗如表1所示。

　　上海地區(qū)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(jù)“最佳利用型”太陽能光伏供電解決方案設(shè)計(jì)原則，按照全年能接收到的最大太陽輻射量設(shè)計(jì)光伏陣列安裝傾角，最大化利用太陽能資源，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(yùn)營性支出）均最低。按照蓄電池備份供電時(shí)間3天設(shè)計(jì)蓄電池容量，延長(zhǎng)蓄電池使用壽命和供電高可靠性。

　　由此計(jì)算得出太陽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)的日均太陽輻射能如圖1所示。

　　通過一系列的運(yùn)算，太陽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)行太陽能光伏組件容量配置驗(yàn)證。

　　由圖2可以看出，“最佳利用型”太陽能光伏供電方案中，太陽能光伏發(fā)電量只在太陽輻照量最多的月份恰好滿足負(fù)載消耗，而其他月份的發(fā)電量均不足以維持負(fù)載供電。太陽能光伏發(fā)電量不夠負(fù)載耗電量的部分，通過供電系統(tǒng)中太陽能充放電控制器的控制，自動(dòng)由市電補(bǔ)充供給。市電補(bǔ)充供電量只占負(fù)載總耗電量的8%，說明此方案最大程度的利用了太陽能光伏發(fā)電能力。太陽能光伏發(fā)電全年累計(jì)為負(fù)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(jì)算，每年可以減少CO2排放量約6700kg，相當(dāng)于減少燃燒約4800kg煤。