混合能源方案最大化节省基站成本

　　　应用工程总监

　　　艾默生网络能源公司

悲哀但真切的现实：普通手机和智能手机魅力无穷，吸引了无数人的注意力，但正是看不见的网络和基站或蜂窝基站的管理才使得所有这种移动连接真正成为可能。而在一个成功的蜂窝基站设计中，很大而又更少被人认识的部分是电源子系统，包括主电源和备用电源。

艾默生网络能源公司在白皮书“混合能源部署：在蜂窝基站使用替代能源时应该考虑什么”从技术角度详细讨论了上述这些问题，提供了正确评估、选择和操作电信蜂窝基站使用的智能混合能源解决方案的一些见解和建议。

白皮书探讨了许多改进机会，范围十分广泛：从混合系统的更精确配置和尺寸计算到智能混合技术的实现。正是智能混合技术使混合解决方案更加高效，也改变了一些网络供应商的价值观。

在这份白皮书中讨论得非常详细的、而且是针对考虑混合技术或寻求最大限度利用现有混合基础设施的设计师提出的问题包括：

●主动管理和智能混合：混合部署的传统做法是采购静态硬件，同时仅附带一般性的维护或质保合同。这是一种能够最大限度地减少直接资本支出的可接受解决方案。然而，对于专注于尽力减少中长期运营成本和资本费用并最大化投资回报(ROI)的那些运营商来说，具有主动管理功能的智能混合系统有助于实现额外的节省效果。

先进的分析和远程管理功能可以提供可量测的负载、环境和性能改善。举例来说，当电池单元可能破坏整个电池串或者单个脏污的太阳能电池板正在降低整个电池阵列的输出时，智能解决方案可以发出警告。当负载或温度发生改变时智能解决方案能调整冷却操作，当某个发电机不像往常那样工作时能够改变维护派遣日程，当燃料质量发生劣化时能够产生通报。

●发电机：发电机是动态混合能源解决方案的一部分，在尺寸计算正常同时在供应商运营成本目标指导下得到智能管理时是最具成本效益的。与已有发电机一起按时间先后开/关也没有问题——但它能确保最优的维护循环、最大程度的提高电池寿命和效率或考虑太阳位置因素吗？

通过考虑这些和其它能源、负载及站点因素，混合发电机解决方案将得到最佳实现，并影响发电机尺寸、交流发电机的外形、燃料来源和安全措施等的选择。另外，通过主动管理智能的混合基站，发电机维护周期和燃料使用率可以随着站点和负载条件的发展得到进一步成本优化。

●电池：在混合解决方案中，电池是成功实现成本最小化的关键要素。电池选择和工作中的错误对提供商来说是代价最高的，而又是最常见的。

选择合适的电池(在化学和结构方面有许多选项)必须基于清晰的资本和运营目标，而不是光靠趋势。与其它所有单元相比，电池能更好地受益于主动的充电管理，从而有助于提供商确保较长的服务寿命、最小化基站成本同时最大程度地延长正常工作时间。

●交流线调节：一些混合解决方案部署在电网不稳定或低质量的地区。确保使用正确的技术来保护基站的有源设备势在必行。绝缘和稳压非常有效，极具成本效益。

像相位选择、滤波、能源混合和其它更为复杂的技术可以进一步利于好电网，同时不受电网的影响。在这些环境中具有主动管理功能的智能混合解决方案特别重要，可减少发电机运行时间，确保为电池提供最佳充电状态。这样可以最大限度地降低运营成本，同时延长站点投资的生命。

●太阳能：太阳能正在成为全球蜂窝基站的一种可行能源。要想正确使用太阳能，首先要理解太阳光强度和季度性变化，以便针对它们独特的物理条件设计站点。太阳能也是一种低密度能源方案，部署时需要最大的空间或创造性。

安全性和维护性也是必须要考虑的——防止电池板被偷、对不准以及由于脏污而没有处于最佳工作状态很重要。周期性维护是必须的，但具有主动管理功能的智能混合系统可以只在需要清洁或维修时才派遣服务人员，因而能最大程度地降低成本。

●风能：风能最适合使用连接到可靠电网的涡轮阵列提供大功率能源。具有多点部署特色的电力涡轮规模允许对维护和风能变化进行高性价比的管理。在蜂窝基站使用风力涡轮需要考虑到公众的接受性、在所有条件下自主运行的能力以及不可避免的无风日子。对于一个单点离网的蜂窝基站来说，风能是一种极具挑战性的有效能源——就成本或能量而言——但在某些地区可以获得成功。

●燃料电池：从环境角度看，燃料电池是一种可选技术，目前得到成功部署的技术有很多种。在蜂窝基站高效的使用燃料电池面临的最大挑战是启动时间——电池永远是必要的，以及燃料供应链。在这两个问题解决之前，这种技术在蜂窝基站直接使用存在严格的排放限制。