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关于移动通信网基站节能减排的思考
http://www.cww.net.cn   2012年4月28日 09:42    

对基站空调本身的节能,最为关注的指标是能效比。能效比是指在额定工况和规定条件下,空调进行制冷运行时实际制冷量与实际输入功率之比。这是一个综合性指标,反映了单位输入功率在空调运行过程中转换成的制冷量。基站环境下使用的空调更应关注其中的制冷能效比,即EER。我国自2010年6月1日起开始实施的《房间空气调节器能效限定值即能效等级》(GB12021.3-2010)中对分体式空调制冷量作出限定值:功率低于4.5 kW时能效比应达到3.2,功率在4.5 kW~7.1 kW时能效比应达到3.1,功率在7.1 kW~14 kW时则能效比应达到3.0。相应的,能效等级在二级及二级以上的方属节能产品。除空调技术自身外,目前业界还采用一些辅助技术来达到节能降耗的目的。如:在制冷剂中新增添加剂以提高空调能效比;采用热管空调,利用热管将机房内的热量传导至室外,以节省空调压缩机;冬季的北方省份还可利用智能新风节能器引入室外冷空气来降低机房温度,以减少空调启动时间。

对电源的节能,可从启用高效率电源模块和在控制器上新增模块休眠功能两方面着手。首先,目前各厂商的电源模块整体效率只有90%左右,还有较大的提升空间。根据进展,部分厂商已可提供转换效率达95%~97%的高效模块。其次,在控制器上新增模块休眠功能后,系统可根据负荷情况灵活关断部分电源模块。根据工程经验,休眠功能在负荷率低于50%时即可启用。启用休眠功能后,电源的实际负载将大为提高,尤其在闲时,实际负载率可从开启前的10%~30%提升到60%~75%。

目前,对基站空调和机房环境依赖较高的设备主要是蓄电池。传统的铅酸蓄电池由于其电解液的化学反应原理,对温度较为敏感。以25℃为基准,典型的铅酸电池当环境温度上升10℃时,其容量将减少50%。因此,如采用专用的温控设备对蓄电池进行单独保护,则可在满足蓄电池自身的工作温度下,减少空调制冷时长,进而大幅降低空调能耗。目前,常用的智能温控蓄电池柜,可使蓄电池维持在25°C左右的最佳工作温度,进而使空调启动时间大为缩短。此外,随着纯铅电池、磷酸铁锂电池等新型电池的出现,基站机房的使用环境也将面临重大改变。据测试,铁锂电池的工作温度范围大幅扩宽,可在-20°C~+60°C区间内保持性能参数基本不变。在这种条件下,部分基站甚至可以不再使用空调,由此而引起的基站综合能耗降低可达40%以上。铁锂电池具有较高的体积能量比和重量能量比,也对基站机房的选址、承重等要求大为降低。

上述新型节能设备和节能技术的使用,除可直接降低电力消耗外,其使用寿命由于性能的提升也相应地大幅延长。随着设备更新频率的降低,在生产、回收、改造等环节带来的节能减排效应也非常可观。

5   基站机房及环境的能耗及节能

除采用新型的主、配套设备降低能耗外,业界还在尝试通过对基站机房的改造或因地制宜地利用周边自然环境,来达到降低系统综合能耗的目标。

关于基站机房的改造,目前最为常见且使用范围较为广泛的是引入智能通风系统。智能通风系统是利用基站机房室内外的温差而形成热交换,依靠空气流通将机房内的热量向外迁移,进而大幅减少空调的启动时间或提高运行效率。典型的智能通风系统由主控制器(对新风系统和空调进行智能切换)、进气/排气装置、室内/外温度探测器以及相应的滤尘装置构成。以中部某省为例,经过测试,基站年平均耗电可降低20%左右。如在北方使用该类装置,耗电量可进一步降低。在自然风丰富的条件下,也可在机房设计时采用通风管为机房降温的方法,也能起到很好的节能效果。

由于我国国土面积广袤,不同区域自然条件差异很大,如可因地制宜地利用当地的自然条件,则基站能耗可进一步降低。我国通信行业自20世纪90年代初期开始进行通信用风力供电、独立太阳能供电系统、通信用离网型风光互补供电系统的技术研究和推广应用工作,常见的实现形式包括独立太阳能供电系统、风-光互补、光-油互补和光-电互补供电系统等。独立太阳能供电系统主要由太阳能电池、太阳能控制器、蓄电池组等组成,适用于供电功率小于1 kW的通信站点;离网型风光互补供电系统主要由太阳能电池、风力发电机、太阳能/风能控制器、铅酸蓄电池组等组成,适用于供电功率不超过2 kW的通信站点。鉴于太阳能与风能均为环保型能源,这两种能源具有互补特点,随着设备可靠性的不断提高和成本的降低,规模推广后除可满足国家对于节能减排的战略要求外,还可有效解决偏远地区及海岛地区的通信供电难题。

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来源:通信世界网-电信科学   作 者:中国联通网络建设部 陈新明,左 丽,康 凯编 辑:魏慧    联系电话:010-67110006-904
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