企业碳合规之路--通信网用能绿色化改造探讨（存量通信电源光电互补-光伏优先改造方案）

企业碳合规之路--通信网用能绿色化改造探讨（存量通信电源光电互补-光伏优先改造方案）

肖静

维谛技术有限公司   广东深圳  518055

摘 要：介绍存量通信电源光电互补改造技术、最优方案、价值

关键字：碳达峰、碳中和、通信电源、光电互补、光伏优先、即发即用、动态供电

一、前言

随着国家碳达峰（30年）、碳中和（60年）的“双碳”战略目标推进，各部委、企业也制定了相应的双碳实施路径与执行计划，通信网络每年耗电达几百亿Kwh，是一个巨大的耗能行业，优化通信网用能结构，在用电侧尽量多使用绿电，采用太阳能供电是及其有效的减碳方案，可大幅减少二氧化碳排放量，助力通信企业满足碳合规要求，同时节省大量电费开支，既体现企业的社会责任感提升社会形象，又改善了企业运营利润。

二、关键技术

1、光-电转换技术

随着太阳能电池片技术快速迭代，目前组件效率超过了21%，规模商用的单组件功率达550W、600W；组件每瓦单价也逐年下降，商用价值更高。

2、MPPT最大功率跟踪技术

最大功率跟踪：自动跟踪太阳能组件的电压-电流曲线，使极板在不同光照条件下始终工作在最大功率点，跟踪效率达99%以上。

DC/DC转换：将太阳能阵列输出的电能，按需转换为可以直接利用的直流能源，如通信48V电源，模块转换效率达97%以上。

3、光电混合供电&智能控制技术

直流并网：对于通信电源场景，采用直流并网，比交流并网效率高5%以上。

光电混合供电：光伏发电优先直接给负载供电，即发即用，不足部分由市电整流来补充，最大化利用太阳能的同时保障不间断供电，不投资储能，效率高且投资回报期更短。

一体化智能控制，动态供电：与通信电源整流模块相同CAN协议的MPPT模块，可以纳入通信电源监控统一管理，在不更换电池的情况下可以实现微储能（少量存储超发的太阳能），实现动态供电，最大化利用太阳能发电；还可以与基站电源的模块休眠、削峰填谷技术融合应用，实现更多的节能量及降低运营电费。

三、改造方案

考虑即发即用、光照强度不会长时间达到1KW/平米，以及最优投资回报期（不增加电池投资），建议极板阵列装机功率最大不宜超过负载的120%。

宏基站光电互补改造方案

对于宏基站，电源负载总电流30-200A/48V，机型为组合式或嵌入式，在存量电源上增加太阳能控制器、MPPT模块、极板阵列，实现光电互补改造，根据可安装面积、负载大小，极板装机容量为3-12KW；

光伏插框占用空间较小，可以安装于电源柜内，如果电源柜无空间，需安装附近机柜内；极板安装于楼顶、地面等无遮挡区域。

如果整流模块、MPPT模块CAN协议相同，可以由电源监控统一管理，实现动态供电。

通信电源光电互补改造方案图示

汇聚&核心机房光电互补改造方案

汇聚机房的负载总电流为100A/48V以上，既有组合式又有分立式机型，核心机房的负载一般在200A/48V以上，均为分立式；

在存量电源上增加太阳能控制器、MPPT模块、极板阵列，实现光电互补改造，根据可安装面积、负载大小，极板装机容量为9-60KW；

由于机房场景的光伏插框功率较大，占用空间大，一般需就近单独机柜安装；极板安装场景大部分为楼顶无遮挡区域。

四、光伏发电量测算

1、全国太阳能资源分布图

2、各场景光伏功率配置建议

通信网络中，电源基站、模块局、汇聚、核心机房场景，光伏配置建议：

注：根据负载量、极板组件及MPPT模块参数，配置MPPT模块数量。

3、光伏发电量测算

根据太阳能资源分布数据，全国年均100%光照约1500h，具体某位置年平均光照小时数、极板最佳倾角，需要根据经纬度查表得到；基站、机房装机容量分别为3、18KW，则年发电量分别为4500、27000Kwh。

五、结束语

在通信网络中，基站、模块局、汇聚机房数量达几百万，如果在100万个基站、3000个机房电源上部署光电互补改造，全通信网全年发电量达45亿Kwh以上。通信网络用电绿色化光电互补改造具有如下特点及价值：

安全可靠：直流并网效率高，不降低原供电可靠性，还可以减少停市电后的油机发电次数。

智能供电：如MPPT与整流模块同协议，可以融合更多电源新技术，并实现动态供电。

快速部署且实用性强：施工简单，交付周期短；适用于所有通信电源。

经济性：对于通信电源叠光微网发电，投资回收期3-6年（不同区域光照资源及电价有差异），而太阳能极板寿命达25年以上，所以，对于通信企业来说，具有非常高的投资价值（4-8倍回报）。

优化用电结构：通信网络耗电量大，大量采用太阳能绿电，可减少市电消耗，优化了用电结构，提升绿电占比；夏天正好是太阳能资源最丰富季节，多用绿电大大缓解电网高峰期压力。

助力企业碳合规：粗算按照每度煤电排放1Kg二氧化碳，70%电力为火电，全网每年可以减少30亿Kg以上的碳排放，有助于企业碳合规及国家碳中和目标达成。

综上所述，通信电源的光电互补改造值得在全国范围内大力推广应用，对通信企业具有极高的经济价值、碳合规价值，并助力国家早日实现“双碳”目标。

作者：肖静

2022年9月26日