Solução de sobreposição solar para estação base

As soluções de sobreposição solar para estações base combinam a natureza limpa e renovável da energia solar com os elevados requisitos de energia das estações base de comunicação, oferecendo vantagens significativas e amplas perspectivas de aplicação.

Características principais:

• Não haverá interrupção no fornecimento de energia existente.
• Integração de unidades de geração de energia fotovoltaica na infraestrutura de fornecimento de energia existente por meio de acoplamento CC.
• Utilização prioritária da energia solar para alimentar a carga.

I. Componentes do sistema

O sistema de sobreposição solar para estação base consiste principalmente em um conjunto fotovoltaico (painéis solares), um controlador solar (como um controlador MPPT), um banco de baterias para energia renovável, suportes de montagem fotovoltaica e cabos de distribuição de energia. Juntos, esses componentes formam um sistema de energia verde de circuito fechado altamente eficiente, inteligente e confiável. A arquitetura do sistema foi projetada para equilibrar a eficiência da geração de energia, a segurança operacional e a facilidade de manutenção, garantindo um fornecimento de energia estável em uma ampla gama de ambientes complexos.

II. Princípio de funcionamento

• Captação de energia solar: O conjunto fotovoltaico (painéis solares) gera corrente contínua (CC) quando exposto à luz solar.
• Conversão de energia: Um controlador de rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT) converte eficientemente a energia CC gerada pelo conjunto fotovoltaico e regula a tensão e a corrente de saída para atender aos requisitos de energia da estação base de comunicação.
• Armazenamento de energia: A energia elétrica convertida é primeiramente fornecida à estação base de comunicação, enquanto o excedente é armazenado em um banco de baterias para uso durante períodos sem luz solar ou durante picos de demanda de energia.
• Monitoramento Inteligente: O sistema está equipado com recursos de monitoramento remoto, permitindo o acompanhamento em tempo real do status operacional e da produção de energia do sistema de energia solar, garantindo uma operação estável e um fornecimento de energia eficiente.

III. Características da solução

Essa solução comprovou sua estabilidade e adaptabilidade em diversos ambientes complexos. Seja em áreas urbanas densamente povoadas, regiões remotas sem rede elétrica ou em torres de comunicação com espaço limitado, ela permite uma implantação eficiente e uma operação estável.

• Alta Eficiência e Economia de Energia: Ao adotar um modo de alimentação CC direta, a solução evita as perdas de conversão CA-CC de até 15% encontradas em sistemas CA tradicionais. A eficiência geral da ligação é ≥95%, com uma eficiência máxima medida de até 98.3%. Um local típico pode economizar aproximadamente 2,920 kWh de eletricidade anualmente, com ganhos na geração de energia aumentando de 10% a 30% em comparação com soluções CA.
• Redução de custos: Os custos anuais de eletricidade por local podem ser reduzidos em até 12,000 yuans, com um período de retorno do investimento de aproximadamente 5.5 anos; esse período é ainda mais reduzido quando combinado com subsídios locais. Não são necessárias licenças de conexão à rede elétrica e o processo de implantação é simplificado, reduzindo significativamente os custos de transação regulatória.
• Alta confiabilidade: Em condições de luz natural, o sistema pode manter o fornecimento de energia durante interrupções na rede; quando combinado com armazenamento de energia, pode sustentar as operações por mais de 3.5 dias em tempo nublado ou chuvoso. Testes de campo mostram uma redução de mais de 80% na necessidade de geração de energia de emergência, diminuindo significativamente o risco de interrupções nas estações e garantindo a operação contínua da rede.
• Benefícios ambientais excepcionais: Estima-se que uma única estação equipada com 18 módulos fotovoltaicos gere 7,671 kWh anualmente, o equivalente a uma redução de 4.374 toneladas de emissões de dióxido de carbono; tomando como exemplo um projeto de abrangência provincial em Liaoning, as emissões anuais de carbono podem ser reduzidas em 267,000 toneladas, representando uma contribuição significativa para o meio ambiente.
• Instalação fácil e grande adaptabilidade: O processo de modernização pode ser concluído sem interrupções de energia e é compatível com sistemas de energia existentes de diversos fabricantes e modelos. Adequado para vários cenários de instalação, incluindo telhados, fachadas de torres e racks montados no solo, oferecendo alta flexibilidade de implantação.
• Forte alinhamento com as políticas: O modelo de “autogeração para autoconsumo” não está sujeito às restrições de aprovação para conexão à rede. Ele atende à meta do Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação de mais de 30% de cobertura fotovoltaica para novas estações base, está alinhado com a diretriz política nacional para o desenvolvimento de energia distribuída e facilita a implantação rápida e em larga escala.

4. Cenários de aplicação

O sistema Base Station Solar Overlay é adequado para diversos cenários de estações base de comunicação, incluindo macroestações, microestações e estações base 4G/5G. Este sistema demonstra suas vantagens exclusivas, particularmente em áreas remotas onde a rede elétrica nacional não está disponível ou o fornecimento de energia é instável. Através de um modelo inteligente de consumo de energia de “autogeração e autoconsumo com consumo local”, esta solução reduz efetivamente a dependência da rede elétrica e fornece suporte de energia estável e confiável para estações base de comunicação.

V. Classificação de Soluções Específicas

1. Classificação por cenário de instalação e utilização do espaço

Solução de empilhamento em telhados

• Cenários aplicáveis: Estações base macro e nós de agregação localizados nos telhados de salas de equipamentos independentes ou no topo de racks de servidores.
• Características: Utiliza o espaço ocioso existente no telhado da sala de equipamentos para instalar módulos fotovoltaicos. Esta é a forma mais tradicional de empilhamento, com construção relativamente simples; no entanto, a capacidade de instalação é limitada pela área do telhado e pela capacidade de carga.

Solução de empilhamento de torres/mastros

• Cenários aplicáveis: áreas urbanas densamente povoadas, regiões com espaço limitado e locais de instalação de gabinetes externos sem salas de equipamentos independentes.
• Características: Os módulos fotovoltaicos são instalados verticalmente ou em ângulo na estrutura de torres de comunicação, postes de sustentação ou coberturas estéticas (ou seja, "empilhamento minimalista de torres").
• Vantagens: Não ocupa espaço adicional no solo ou no telhado, resolvendo o problema da "falta de terreno disponível" em áreas urbanas; a instalação vertical oferece boa resistência ao vento e é menos propensa ao acúmulo de poeira.

Solução de empilhamento de fachada/parede

• Cenários aplicáveis: Superfícies verticais, como paredes externas de salas de equipamentos, muros perimetrais de instalações e barreiras acústicas.
• Características: Utiliza as superfícies verticais dos edifícios ao redor do local para instalar painéis fotovoltaicos como fonte de energia suplementar.

2. Classificação pelo método de acoplamento elétrico

Acoplamento CC / Empilhamento CC direto

• Princípio: A corrente contínua (CC) gerada pelo sistema fotovoltaico é convertida diretamente em -48V CC, a tensão padrão exigida pelos equipamentos de comunicação, através de um controlador de empilhamento CC (conversor CC/CC), e injetada na barra de distribuição CC do local.
• Características:
• Máxima eficiência: Elimina as perdas de energia do processo de conversão secundária “CC-CA-CC”.
• Fácil de implementar: Não há necessidade de alterar a arquitetura de alimentação CA existente; conecta-se diretamente em paralelo com o sistema de alimentação chaveada, oferecendo uma solução "plug-and-play".
• Opção convencional: Atualmente, a abordagem mais comum em reformas para economia de energia em estações base de comunicação.

Solução de empilhamento CA (acoplamento CA)

• Princípio: A energia fotovoltaica é convertida em corrente alternada (CA) por meio de um inversor, alimentada no painel de distribuição CA do local e, em seguida, convertida em corrente contínua (CC) por meio de um módulo retificador para alimentar a carga.
• Características: Adequado para grandes instalações ou cenários que exigem alimentação simultânea de cargas CA, como ar condicionado; no entanto, a eficiência é ligeiramente inferior à do acoplamento CC ao alimentar cargas exclusivamente relacionadas à comunicação.

3. Classificação por função do sistema e objetivos evolutivos

Solução básica para empilhamento de painéis fotovoltaicos

• Objetivo: Economizar energia elétrica.
• Componentes: Módulos fotovoltaicos + controlador de empilhamento fotovoltaico.
• Lógica: Utiliza energia fotovoltaica quando há luz solar disponível e alterna automaticamente para a energia da rede elétrica quando não há. Reduz principalmente os custos de eletricidade (despesas operacionais).

Solução de empilhamento de painéis fotovoltaicos e armazenamento

• Objetivo: Economia de energia + maior potência de reserva.
• Componentes: Painel fotovoltaico + bateria de íon-lítio/controlador de empilhamento fotovoltaico + sistema inteligente de gerenciamento de energia.
• Lógica: A energia fotovoltaica é priorizada para as cargas, com o excesso de eletricidade armazenado em baterias de lítio; durante interrupções na rede elétrica, a energia é fornecida pelas baterias. Isso permite o "redução de picos e o preenchimento de vales" (carregamento durante os horários de menor consumo usando energia da rede elétrica ou energia fotovoltaica de baixo custo e descarregamento durante os horários de pico) e estende o tempo de autonomia da bateria de reserva.

Solução integrada de energia fotovoltaica, armazenamento e diesel/energia fotovoltaica, armazenamento e rede (solução híbrida integrada)

• Objetivo: Máxima sustentabilidade e alta confiabilidade (Comumente usado em áreas com escassez de energia ou em sites 5G de alto consumo energético).
• Componentes: Sistema fotovoltaico + armazenamento de energia + sistema de despacho inteligente (pode incluir uma interface para gerador a diesel).
• Lógica: O sistema de gestão de energia (EMS) despacha de forma inteligente quatro fontes de energia: fotovoltaica, armazenamento, rede elétrica (energia da concessionária) e diesel (gerador).