河北因能科技股份有限公司河北保定071051
1引言
随着化石能源供应日益紧张、环境污染问题日趋严重，光伏发电做为一种清洁的可再生能源得到快速的推广发展。将光伏系统应用到通信基站中，可以提升通信基站运行的安全性，提高蓄电池组的使用效率，减少停电时柴油发电次数，降低运行维护费用。本文通过对示范项目的介绍，对光伏发电系统在通信基站中的应用进行研究分析。
2项目建设方案
2.1地理简介
示范项目建设在石家庄藁城区，项目所在地的经纬度为：38°03'37.82"N，114°56'12.94"E，海拔高度为：53米。
2.2系统设计
2.2.1光伏支架设计
通信基站设备间屋顶为5*5m的正方形，将光伏方阵布置在设备间的屋顶，综合考虑屋顶尺寸面积，当地最佳安装倾角，及方阵安装的安全性，将光伏支架安装倾角设计为15°。
2.2.2光伏设备选型
本光伏系统设计给基站负载供电，同时为蓄电池充电，保证通信基站的应急供电。根据负载的用电需求，光伏系统配置选型计算如下：
光伏方阵组串电压=蓄电池组额定电压×充电系数=48×（1.4～1.5）=67.2～72V
光伏组件额定电压=光伏方阵组串电压&pide;组串块数=（67.2&pide;2）～（72&pide;2）=33.6～36V
因此选用英利多晶组件YL300P-35b，光伏组件峰值功率电压为35.8V，满足设计要求。
光伏控制器参数需满足：直流输入电压>光伏方阵开路电压（90.4V），充电浮充电压>蓄电池浮充电压（53.5V）。
因此，光伏控制器选用华为ICC100-N5，直流输入电压为58V～150V，最大充电电流50A，充电电压可以手动调节，调节范围为43.2V～58V。
2.2.3光伏系统设计
光伏系统采用14块光伏组件，每2块组件串联为1串，分为7串并联输入光伏控制器，然后输出接入到通信基站负载与蓄电池的公共母线，用于给负载供电，同时给蓄电池充电。
光伏系统电气原理图
2.3系统安装
考虑到不破坏通信基站设备间屋面结果，示范项目光伏支架采用压载式安装，支架边缘与两侧墙体固定，保证光伏方阵整体的抗风性。防雷汇流箱及光伏控制器安装于设备间室内，固定在墙壁上。
3项目测试
3.1测试简介
因该通信站用电设备简单，覆盖区域平时话务量低，所以功耗很小，基本2A左右，因此采用安装假负载方式，模拟设备负载，足以代表绝大部分基站设备用电情况。
3.2测试过程
测试过程一：设备负载2A，外接负载30A。测试结果：光伏系统发电，无交流电，蓄电池未进行放电。
测试过程二：设备负载2A，外接负载40A。测试结果：光伏系统发电，无交流电，蓄电池部分放电。
测试过程三：设备负载2A，外接负载40A，测试结果：光伏系统发电，有交流电，蓄电池未放电。
3.3结果分析
1、有市电时，如光伏发电满足负载需求，由光伏系统做为主用电源，开关电源不对负载供电；如光伏发电不能满足负载需求，由光伏系统做为主用电源，开关电源提供剩余功率。
2、当市电停电，如光伏发电满足负载需求，由光伏系统做为主用电源，蓄电池不对设备进行供电；如光伏发电不能满足负载需求，由光伏系统做为主用电源，蓄电池提供剩余功率。
3、如光伏发电遇到突降，开关电源能及时检测并调整交流电提供电量。
4效益分析
4.1理论计算
光伏系统为独立系统设计，各设备损耗较小，系统转换效率为90%。根据下列公式进行计算得到藁城区基站发电量。
日均发电量=光伏组件装机容量*峰值日照小时数*系统转化效率
由上表可得，该基站6月份光伏系统日均发电量=4.2kW*5.29h*0.9=19.996kWh。理论上，全年发电量为5909.274kWh。
4.2实际测试
采用安装假负载方式，人为增加了30A负荷，共计32A负载，模拟设备负载，根据每天测试观察结果，对其进行统计，共测试一周，得出如下数据：
4.3经济效益
由实测数据可得到示范站在7月份的日均发电量为12.3kWh，占7月理论发电量的66%。因设备需求用电小于光伏发电能力，因此一部分光伏发电所有电力并没有被利用，所以示范站应分析的是有效发电量，即设备消耗的光伏发电。据此推测，在设备电流在32A情况下，示范站全年有效发电量约为3900kWh。
根据测试站点的记录数据，结合理论值对比修正后，示范站首年全年预计有效发电量为3900kWh，该基站用电电费为0.8元/kWh，全年节省电费3120元。光伏系统的使用寿命为25年，寿命期内有效累积发电量为90385kWh，共计节省电费72308元。
4.4社会效益
根据上述测试统计与理论值对比修正后，充分利用该光伏系统，在25年的使用寿命期间，可实现社会效益如下：
5结论
通过以上分析可知，当通信基站市电供电情况较差，经常停电、断电，通信用电无法得到保证的情况下，并且处于日照充裕，周边无阻挡区域，可以通过光伏发电的引入，也从一定程度上减少蓄电池使用次数，从而延长蓄电池使用寿命，从另一个角度也是在为节能减排，环境保护做出贡献。