Koja je oprema potrebna za izgradnju fotonaponskog komunikacijskog mjesta? Vodič za izgradnju fotonaponskih komunikacijskih mjesta

Fotonaponska komunikacijska lokacija inovativan je oblik infrastrukture koji kombinira tehnologiju proizvodnje fotonaponske energije s izgradnjom komunikacijskih baznih stanica. Osigurava stabilnu i pouzdanu opskrbu energijom za komunikacijsku opremu u područjima sa slabom pokrivenošću mrežom, kao što su udaljene regije, planinska područja i otoci. Ovaj članak pružit će detaljan pregled osnovne i pomoćne opreme potrebne za izgradnju fotonaponskih komunikacijskih lokacija, kao i ključna razmatranja konfiguracije, nudeći praktične smjernice za stručnjake u industriji.

I. Osnovna oprema za proizvodnju energije

1. Fotonaponski moduli (solarni paneli)

Fotonaponski moduli su „srce“ cijelog sustava, odgovorno za pretvaranje solarne energije u istosmjernu struju (DC). Komunikacijske lokacije obično koriste monokristalne ili polikristalne silicijske solarne panele, s nazivnom snagom koja se općenito kreće od 200 W do 400 W. Broj i kapacitet fotonaponskih modula moraju biti odgovarajuće konfigurirani na temelju potrošnje energije komunikacijske opreme i lokalnih uvjeta sunčeve svjetlosti. Preporučuje se odabir robnih marki s visokom učinkovitošću pretvorbe i jakom otpornošću na vremenske uvjete te rezerviranje marže kapaciteta od 15%-20%.

2. Fotonaponski pretvarači

Inverteri pretvaraju istosmjernu struju koju generiraju fotonaponski moduli u izmjeničnu struju za korištenje u komunikacijskoj opremi. Za komunikacijske lokacije preporučuju se inverteri s čistim sinusnim valom, jer proizvode čist izlazni valni oblik koji štiti osjetljivu komunikacijsku opremu. Što se tiče odabira snage, nazivna snaga invertera trebala bi biti 1.5 do 2 puta veća od ukupne potrošnje energije komunikacijske opreme kako bi se osigurao stabilan rad čak i tijekom vršnih opterećenja.

3. Banka baterija

Baterijska sklopka služi kao „spremnik energije“ za fotonaponske komunikacijske lokacije, opskrbljujući komunikacijsku opremu energijom noću ili tijekom oblačnog ili kišnog vremena. Tri uobičajene vrste su olovne baterije, gel baterije i litij-ionske baterije. Olovne baterije su jeftinije, ali imaju kraći vijek trajanja; gel baterije zahtijevaju malo održavanja i prikladne su za lokacije bez posade; iako su litij-ionske baterije skuplje, nude dugi vijek trajanja i visoku gustoću energije, što ih čini poželjnim izborom za lokacije visoke klase. Kapacitet baterije mora se izračunati na temelju lokalnog maksimalnog broja uzastopnih kišnih dana i prosječne dnevne potrošnje energije komunikacijske opreme.

II. Oprema za distribuciju i upravljanje energijom

1. PV regulator

PV kontroler služi kao "mozak" fotonaponskog sustava za proizvodnju energije. Upravlja procesom punjenja od PV modula do baterija, sprječava prekomjerno punjenje i prekomjerno pražnjenje te produžuje vijek trajanja baterije. Za komunikacijske lokacije preporučuje se odabir MPPT (Maximum Power Point Tracking) kontrolera, koji može poboljšati učinkovitost proizvodnje energije za 15% - 30% u usporedbi s PWM kontrolerima. Nazivna struja kontrolera trebala bi biti veća od 1.25 puta struje kratkog spoja PV modula.

2. Ormar za distribuciju energije

Razvodni ormarić koristi se za centralizirano upravljanje i distribuciju električne energije te uključuje zaštitne komponente poput prekidača, osigurača i prenaponskih zaštita. Razvodni ormarić na komunikacijskoj lokaciji mora imati više zaštitnih funkcija, uključujući zaštitu od munje, zaštitu od preopterećenja i zaštitu od kratkog spoja, kako bi se osigurala sigurnost napajanja. Ormarić bi trebao imati stupanj zaštite IP65 kako bi izdržao teške vanjske uvjete.

3. Sustav praćenja

Sustav daljinskog nadzora služi kao "oči" lokacije za komunikaciju s fotonaponskim sustavima, sposoban za praćenje ključnih parametara u stvarnom vremenu kao što su proizvodnja energije fotonaponskog modula, razina napunjenosti baterije, status pretvarača i temperatura okoline. Podaci se prenose u nadzorni centar putem 4G/5G mreža ili satelitske komunikacije, omogućujući rad bez nadzora i upozorenja o greškama. Sustav nadzora trebao bi uključivati ​​funkcije kao što su pohrana povijesnih podataka, obavijesti o alarmima i daljinsko upravljanje.

III. Struktura i instalacijska oprema

1. Sustavi za montažu fotonaponskih panela

Sustavi za montažu fotonaponskih modula koriste se za pričvršćivanje i podupiranje fotonaponskih modula; odgovarajući tip mora se odabrati na temelju topografskih uvjeta mjesta ugradnje. Za instalacije montirane na tlu mogu se koristiti betonski temelji ili vijčani piloti; instalacije na krovu zahtijevaju razmatranje nosivosti i hidroizolacije; instalacije na nagibu zahtijevaju sustave montaže s podesivim kutom. Materijali za montažu trebaju biti od vruće pocinčanog čelika ili aluminijske legure, koji nude izvrsnu otpornost na koroziju.

2. Ormari i police

Komunikacijska oprema mora biti ugrađena u ormare s visokim stupnjem zaštite. Ormari obično imaju stupanj zaštite IP55 ili IP65, što im omogućuje otpornost na prašinu, vodu i koroziju. Unutrašnjost ormara zahtijeva racionalan raspored s odgovarajućim prostorom za odvođenje topline i mora biti opremljena sustavom za kontrolu temperature (ventilatorima ili klima uređajem) kako bi se osiguralo da oprema radi na odgovarajućoj temperaturi.

3. Kabeli i konektori

Fotonaponski sustavi zahtijevaju upotrebu specijaliziranih PV kabela s UV otpornošću, otpornošću na visoke temperature i otpornošću na niske temperature. Kabeli za napajanje komunikacijske opreme trebaju biti zaštićeni kako bi se smanjile elektromagnetske smetnje. Svi konektori moraju biti vodootporni i otporni na prašinu; preporučuju se industrijski proizvodi poput MC4 konektora.

IV. Sigurnosna i pomoćna oprema

1. Sustav zaštite od munje

Budući da se lokacije za fotonaponsku komunikaciju obično nalaze na otvorenim područjima, zaštita od munje je posebno važna. Moraju se ugraditi gromobranske cijevi i uređaji za zaštitu od prenapona (SPD) te uspostaviti odgovarajući sustav uzemljenja. Otpor uzemljenja trebao bi biti manji od 10 Ω kako bi se osiguralo sigurno odvođenje struje tijekom udara groma.

2. Oprema za zaštitu od požara

Unutrašnjost ormara trebala bi biti opremljena automatskim sustavima za gašenje požara (kao što su sustavi s heptafluoropropanskim plinom), a oprema za gašenje požara, poput aparata za gašenje požara suhim prahom, trebala bi biti postavljena na licu mjesta. Sustav nadzora trebao bi uključivati ​​funkcije alarma za dim i temperaturu.

3. Oprema za praćenje okoliša

Instalirajte opremu za praćenje okoliša, kao što su senzori temperature i vlažnosti, kao i senzori brzine i smjera vjetra, kako biste osigurali podršku podacima o okolišu za rad sustava. U ekstremnim vremenskim uvjetima, sustav može automatski prilagoditi svoju strategiju rada radi zaštite sigurnosti opreme.

V. Ključne točke i preporuke za konfiguraciju

1. Princip usklađivanja kapaciteta

Kapacitet fotonaponskih modula, kapacitet baterije i snaga pretvarača moraju biti razumno usklađeni. Općenito, konfiguracija slijedi omjer „snaga fotonaponskog modula : kapacitet baterije : snaga pretvarača = 1:1.2:1.5“, iako bi trebalo napraviti specifične prilagodbe na temelju lokalnih uvjeta sunčeve svjetlosti i potrošnje energije komunikacijske opreme.

2. Dizajn redundantnosti

Uzimajući u obzir čimbenike poput starenja opreme i smanjenja učinkovitosti, preporučuje se rezervirati 20%–30% redundancije kapaciteta tijekom projektiranja sustava. Za kritičnu opremu poput kontrolera i pretvarača preporučuje se konfiguracija redundancije N+1.

3. Praktičnost održavanja

Raspored opreme trebao bi omogućiti održavanje i popravke, s dovoljno rezerviranog operativnog prostora. Baterijske sklopove treba postaviti na dobro prozračenim mjestima kako bi se omogućila jednostavna zamjena. Sustav nadzora trebao bi pružati detaljne informacije o statusu opreme kako bi se olakšala dijagnostika kvara.

4. Analiza troškova i koristi

Prilikom odabira opreme, čimbenici poput početnog ulaganja, troškova rada i održavanja te vijeka trajanja moraju se sveobuhvatno uzeti u obzir. Iako vrhunska oprema uključuje veća početna ulaganja, dugoročno može smanjiti ukupne troškove vlasništva (TCO).

Izgradnja fotonaponskih komunikacijskih lokacija sustavni je inženjerski projekt koji zahtijeva odabir odgovarajućih konfiguracija opreme na temelju specifičnih scenarija primjene. Preporučuje se provođenje detaljnih istraživanja lokacije i analiza opterećenja prije provedbe projekta kako bi se razvio znanstveno utemeljen plan gradnje. Osim toga, treba uspostaviti sveobuhvatan sustav upravljanja radom i održavanjem, s redovitim pregledima i održavanjem opreme kako bi se osigurao dugoročni stabilan rad komunikacijskih lokacija. S kontinuiranim napretkom fotonaponske tehnologije i kontinuiranim padom troškova, fotonaponske komunikacijske lokacije igrat će sve važniju ulogu u više područja, pružajući pouzdanu komunikacijsku pokrivenost za udaljena područja.