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移动通信基站的综合节能
【摘 要】 随着科技经济的发展,我国的移动通信业以位居首位.通信行业不仅为我们的生活提供了便利改善我们的生活方式,也为国民经济的发展提供了巨大的动力.随着移动科技的发展,人手一部手机是我们能看到的,需求的增长也就带动网络设施规模的不断扩大,从而相应的能耗也大大加大.本文主要是分析移动通信基站的重点高能耗的部分,并就此展开综合节能方式探讨.
【关键词】 基站 节能 集中供电
一、移动通信基站综合能耗分析
随着科技经济的发展,我国的移动通信业以位居首位.需求的增长也就带动网络设施规模的不断扩大,从而相应的能耗需求也大大加大.首先根据调查可知移动通信基站中主要电力设施有：无线设施、传输设施、空调、电源等,根据实测数据统计可知空调和无线设施是主要耗电部分,占总耗电量高达92%.
1.1 无线设施能耗分析
无线设施的能耗增加主要是由基站数量大、馈线损耗大、载频资源利用率低、功放效率低等造成的.
因为移动通信基站中的无线设施用电过大主要是由设施数量多,功耗过大造成.同时业务信息载频负荷过大也会造成用电量的临时增大.
移动通信基站中的无线设施的耗能中射频部分所占比高达65% 之多,与此同时功放部分又是射频部分的一部分能耗占比高达80%,占移动通信基站中的无线设施总能耗的60%,但是功放部分的效率却低于10%.
移动通信基站中的无线设施数量过多,主要是因为移动通信基站分布不合理造成的,为了使通信信号可以覆盖到城市的每个角落,但是却由于一些人为原因,毕竟一些居民是反对移动通信基站建在居民区的,放射辐射较大是他们担忧的,还有一些地理环境因素导致基站不能平均分布,只能通过数量加大来使通信信号可以覆盖到城市的每个角落,让每个用户在任何角落都可以享受移动通信带来的便捷.所以实际的建站数量都要比规划数量有所增加,从而导致设施能耗增加.
另外基站在通过馈线输送功率到天线的时也会产生很大的功率能耗的.
所以,在基站数量大、馈线损耗大、载频资源利用率低、功放效率低等方面进行优化改进,才能致使移动通信基站中的无线设施能耗降低.
1.2 空调能耗分析
移动通信基站中的空调能耗主要是由空调的制冷系统和空气流通系统耗能组成,根据数据统计可知: 空调系统能耗占移动通信基站总能耗的46%,其中的制冷系统就占了总能耗的33%,剩下的空气流通系统占据了13% 的能耗.
移动通信基站中在运行中,需要站内空调系统来调节温度,使站内温度保持在一个规定的范围内,那么就需要制冷系统频繁的开启空气压缩机,频繁的使用也就不免造成压缩机的老化,促使压缩机工作效率降低加机器工作时间,长期以往的恶性循环也就致使高能耗情况的产生,另外设备机器专用的润滑油随着使用年限的增加也会致使漏油的现象出现,部分的润滑油便会附着在冷气管道上,形成一种油膜,那随着油膜的逐年增多,也会极大的阻碍了空调的热能交换,导致制冷效率降低增大能耗的现象.
移动通信基站中的空气流通系统是由送风和回风组成的,那么他们的组成方式也会直接影响制冷效率.众所都知冷空气下降热空气上升,那就是应用这个原理的移动通信基站,采用的是地板下送风,上回风的气流循环方式,在设施运行时,空气下面的冷气逐渐增多,设备产生的热量也是从下往上扩散,冷风也就能够顺着气流的流动的方向直达机器内部最热的部位将热气散走.
相反,如果是上送风、下回风的方式来组成气流循环,机器运行产生的热气就会向上流动,而上送风的冷气却由上向动,致使冷气和热气冲突,冷气受阻,不能快速到达机器最热的部位将热气散走,只能加大送风量和制冷量,这无疑加大了空调系统的能耗.那不管是理论层面还是事实实践都证明了下送风、上回风的流通方式是设备散热效率最高、空调制冷效率最高的方式.
因此采用地板下送风、上回风的气流方式可以有效的改善空调制冷系统,将有效降低空调系统的能耗.
1.3 供电系统能耗分析
虽然电源系统占总移动通信基站能耗的仅仅5%,但是电源系统与用电设备相连,所以节能工作也需要重视电源系统.
据悉移动通信基站的供电系统主要是交流引入、开关电源、和蓄电池组成,那么开关电源和UPS 的长期运行导致电网严重污染,使电网波形失真,降低实际的符合能力从而增加了能耗.
其次开关电源配置采用的是长期闭合配置,但是在运行时蓄电池的充电相对来说是短暂的,也就造成了低负载率工作,转换效率降低,浪费能源.
二、移动通信基站节能措施和关键技术
2.1 设备节能
从前文所述得知,用电设备的节能主要从减少设备数量和降低单个设备能耗二方面入手.而降低单个能耗主要是增大功放部分的效率和减少馈线的损耗.
2.1.1 节能措施
(1) 优化网点的分布,减少基站建设的数目.
(2) 采用功法技术提高设备功放部分的效率.
(3) 采用光纤等介质传输,可有减少馈线导致的损耗.
(4) 采用智能载频关断技术提高载频资源利用率,降低能耗.
2.1.2 关键技术
(1) 高效率功放技术,现在成熟的是Doherty 技术,其工作原理是将输入的信号均值和峰值合成输出,使机器工作在饱和状态下完成,从而保证设备最大提高功放效率.
(2) 分布式基站技术就是将基站分为基带和射频两个部分,射频的远端可以通过光纤拉到数十公里以外进行布置,并且不受环境的影响,由于体积小无机房也就无需降温,采用自然降温便可.
(3) 智能载频关断技术可以在通信业务使用量低时自动关闭部分不使用的载频模块,在保证用户正常使用的情况下降低基站的能耗.
2.2 空调节能
根据前文的分析可知降低空天能耗关键在于制冷系统的磨损带来的效率降低和空气流通方式的改善.同时减少空调的使用时间也可降低空调能耗.
2.2.1 节能措施
(1) 采用地板下送风、上回风的空气流通方式.
(2) 通过变频改造,空调添加剂技术提高空调制冷效率.
(3) 采用新风节能技术进行机房散热处理,减少空调工作时间.
2.2.2 关键技术
(1) 变频改造技术就是通过变频器调节压缩机,可以不用通过频繁启动压缩机就可调节房间温度.
(2) 空调添加剂技术可以通过添加剂和油污发生作用,减少甚至完全去掉油渍.
(3) 新风节能通过利用室外的低温空气作为冷源降温.
2.3 供电系统节能
前文分析得出电源节能主要减少电网污染引发的负荷低,和提高蓄电池的转化率.
2.3.1 节能措施
(1) 采用谐波治理技术降低电网污染.
(2) 采用智能开关技术调整空耗.
(3) 采用太阳和风能替代能源.
2.3.2 关键技术
(1) 智能开关技术就是通过技术手段,根据整流模块工作情况自动调整模块工作数量,在使用低的时期减少空载损耗达到节能目的.
三、总结
本文主要是通过分析移动通信基站的电能设备耗电,主要从设备用电、空调系统和电源开关进行节能,提高设备的工作效率,新风节能、开关智能休眠等技术,可以合理的降低移动通信基站的整体能耗,在此基础上提出的合理布局移动通信基站分布方案也可以有效的节能.
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