Која је опрема потребна за изградњу фотонапонске комуникационе локације? Водич за изградњу фотонапонских комуникационих локација

Фотонапонска комуникациона локација је иновативни облик инфраструктуре који комбинује технологију производње фотонапонске енергије са изградњом комуникационих базних станица. Она обезбеђује стабилно и поуздано напајање комуникационе опреме у подручјима са лошом покривеношћу мрежом, као што су удаљени региони, планинска подручја и острва. Овај чланак ће пружити детаљан преглед основне и помоћне опреме потребне за изградњу фотонапонских комуникационих локација, као и кључна разматрања конфигурације, нудећи практичне смернице за стручњаке у индустрији.

I. Основна опрема за производњу електричне енергије

1. Фотонапонски модули (соларни панели)

Фотонапонски модули су „срце“ целог система, одговорни за претварање соларне енергије у једносмерну струју (DC). Комуникационе локације обично користе монокристалне или поликристалне силицијумске соларне панеле, са снагом која се генерално креће од 200W до 400W. Број и капацитет фотонапонских модула морају бити одговарајуће конфигурисани на основу потрошње енергије комуникационе опреме и локалних услова сунчеве светлости. Препоручује се избор брендираних производа са високом ефикасношћу конверзије и јаком отпорношћу на временске услове, као и резервисање маргине капацитета од 15%–20%.

2. Фотонапонски инвертори

Инвертори претварају једносмерну струју коју генеришу фотонапонски модули у наизменичну струју за употребу у комуникационој опреми. За комуникационе локације препоручују се инвертори са чистим синусним таласом, јер производе чист излазни таласни облик који штити осетљиву комуникациону опрему. Што се тиче избора снаге, номинална снага инвертора треба да буде 1.5 до 2 пута већа од укупне потрошње енергије комуникационе опреме како би се осигурао стабилан рад чак и током вршних оптерећења.

3. Банка батерија

Батерија служи као „резервоар енергије“ за фотонапонске комуникационе локације, напајајући комуникациону опрему ноћу или током облачног или кишовитог времена. Три уобичајена типа су оловно-киселинске батерије, гел батерије и литијум-јонске батерије. Оловно-киселинске батерије су јефтиније, али имају краћи век трајања; гел батерије захтевају мало одржавања и погодне су за локације без посаде; иако су литијум-јонске батерије скупље, нуде дуг век трајања и високу густину енергије, што их чини преферираним избором за локације високе класе. Капацитет батерије мора се израчунати на основу локалног максималног броја узастопних кишних дана и просечне дневне потрошње енергије комуникационе опреме.

II. Опрема за дистрибуцију и управљање електричном енергијом

1. PV контролер

PV контролер служи као „мозак“ фотонапонског система за производњу енергије. Он управља процесом пуњења од PV модула до батерија, спречава прекомерно пуњење и прекомерно пражњење и продужава век трајања батерије. За комуникационе локације препоручује се избор MPPT (Maximum Power Point Tracking) контролера, који може побољшати ефикасност производње енергије за 15%–30% у поређењу са PWM контролерима. Номинална струја контролера треба да буде већа од 1.25 пута струје кратког споја PV модула.

2. Орман за дистрибуцију електричне енергије

Разводни ормар се користи за централизовано управљање и дистрибуцију електричне енергије и укључује заштитне компоненте као што су прекидачи, осигурачи и заштитници од пренапона. Разводни ормар на комуникационој локацији мора имати вишеструке заштитне функције, укључујући заштиту од грома, заштиту од преоптерећења и заштиту од кратког споја, како би се осигурала безбедност напајања. Ормар треба да има степен заштите IP65 како би издржао тешке спољне услове.

3. Систем за праћење

Систем за даљинско праћење служи као „очи“ локације за комуникацију са фотонапонским системима, способан за праћење кључних параметара у реалном времену као што су производња енергије фотонапонских модула, ниво напуњености батерије, статус инвертора и температура околине. Подаци се преносе у центар за праћење путем 4G/5G мрежа или сателитске комуникације, омогућавајући рад без надзора и упозорења о кваровима. Систем за праћење треба да укључује функције као што су складиштење историјских података, обавештења о алармима и даљинско управљање.

III. Структура и опрема за инсталацију

1. Системи за монтажу фотонапонских панела

Системи за монтажу фотонапонских модула користе се за осигуравање и подупирање фотонапонских модула; одговарајући тип мора се одабрати на основу топографских услова места инсталације. За инсталације монтиране на земљу, могу се користити бетонски темељи или завртњасти шипови; инсталације на крову захтевају разматрање носивости и хидроизолације; инсталације на коси захтевају системе за монтажу са подесивим углом. Материјали за монтажу треба да буду од топло поцинкованог челика или легуре алуминијума, које нуде одличну отпорност на корозију.

2. Ормарићи и полице

Комуникациона опрема мора бити инсталирана у ормарићима са високим степеном заштите. Ормарићи обично имају степен заштите IP55 или IP65, пружајући отпорност на прашину, воду и корозију. Унутрашњост ормарића захтева рационалан распоред са одговарајућим простором за одвођење топлоте и мора бити опремљена системом за контролу температуре (вентилатори или клима уређај) како би се осигурало да опрема ради на одговарајућој температури.

3. Каблови и конектори

Фотонапонски системи захтевају употребу специјализованих фотонапонских каблова отпорних на УВ зрачење, високе температуре и ниске температуре. Каблови за напајање комуникационе опреме треба да буду заштићени како би се минимизирале електромагнетне сметње. Сви конектори морају бити водоотпорни и отпорни на прашину; препоручују се производи индустријског квалитета као што су MC4 конектори.

IV. Безбедносна и помоћна опрема

1. Систем заштите од удара грома

Пошто се локације за комуникацију са фотонапонским системима обично налазе на отвореним површинама, заштита од удара грома је посебно важна. Морају бити инсталирани громобрани и уређаји за заштиту од пренапона (SPD), а мора се успоставити и одговарајући систем уземљења. Отпор уземљења треба да буде мањи од 10 Ω како би се осигурало безбедно расипање струје током удара грома.

2. Опрема за заштиту од пожара

Унутрашњост ормарића треба да буде опремљена аутоматским системима за гашење пожара (као што су системи за хептафлуоропропан), а опрема за гашење пожара, као што су апарати за гашење пожара сувим прахом, треба да буде постављена на лицу места. Систем за праћење треба да интегрише функције детектора дима и температуре.

3. Опрема за праћење животне средине

Инсталирајте опрему за праћење животне средине, као што су сензори температуре и влажности, као и сензори брзине и правца ветра, како бисте обезбедили подршку за податке о животној средини за рад система. У екстремним временским условима, систем може аутоматски да прилагоди своју стратегију рада како би заштитио безбедност опреме.

V. Кључне тачке и препоруке за конфигурацију

1. Принцип усклађивања капацитета

Капацитет фотонапонских модула, капацитет батерије и снага инвертора морају бити разумно усклађени. Генерално, конфигурација прати однос „снага фотонапонског модула : капацитет батерије : снага инвертора = 1:1.2:1.5“, мада би требало извршити специфична прилагођавања на основу локалних услова сунчеве светлости и потрошње енергије комуникационе опреме.

2. Дизајн редундантности

Узимајући у обзир факторе као што су старење опреме и смањење ефикасности, препоручује се резервисање 20%–30% редундантности капацитета током пројектовања система. За критичну опрему као што су контролери и инвертори, препоручује се конфигурација редундантности N+1.

3. Погодност одржавања

Распоред опреме треба да олакша одржавање и поправке, са довољним резервисаним оперативним простором. Батеријске блокове треба инсталирати на добро проветреним местима како би се омогућила лака замена. Систем за праћење треба да пружи детаљне информације о статусу опреме како би се олакшала дијагноза кварова.

4. Анализа трошкова и користи

Приликом избора опреме, фактори као што су почетна инвестиција, трошкови рада и одржавања и век трајања морају се свеобухватно узети у обзир. Иако врхунска опрема подразумева већа почетна улагања, она може смањити укупне трошкове власништва (TCO) на дужи рок.

Изградња фотонапонских комуникационих локација је систематски инжењерски пројекат који захтева избор одговарајућих конфигурација опреме на основу специфичних сценарија примене. Препоручује се спровођење детаљних истраживања локације и анализа оптерећења пре реализације пројекта како би се развио научно утемељен план изградње. Поред тога, требало би успоставити свеобухватни систем управљања радом и одржавањем, са редовним инспекцијама и одржавањем опреме како би се осигурао дугорочно стабилан рад комуникационих локација. Са континуираним напретком фотонапонске технологије и континуираним смањењем трошкова, фотонапонске комуникационе локације ће играти све важнију улогу у више области, пружајући поуздану комуникациону покривеност за удаљена подручја.