Er orkugeymsla nauðsynleg fyrir fjarskiptastöðvar?

Í rekstri fjarskiptaneta er stöðugleiki stöðvar beint tengdur áreiðanleika aflgjafa þeirra. Í flestum uppsetningartilfellum er uppsetning orkugeymslukerfis (ESS) ekki lengur valkvæð uppfærsla – það er einn af lykilþáttunum sem ákvarða hvort staður geti starfað stöðugt.

Nauðsyn orkugeymslu í stöðvarstöðvum er hægt að greina út frá þremur víddum: verkfræðilegri rökfræði, kostnaðaruppbyggingu og rekstrarstjórnun.

1. Hvaða fjarskiptastöðvar verða að hafa orkugeymslu?

Mismunandi gerðir fjarskiptastöðva eru mismunandi háðar orkugeymslu. Í reynd eru eftirfarandi aðstæður í raun óaðskiljanlegar frá ESS:

1. Fjarlægar eða utan nets

Í fjallasvæðum, eyjum, eyðimörkum og öðrum afskekktum svæðum nær rafmagnsnetið annað hvort ekki til eða er mjög óáreiðanlegt, sem gerir staði háða díselrafstöðvum.

Áskoranirnar eru:

• Háir flutningskostnaður á dísilolíu
• Langar endurnýjunarlotur
• Mikil þörf á handavinnu við viðhald og rekstur

Við slíkar aðstæður verður ESS kjarninn í orkuframleiðslu staðarins – oftast í bland við sólar- eða vindorku til að mynda PV+geymslu+dísel eða vind+sól+geymslu kerfi. Án orkugeymslu er samfelldur rekstur á þessum stöðum nánast ómögulegur.

2. Óstöðug netsvæði

Í sumum þróunarsvæðum eða svæðum með veika orkuinnviði eru tíð rafmagnsleysi og miklar spennusveiflur algengar.

Í slíkum aðstæðum:

• Mikil hætta er á rafmagnsleysi í grunnstöðvum
• Tíðni truflana á netinu eykst
• Erfitt er að standa við skuldbindingar SLA

ESS-kerfi getur skipt yfir í varaafl á millisekúndum, sem kemur í veg fyrir truflanir á samskiptum – sem gerir það að mikilvægum þætti til að viðhalda stöðugleika netsins.

3. Hátt rafmagnskostnaður eða verðmunur á hámarks- og dalverði

Á svæðum þar sem rafmagnsverð fyrir fyrirtæki er hátt er rafmagnskostnaður verulegur hluti af rekstrarkostnaði staðarins. ESS getur dregið úr þessum kostnaði með því að:

• Hámarksrof og dalfylling (hleðsla á lágum hraðatímabilum, útskrift á háum hraðatímabilum)
• Að hámarka orkunotkunarferilinn

Þetta gerir kleift að spara rafmagn upp á 20%-40%. Í þessum tilfellum er orkugeymsla ekki aðeins áreiðanleiki heldur einnig lykiltæki til að draga úr rekstrarkostnaði.

4. 5G stöðvar með mikilli álagi

5G grunnstöðvar nota yfirleitt 3 kW-6 kW eða meira, sem setur strangari kröfur um samfelldni raforku. ESS gegnir eftirfarandi hlutverkum:

• Jöfnun álagssveiflna
• Að halda tafarlausum spennubylgjum í biðminni
• Að koma í veg fyrir óeðlilega stöðvun búnaðar

Það má líta á það sem „bufferlag“ innan raforkukerfisins.

1. Hvers vegna hefur ESS þróast úr „varaaflsorku“ í „kjarnakerfi“?

Áður fyrr var orkugeymsla almennt skilin sem einfaldlega að „halda ljósunum kveiktum við rafmagnsleysi“. Sú hugmynd er ekki lengur fullnægjandi í fjarskiptakerfum nútímans.

1. Frá varaafl til orkudreifingarmiðstöðvar

Nútíma ESS-kerfi veita ekki aðeins varaafl heldur einnig þátt í aflgjafarkerfinu – þar á meðal orkugeymslu, aflstjórnun og spennujöfnun. Í raun hefur það orðið að „afgreiðsluhnút“ fjarskiptaorkukerfisins.

2. Endurnýjanleg orka getur ekki virkað án geymslu

Eftir samþættingu endurnýjanlegra orkugjafa eins og sólar- og vindorku verður orkuframleiðslan óregluleg: framleiðslan nær hámarki á daginn en stöðvast á nóttunni og veðurbreytingar hafa áhrif á framleiðsluna. Án ESS er ekki hægt að nýta framleidda orku á áreiðanlegan hátt. Orkugeymsla er því forsenda fyrir samþættingu endurnýjanlegrar orku á fjarskiptastöðvum.

3. ESS hefur bein áhrif á rekstrarkostnað

Langtímakostnaður fjarskiptastöðvar felur aðallega í sér rafmagnsreikninga, kostnað vegna dísilolíu (afskekkt svæði) og rekstrar- og viðhaldskostnað. ESS getur samtímis tekið á öllu þrennu:

• Lækka rafmagnsreikninga
• Draga úr dísilnotkun
• Lægri tíðni handvirkra skoðana

III. Er uppsetning orkugeymslu hagkvæm?

Tökum dæmi um dæmigerða fjarskiptastöð:

Grunnbreytur: Orkunotkun 5 kW, árleg notkun ~43,800 kWh, rafmagnsverð 0.8 CNY/kWh, árlegur rafmagnsreikningur ~35,000 CNY.

Með ESS uppsettu (í bland við hámarkssparnað eða grunn sólarorku): sparnaður 20%-40%, árlegur sparnaður um það bil 7,000-14,000 kina.

Endurgreiðslutími: um það bil 3-5 ár. Líftími stöðvar: 8-10+ ár. Til lengri tíma litið er orkugeymsla verðmætaskapandi fjárfesting – ekki hreinn kostnaður.

1. „Falið gildi“ sem oft er gleymt
2. Að forðast tap vegna niðurtíma á vefsvæði

Samskiptatruflanir geta leitt til kvartana frá notendum, viðurlaga vegna þjónustusamninga og skaða á vörumerki – tap sem oft er meira en rafmagnskostnaðurinn sjálfur.

2. Að gera greindar rekstrar- og viðhaldslausnir mögulegar

Samþætt orkustjórnunarkerfi (EMS) gerir ESS kleift að fylgjast með fjarstýringu, sjálfvirka sendingu og viðvörun um bilanir. Rekstrar- og viðhaldskerfi færist frá handvirkum skoðunum yfir í kerfisstýrða stjórnun, sem dregur verulega úr launakostnaði.

3. Að styðja við orkuarkitektúr framtíðarinnar

Þegar orkulandslagið þróast geta fjarskiptastöðvar tekið þátt í sýndarorkuverum (VPP), dreifðri orkudreifingu og raforkuviðskiptum. Án orkugeymslu er þátttaka í þessum nýjum orkulíkönum ekki möguleg.

1. Er stærra alltaf betra fyrir orkugeymslu?

Svarið er nei – afkastageta ESS verður að vera í samræmi við tiltekna aðstæður:

• Þéttbýlissvæði: Lítil afkastageta ESS, með áherslu á varaafl og aflgjöf á hámarksárangri
• Úthverfi eða svæði með veikt raforkunet: Meðalgetu ESS, sem bætir stöðugleika framboðs
• Fjarlægðar- eða utannetsstöðvar: Stór afkastageta ESS (4-24 klukkustundir), ásamt sólar- eða díselkerfum
• Öfgakennd umhverfi (eyjar, eyðimerkur): Samþætt sólarorkukerfi + geymslukerfi + díselkerfi, með ESS sem aðalaflgjafa

1. Umbreyting í gangi í fjarskiptaorkukerfum
2. Frá „neysluvaldi“ til „stjórnunarvalds“

Rafmagn er ekki lengur bara neysluauðlind – hún er kerfiseign sem hægt er að ráðstafa og hámarka.

2. Frá einum orkugjafa til fjölorkuframleiðslu

Hefðbundin gerð: Orka úr raforkukerfi + dísel. Ný gerð: Sólarorka + Geymsla + Orka úr raforkukerfi + dísel. Samvinna milli margra orkugjafa eykur heildarhagkvæmni.

3. Frá kostnaðarstað til orkugjafa

Í framtíðinni mun orkugeymsla ekki aðeins draga úr kostnaði heldur gæti hún einnig stuðlað að tekjuöflun.

VII. Niðurstaða

Frá verkfræðilegu og rekstrarlegu sjónarmiði snýst spurningin fyrir flesta fjarskiptafyrirtæki ekki um hvort eigi að setja upp orkugeymslu, heldur hvernig eigi að stilla hana upp á viðeigandi hátt:

• Fyrir fjarlægar staðsetningar: ESS ákvarðar hvort staðsetningin geti starfað yfirhöfuð.
• Fyrir þéttbýli: ESS ákvarðar hvort kostnaður sé viðráðanlegur
• Fyrir 5G net: ESS ákvarðar hvort kerfið haldist stöðugt

Þar sem fjarskiptanet þróast í átt að meiri álagi og meiri áreiðanleikakröfum hefur orkugeymsla orðið grunnkrafa – ekki valkvæð eiginleiki. Ef þú ert að skipuleggja eða hámarka aflgjafakerfi fyrir fjarskiptastöð, þá verður rétt stærð ESS-afkastagetu, aðlögun hennar að notkunaraðstæðum þínum og samþættingu lausna eins og utanhúss geymslum fyrir grunnstöðvar lykilatriði til að bæta bæði arðsemi verkefnisins og rekstrarstöðugleika.