Необходимо ли е съхранението на енергия за телекомуникационните базови станции?

В телекомуникационните мрежови операции, стабилността на базовите станции е пряко обвързана с надеждността на тяхното захранване. За повечето сценарии на внедряване, конфигурирането на система за съхранение на енергия (ESS) вече не е опционално подобрение – то е един от ключовите фактори, определящи дали даден обект може да работи стабилно.

Необходимостта от съхранение на енергия в базовите станции може да се анализира от три измерения: инженерна логика, структура на разходите и управление на операциите.

1. Кои телекомуникационни обекти трябва да имат съхранение на енергия?

Различните видове телекомуникационни обекти имат различна степен на зависимост от съхранението на енергия. На практика следните сценарии са по същество неразделни от ESS:

1. Отдалечени или извън мрежата обекти

В планинските райони, островите, пустините и други отдалечени региони, електропреносната мрежа или не може да достигне до тях, или е силно ненадеждна, което оставя обектите зависими от дизелови генератори.

Предизвикателствата са:

• Високи разходи за транспорт на дизелово гориво
• Дълги цикли на снабдяване
• Силна зависимост от ръчния труд за експлоатация и поддръжка

При такива условия, ESS се превръща в основна енергийна гръбнака на обекта – обикновено комбинирана със слънчева или вятърна енергия, за да образува хибридна система PV+Storage+Diesel или Wind+Solard+Storage. Без съхранение на енергия, непрекъснатата работа на тези обекти е практически невъзможна.

2. Нестабилни мрежови региони

В някои развиващи се региони или райони със слаба енергийна инфраструктура, честите прекъсвания и големите колебания на напрежението са често срещани.

В такива сценарии:

• Рискът от загуба на захранване на базовата станция е висок
• Честотата на прекъсванията на мрежата се увеличава
• Ангажиментите по SLA са трудни за изпълнение

ESS може да превключи на резервно захранване в рамките на милисекунди, предотвратявайки прекъсвания на комуникацията – което го прави критичен компонент за поддържане на стабилността на мрежата.

3. Региони с висока цена на електроенергията или диференциални ценови нива в пиковите и долините

В райони, където цените на търговската електроенергия са високи, разходите за електроенергия представляват значителен дял от оперативните разходи на обекта. ESS може да намали тези разходи чрез:

• Запълване на пикове и спадове (зареждане през периоди с ниска тарифа, разреждане през периоди с висока тарифа)
• Оптимизиране на профила на консумация на енергия

Това позволява икономии на електроенергия от 20%-40%. В тези сценарии съхранението на енергия е не само мярка за надеждност, но и ключов инструмент за намаляване на оперативните разходи.

4. Високонатоварени 5G базови станции

5G базовите станции обикновено консумират 3 kW-6 kW или повече, което поставя по-строги изисквания за непрекъснатост на захранването. ESS играе следните роли:

• Изглаждане на колебанията в натоварването
• Буфериране на моментални пренапрежения
• Предотвратяване на необичайни спирания на оборудването

Може да се разглежда като „буферен слой“ в енергийната система.

1. Защо ESS еволюира от „резервно захранване“ до „основна система“?

В миналото съхранението на енергия обикновено се разбираше просто като „поддържане на осветлението включено по време на прекъсване на тока“. Това схващане вече не е адекватно в днешните телекомуникационни мрежи.

1. От резервно захранване до център за диспечерска поддръжка на енергия

Съвременната система за електрическо захранване (ESS) не само осигурява резервно захранване, но и участва в диспечерското управление на енергията – включително съхранение на енергия, регулиране на мощността и стабилизиране на напрежението. По същество тя се е превърнала в „диспечерски възел“ на телекомуникационната енергийна система.

2. Възобновяемите енергийни източници не могат да работят без съхранение

След интегрирането на възобновяеми енергийни източници, като слънчева и вятърна енергия, производството на електроенергия става непостоянно: генерирането е пиково през деня, но спира през нощта, а промените във времето влияят на производството. Без система за съхранение на енергия (ESS), генерираната енергия не може да бъде надеждно използвана. Следователно съхранението на енергия е предпоставка за интегриране на възобновяема енергия в телекомуникационните обекти.

3. ESS пряко влияе върху оперативните разходи

Дългосрочните разходи за телекомуникационен обект включват предимно сметки за ток, разходи за дизелово гориво (в отдалечени райони) и разходи за експлоатация и поддръжка. Системата за управление на електрическата енергия (ESS) може едновременно да обхване и трите:

• Намалете сметките за ток
• Намалете разхода на дизел
• По-ниска честота на ръчни проверки

III. Разгръщането на системи за съхранение на енергия рентабилно ли е?

Да вземем за пример типичен телекомуникационен сайт:

Основни параметри: Консумирана мощност 5 kW, годишна консумация ~43 800 kWh, тарифа за електроенергия 0.8 CNY/kWh, годишна сметка за ток ~35 000 CNY.

С внедрена система за спешна поддръжка (ESS) (в комбинация с пиково намаляване на натоварването или основна слънчева енергия): процент на спестявания 20%-40%, годишни спестявания приблизително 7 000-14 000 китайски юана.

Период на изплащане: приблизително 3-5 години. Жизнен цикъл на базовата станция: 8-10+ години. В дългосрочен план съхранението на енергия е инвестиция, генерираща стойност, а не чист разход.

1. „Скритата стойност“, която често се пренебрегва
2. Избягване на загуби от прекъсване на работата на сайта

Прекъсванията в комуникацията могат да доведат до оплаквания от потребители, санкции по SLA и щети за марката – загуби, които често надвишават самите разходи за електроенергия.

2. Активиране на интелигентна експлоатация и поддръжка

Интегрирана със система за управление на енергията (EMS), ESS позволява дистанционно наблюдение, автоматизирано диспечерско управление и ранно предупреждение за повреди. O&M преминава от ръчни инспекции към системно управлявано управление, което значително намалява разходите за труд.

3. Подкрепа за бъдещи енергийни архитектури

С развитието на енергийния пейзаж, телекомуникационните сайтове могат да участват във виртуални електроцентрали (VPP), разпределено диспечерско управление на енергия и търговия с електроенергия. Без съхранение на енергия участието в тези нововъзникващи енергийни модели е невъзможно.

1. По-голямото винаги ли е по-добро за съхранение на енергия?

Отговорът е не – капацитетът на ESS трябва да бъде съобразен със специфичния сценарий:

• Градски обекти: ESS с малък капацитет, фокусирани върху резервно захранване и намаляване на пиковите натоварвания
• Крайградски или слаборазвити райони: ESS със среден капацитет, подобряващи стабилността на доставките
• Отдалечени или автономни обекти: ESS с голям капацитет (4-24 часа), комбинирани със слънчеви или дизелови системи
• Екстремни среди (острови, пустини): Интегрирани фотоволтаични + акумулаторни + дизелови системи, с ESS като основен източник на енергия

1. Трансформацията в ход в телекомуникационните енергийни системи
2. От „Консумиране на мощност“ до „Управление на мощността“

Електричеството вече не е просто консумиран ресурс – то е диспечируем и оптимизируем системен актив.

2. От снабдяване от един източник до многоенергийно допълване

Традиционен модел: Захранване от мрежата + Дизел. Нов модел: Слънчева енергия + Съхранение + Мрежа + Дизел. Кооперативната работа с множество източници подобрява общата ефективност.

3. От разходен център до енергиен актив

В бъдеще съхранението на енергия не само ще намали разходите, но може и да допринесе за генерирането на приходи.

VII. Заключение

От инженерна и оперативна гледна точка, въпросът за повечето телекомуникационни обекти не е дали да се внедрят системи за съхранение на енергия, а как да се конфигурират по подходящ начин:

• За отдалечени обекти: ESS определя дали обектът изобщо може да работи
• За градски обекти: ESS определя дали разходите са управляеми
• За 5G мрежи: ESS определя дали системата остава стабилна

С развитието на телекомуникационните мрежи към по-високи натоварвания и по-високи изисквания за надеждност, съхранението на енергия се е превърнало в основно изискване, а не в допълнителна функция. Ако планирате или оптимизирате системата за захранване на телекомуникационен обект, правилното оразмеряване на капацитета на ESS, съобразяването му със сценария на вашето приложение и интегрирането на решения като корпуси за външни базови станции ще бъдат ключови за подобряване както на възвръщаемостта на инвестициите в проекта, така и на оперативната стабилност.