在通信技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)下，通信基站作為信息傳輸?shù)年P(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)，其能耗問(wèn)題愈發(fā)凸顯。傳統(tǒng)的基站供電方式主要依賴(lài)市電，不僅成本高昂，而且在能源可持續(xù)性方面面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在此背景下，基站疊光(直流)供電系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，為通信行業(yè)的節(jié)能減排與綠色發(fā)展提供了創(chuàng)新路徑。

疊光(直流)供電系統(tǒng)以太陽(yáng)能為核心能源，融合智能化調(diào)控與市電互補(bǔ)技術(shù)，主要由以下幾大核心組件構(gòu)成：

光伏組件：通常安裝在通信基站室外開(kāi)闊且光照充足的位置，如屋頂、基站周邊空地等。其工作原理是基于半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電能，為整個(gè)系統(tǒng)提供初始能源輸入。常見(jiàn)的光伏組件有單晶硅、多晶硅和非晶硅等類(lèi)型，單晶硅組件以其較高的光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性在基站疊光系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛。

疊光控制器

MPPT 充電模塊：這是疊光控制器的核心部件之一，它能夠?qū)崟r(shí)跟蹤太陽(yáng)能板的最大功率點(diǎn)。通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整工作參數(shù)，使太陽(yáng)能板在不同光照強(qiáng)度和溫度條件下都能保持最佳輸出狀態(tài)，一般可將輸出效率提升 15%-25%。

輸入空開(kāi) + 防雷：輸入空開(kāi)用于在電路發(fā)生過(guò)載、短路等故障時(shí)迅速切斷電路，保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備安全。防雷裝置則可有效防范雷擊產(chǎn)生的瞬間高壓對(duì)系統(tǒng)造成的損害，確保系統(tǒng)在惡劣天氣條件下的安全性。

輸出保險(xiǎn)：當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)流、短路等異常工況時(shí)，輸出保險(xiǎn)會(huì)立即動(dòng)作，切斷輸出電路，避免異常電流對(duì)基站內(nèi)直流負(fù)載設(shè)備造成不可逆的損害。

直流電能表：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能發(fā)電量以及負(fù)載用電數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)不僅有助于了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，還能為能耗分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，方便運(yùn)維人員優(yōu)化系統(tǒng)配置和管理。

RTU 4U 模塊：集成了遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，支持與基站動(dòng)環(huán)系統(tǒng)對(duì)接。通過(guò)該模塊，運(yùn)維人員可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)掌握疊光系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守運(yùn)維，大大提高了運(yùn)維效率，降低了運(yùn)維成本。

直流負(fù)載供電網(wǎng)絡(luò)

供電對(duì)象：主要為基站主設(shè)備、傳輸設(shè)備等直流負(fù)載。與傳統(tǒng)交流供電需經(jīng)過(guò)逆變環(huán)節(jié)不同，該系統(tǒng)可直接由太陽(yáng)能系統(tǒng)為這些設(shè)備供電，有效避免了交流逆變損耗，使得鏈路總效率≥95%。

電壓兼容性：系統(tǒng)輸出 DC48V 直流電，并且支持 42V～60V 寬范圍調(diào)節(jié)，能夠很好地適配各類(lèi)通信設(shè)備的電壓需求，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

市電補(bǔ)充系統(tǒng)：當(dāng)太陽(yáng)能發(fā)電因天氣等原因不足時(shí)，市電補(bǔ)充系統(tǒng)發(fā)揮作用。它通過(guò)原有開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)進(jìn)行整流，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電補(bǔ)充供電，與太陽(yáng)能供電實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換，保障基站設(shè)備的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

配套支架及電纜：配套支架用于穩(wěn)固安裝光伏組件，確保其在不同環(huán)境條件下都能保持正確的朝向和角度，以獲取最佳光照。電纜則負(fù)責(zé)連接系統(tǒng)中的各個(gè)組件，實(shí)現(xiàn)電能的傳輸，其規(guī)格需根據(jù)系統(tǒng)的功率和傳輸距離等因素合理選擇，以降低線(xiàn)路損耗。

在光照充足時(shí)，光伏組件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為直流電能，輸出的直流電首先經(jīng)過(guò)疊光控制器。MPPT 充電模塊對(duì)電能進(jìn)行優(yōu)化處理，跟蹤并獲取太陽(yáng)能板的最大功率輸出。經(jīng)過(guò)處理后的直流電一部分直接為基站內(nèi)的直流負(fù)載供電，另一部分若有剩余，則可根據(jù)系統(tǒng)配置選擇儲(chǔ)存(如連接蓄電池)或反饋回市電電網(wǎng)(在具備相關(guān)政策和設(shè)備支持的情況下)。當(dāng)光照減弱，太陽(yáng)能發(fā)電量無(wú)法滿(mǎn)足基站負(fù)載需求時(shí)，市電補(bǔ)充系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)。原有開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)將市電整流后與太陽(yáng)能供電協(xié)同工作，共同為基站設(shè)備供電，整個(gè)切換過(guò)程快速且無(wú)縫，不會(huì)對(duì)基站設(shè)備運(yùn)行造成任何影響。在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，直流電能表實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)電量和負(fù)載用電量，RTU 4U 模塊將系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至監(jiān)控中心，便于運(yùn)維人員遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。

高效節(jié)能：采用直流直供模式，避免了傳統(tǒng)交流供電中的交直流轉(zhuǎn)換損耗，大大提高了能源利用效率。同時(shí)，光伏組件直接利用太陽(yáng)能發(fā)電，減少了對(duì)市電的依賴(lài)，降低了能耗成本。例如，對(duì)于平均直流負(fù)載功率為 2kW 的站點(diǎn)，假設(shè)日照時(shí)數(shù)為 4 小時(shí)(全國(guó)一半以上省會(huì)城市超過(guò) 4 小時(shí))，采用疊光方案可年省電 2920 度 。

成本降低：從長(zhǎng)期來(lái)看，通過(guò)減少市電消耗，可顯著降低電費(fèi)支出。以某運(yùn)營(yíng)商的站點(diǎn)為例，采用疊光方案后投資回報(bào)周期約為 5.5 年左右。此外，在一些地區(qū)，采用太陽(yáng)能供電還可能獲得國(guó)家和地方政府的財(cái)政補(bǔ)貼，如浙江省對(duì)于太陽(yáng)能發(fā)電量每度補(bǔ)貼 0.42 元，進(jìn)一步縮短了投資回報(bào)周期 。

高可靠性：市電中斷時(shí)，若處于光照時(shí)段，系統(tǒng)可依靠太陽(yáng)能繼續(xù)為基站供電;即使在夜間或陰天，電池可與太陽(yáng)能系統(tǒng)并聯(lián)輸出，延長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間，大大降低了基站因停電導(dǎo)致的斷站風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)測(cè)算，采用疊光方案的站點(diǎn)，可以減少 80% 以上上站應(yīng)急發(fā)電成本 。

安裝便捷：該系統(tǒng)可以在不中斷電源的情況下進(jìn)行改造，直接疊加在原有的開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)上，無(wú)需對(duì)整個(gè)基站進(jìn)行斷電和重新配置，減少了改造時(shí)間和成本，且適用于各種廠(chǎng)家和型號(hào)的開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng) 。

環(huán)保效益顯著：使用太陽(yáng)能這一清潔能源，可大幅減少碳排放。如配置 18 個(gè) SPV 組件的系統(tǒng)，年發(fā)電量預(yù)估 7671 kWh，占比負(fù)載用電量達(dá) 35.5%，對(duì)比采用化石能源發(fā)電，可減碳 4.374 t / 年 。

基站疊光(直流)供電系統(tǒng)作為一種創(chuàng)新的低碳能源解決方案，憑借其高效節(jié)能、成本降低、高可靠性、安裝便捷和環(huán)保效益顯著等優(yōu)勢(shì)，在通信基站供電領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。隨著光伏技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的進(jìn)一步降低，以及相關(guān)政策對(duì)清潔能源應(yīng)用的支持，疊光(直流)供電系統(tǒng)有望在未來(lái)得到更廣泛的推廣和應(yīng)用，為通信行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入新的活力，助力實(shí)現(xiàn)通信領(lǐng)域的 “雙碳” 目標(biāo)。同時(shí)，該技術(shù)也為數(shù)據(jù)中心等其他高耗能場(chǎng)所的供電優(yōu)化提供了借鑒思路，具有廣闊的市場(chǎng)前景和社會(huì)價(jià)值。