Ar energijos kaupimas būtinas telekomunikacijų bazinėms stotims?

Telekomunikacijų tinklų veikloje bazinių stočių stabilumas yra tiesiogiai susijęs su jų maitinimo patikimumu. Daugeliu diegimo scenarijų energijos kaupimo sistemos (ESS) konfigūravimas nebėra pasirenkamas atnaujinimas – tai vienas iš pagrindinių veiksnių, lemiančių, ar stotis gali veikti stabiliai.

Bazinės stoties energijos kaupimo būtinybę galima analizuoti trimis aspektais: inžinerine logika, sąnaudų struktūra ir operacijų valdymas.

1. Kuriose telekomunikacijų svetainėse privaloma naudoti energijos kaupimo įrangą?

Skirtingų tipų telekomunikacijų objektai turi skirtingą energijos kaupimo laipsnį. Praktiškai šie scenarijai yra iš esmės neatsiejami nuo ETS:

1. Nuotolinės arba neprisijungusios prie tinklo vietos

Kalnuotose vietovėse, salose, dykumose ir kituose atokiuose regionuose elektros tinklas arba negali pasiekti, arba yra labai nepatikimas, todėl objektai priklauso nuo dyzelinių generatorių.

Iššūkiai yra šie:

• Didelės dyzelino transportavimo išlaidos
• Ilgi tiekimo ciklai
• Didelė priklausomybė nuo rankų darbo eksploatavimo ir priežiūros srityse

Tokiomis sąlygomis EES tampa pagrindiniu objekto elektros energijos tiekimo šaltiniu – paprastai kartu su saulės arba vėjo energija sudaro hibridinę FV + energijos kaupimo + dyzelino arba vėjo + saulės + energijos kaupimo sistemą. Be energijos kaupimo nuolatinis šių objektų veikimas praktiškai neįmanomas.

2. Nestabilūs tinklelio regionai

Kai kuriuose besivystančiuose regionuose arba vietovėse, kuriose silpna elektros energijos infrastruktūra, dažni elektros energijos tiekimo sutrikimai ir dideli įtampos svyravimai.

Tokiais atvejais:

• Bazinės stoties elektros energijos tiekimo sutrikimo rizika yra didelė
• Tinklo sutrikimų dažnis didėja
• SLA įsipareigojimus sunku įvykdyti

ESS gali persijungti į atsarginį maitinimo šaltinį per milisekundes, taip išvengiant ryšio sutrikimų, todėl tai yra labai svarbus tinklo stabilumo palaikymo komponentas.

3. Didelės elektros energijos kainos arba kainų skirtumo regionai piko ir slėnio sąlygomis

Vietovėse, kuriose komercinės elektros energijos tarifai yra dideli, energijos sąnaudos sudaro didelę objekto eksploatavimo išlaidų dalį. EUS gali sumažinti šias išlaidas:

• Didžiausias skutimas ir slėnių užpildymas (įkrovimas mažo greičio laikotarpiais, iškrovimas didelio greičio laikotarpiais)
• Energijos suvartojimo profilio optimizavimas

Tai leidžia sutaupyti 20–40 % elektros energijos. Tokiais atvejais energijos kaupimas yra ne tik patikimumo priemonė, bet ir pagrindinė priemonė eksploatavimo sąnaudoms mažinti.

4. Didelės apkrovos 5G bazinės stotys

5G bazinės stotys paprastai sunaudoja 3–6 kW ar daugiau energijos, todėl elektros energijos tiekimo nepertraukiamumui keliami griežtesni reikalavimai. ESS atlieka šiuos vaidmenis:

• Apkrovos svyravimų išlyginimas
• Buferizuoja momentinius įtampos šuolius
• Nenormalių įrangos išsijungimų prevencija

Tai galima laikyti „buferiniu sluoksniu“ elektros energijos sistemoje.

1. Kodėl ESS išsivystė iš „atsarginio maitinimo“ į „pagrindinę sistemą“?

Anksčiau energijos kaupimas buvo suprantamas tiesiog kaip „šviesų įjungimo palaikymas dingus elektrai“. Toks suvokimas šiandieniniuose telekomunikacijų tinkluose nebeaktualus.

1. Nuo atsarginės energijos iki energijos paskirstymo centro

Šiuolaikinės EES ne tik teikia atsarginę energiją, bet ir dalyvauja energijos paskirstyme – įskaitant energijos kaupimą, galios reguliavimą ir įtampos stabilizavimą. Iš esmės jos tapo telekomunikacijų energijos sistemos „dispečeriniu mazgu“.

2. Atsinaujinantys energijos šaltiniai negali veikti be kaupimo

Integravus atsinaujinančius energijos šaltinius, tokius kaip saulės ir vėjo energija, elektros energijos gamyba tampa nepastovi: dienos metu gamyba pasiekia maksimumą, bet naktį sustoja, o oro sąlygų pokyčiai turi įtakos gamybai. Be EUS, pagaminta energija negali būti patikimai panaudota. Todėl energijos kaupimas yra būtina sąlyga atsinaujinančiosios energijos integravimui telekomunikacijų objektuose.

3. ESS tiesiogiai veikia OPEX

Ilgalaikės telekomunikacijų stočių išlaidos daugiausia apima sąskaitas už elektrą, dyzelino sąnaudas (atokiose vietovėse) ir eksploatavimo bei priežiūros išlaidas. ESS gali vienu metu spręsti visus tris klausimus:

• Sumažinkite sąskaitas už elektrą
• Sumažinkite dyzelino sąnaudas
• Rečiau rankinio patikrinimo

III. Ar energijos kaupimo diegimas yra ekonomiškai efektyvus?

Pavyzdžiui, tipinė telekomunikacijų svetainė:

Baziniai parametrai: energijos suvartojimas 5 kW, metinis suvartojimas ~43 800 kWh, elektros energijos tarifas 0.8 CNY/kWh, metinė sąskaita už elektrą ~35 000 CNY.

Įdiegus ESS (kartu su piko mažinimu arba bazine saulės energija): sutaupymo norma 20–40 %, metinis sutaupymas maždaug 7 000–14 000 Kinijos juanių.

Atsipirkimo laikotarpis: maždaug 3–5 metai. Bazinės stoties gyvavimo ciklas: 8–10+ metų. Ilgainiui energijos kaupimas yra vertę kurianti investicija, o ne grynos išlaidos.

1. „Paslėpta vertė“, kuri dažnai nepastebima
2. Nuostolių dėl prastovų vengimas

Ryšio sutrikimai gali sukelti vartotojų skundus, baudas pagal paslaugų teikimo sutartį (SLA) ir žalą prekės ženklui – nuostolius, kurie dažnai viršija pačias elektros energijos sąnaudas.

2. Pažangaus eksploatavimo ir priežiūros (O&M) įgalinimas

Integruota su energijos valdymo sistema (EMS), ESS leidžia nuotoliniu būdu stebėti, automatiškai išsiųsti duomenis ir iš anksto įspėti apie gedimus. Eksploatavimo ir priežiūros (O&M) srityje pereinama nuo rankinių patikrinimų prie sisteminio valdymo, taip žymiai sumažinant darbo sąnaudas.

3. Palaikyti ateities energetikos architektūras

Energetikos sektoriui kintant, telekomunikacijų įmonės gali dalyvauti virtualiose elektrinėse (VPP), paskirstytame energijos paskirstyme ir prekyboje elektra. Be energijos kaupimo dalyvavimas šiuose besiformuojančiuose energetikos modeliuose neįmanomas.

1. Ar didesnis visada geresnis energijos kaupimui?

Atsakymas yra ne – ESS pajėgumai turi būti pritaikyti prie konkretaus scenarijaus:

• Miesto objektai: mažos talpos energijos tiekimo centrai (ESS), orientuoti į atsarginę energijos tiekimą ir piko mažinimą
• Priemiesčių arba silpno tinklo zonos: vidutinio pajėgumo ETS, gerinantis tiekimo stabilumą
• Nuotolinės arba neprijungtos prie elektros tinklų vietos: didelės talpos EESS (4–24 valandos), derinamos su saulės arba dyzelinių sistemų
• Ekstremali aplinka (salos, dykumos): integruotos PV + energijos kaupimo + dyzelino sistemos, kurių pagrindinis energijos šaltinis yra ESS

1. Telekomunikacijų energetikos sistemų transformacija vyksta
2. Nuo „energijos vartojimo“ iki „energijos valdymo“

Elektra nebėra tik suvartojamas išteklius – tai dispečerinis, optimizuojamas sistemos turtas.

2. Nuo vieno tiekimo šaltinio iki kelių energijos šaltinių papildomumo

Tradicinis modelis: elektros energija iš tinklo + dyzelinas. Naujas modelis: saulės energija + kaupimas + elektros tinklas + dyzelinas. Kooperatyvus kelių šaltinių veikimas pagerina bendrą efektyvumą.

3. Nuo sąnaudų centro iki energijos turto

Ateityje energijos kaupimas ne tik sumažins išlaidas, bet ir gali prisidėti prie pajamų generavimo.

VII. Išvada

Inžineriniu ir eksploataciniu požiūriu, daugumos telekomunikacijų objektų klausimas yra ne tai, ar diegti energijos kaupimo sistemas, o kaip jas tinkamai sukonfigūruoti:

• Nuotolinėms vietovėms: ESS nustato, ar vietovė apskritai gali veikti.
• Miesto vietovėms: ESS nustato, ar išlaidos yra valdomos
• 5G tinklams: ESS nustato, ar sistema išlieka stabili

Telekomunikacijų tinklams vystantis link didesnių apkrovų ir patikimumo reikalavimų, energijos kaupimas tapo pagrindiniu reikalavimu, o ne pasirenkama funkcija. Jei planuojate arba optimizuojate telekomunikacijų objekto maitinimo sistemą, tinkamas ESS pajėgumo parinkimas, jo pritaikymas jūsų taikymo scenarijui ir tokių sprendimų kaip lauko bazinių stočių korpusai integravimas bus labai svarbūs siekiant pagerinti tiek projekto investicijų grąžą, tiek veikimo stabilumą.