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Telegram群组:5G与分布式光伏是绝配?“零碳”5G基站背后“宝藏”揭秘!

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2020年4月20日,国家发改委新闻发布会上,官方首次明确了“新基建”的范围:5G基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网七大领域。


截至2020年,全国移动通信基站总数达931万个,全年净增90万个;其中4G基站总数达到575万个,城镇地区实现深度覆盖;5G基站总数达71.8万个,新建60万个。基站数量的底层逻辑是数据流量,5G流量空间仍是星辰大海,万物互联、AI、AR/VR、4K/8K、云游戏、车联网等将进一步增加大流量应用场景,5G基站数量大概率超过目前产业和市场预测,约在800-1000万个。


目前,5G基站主要能耗集中在基站、传输、电源和机房空调四部分,基站能耗以电为主,相比4G网络,5G不仅功耗提升了三倍以上,并且由于覆盖范围的衰减,5G基站的需求数量又是成倍增加,因此,对于运营商而言5G基站的高功耗甚至成为了主要制约5G建网的首要原因,而其中基站的电费支出占整体网络能耗的80%以上。经测算,以当前平均0.8元/度的转供电价计算,一个5G基站每年的电费约30000元,年用电量约37500kW·h。



日前,由中国移动打造的全国首批“零碳”5G基站在舟山群岛开始试点运行,这些基站在运行过程中实现了“零碳”排放,单个站点每年能减少碳排放14.5吨。这些网红“零碳”5G基站背后,到底藏着哪些宝藏?


01


5G与分布式光伏是绝配!


5G与分布式光伏,都具有分散式的天然属性。相对于4G时代的集中通信,5G是分布式的通信模式。而相对于火电站或者集中式电站,分布式光伏则是多点开花、自给自足。二者的高度分散化特征完美契合。


通信基站在光伏分布式发电方面有着很大优势:


1.利用基站稳定的负荷可就近消纳光伏所发电量,保证了电能的售出。


2.利用机房建设所征土地以及屋顶的场地和相应基础可作为光伏建设场地, 降低了土地使用成本。


3.利用现有完善的基站运维团队可对光伏设施进行维护, 降低了运维成本。


4.可以规模化建设,标准化设计,大大降低了工程成本。


5.能有效的减少基站能耗,实现节能,对舒缓高峰电力需求也有帮助。


6.太阳能发的电力就近消纳,避免了传输过程的损耗。


7.并网发电系统没有噪音,没有污染物排放,不消耗任何燃料,具有绿色环保的示范效应。


02


惊喜!普陀山航线上5G信号满格了


作为土生土长的舟山人,陈峰每年都会去几次普陀山。从朱家尖蜈蚣峙码头出发到普陀,航线全程为2.72公里,每次坐船去普陀山,陈峰都会一路上刷着手机。前几年离开码头后手机信号从满格就会降下几格,中间有时信号不稳,等靠岸后,信号又满格了。


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“在海上航行,由于海面反射、船体屏蔽等原因,无法实现全航线信号覆盖,航线中途存在一段信号弱覆盖段落,容易产生‘语音掉话、上网不稳定’等问题。”浙江移动舟山分公司网络部工程师周靖皓解释道。


但今年春节后,陈峰再坐船去普陀山,手机5G信号从始至终都很给力,通话和视频聊天均不卡顿。原来,变化就在朱家尖——普陀山航线中途的柱子山无人岛上。2022年2月28日,在这座荒无人烟的悬水小岛上,一座“零碳”排的5G基站拔地而起,成为解决朱家尖至普陀山航线信号覆盖弱问题的关键。


柱子山基站建成显著提升了朱家尖至普陀山航线的网络体验。经运行效果测量,各项通信指标全面提升,平均电平提升了12.5dB,SINR提升8.7dB,航线上的乘客对此都交口称赞。


03


这座风光发电的5G零碳排基站20天建成


在无人岛上建设5G基站和在陆地上建设5G基站,完全是两个概念。如果用传统的方式,首先要接入海底电缆,然后通上市电,再把设备用船运上岛,还要定期派人检查和维修。一座5G基站,建设周期至少需要100天,还不包括电缆和市电申请时间。日常能耗和维护也是一笔不小的费用。


“虽然存在着上岛难、无市电、风浪大、腐蚀强等重重困难,但是重要航线对网络高质量覆盖有迫切需求,我们还是决心通过技术创新来解决这个问题,抱着‘啃硬骨头’的决心,迎难而上、攻坚克难。”周靖皓表示。


为此,浙江移动舟山分公司组建了专项攻坚团队,通过中国移动设计院等单位多方联动研究前沿技术,反复论证确定最优方案。“传统的基站需要建房屋、拉光缆、通市电,成本高耗时长,我们最后选择拉高标准建设‘零碳’基站。”周靖皓表示,“最后通过探索新能源和新技术的应用,采取了攻坚动力高续航保障与大带宽数据回传方案。这个方案在全国海岛内也是首例。”


“安装的时候正好碰上寒流,风浪也大,坐着小船上岛,开了几十年船的老渔民都晕船,岛上又没有路,设备只能肩扛手提,每次去都带着几瓶水去。”浙江移动舟山分公司工程建设项目主管傅文君,带着项目组成员及施工人员乘坐着小船,经过长时间海上颠簸达到岛上进行勘测、施工,依靠着肩挑手扛将设备运输上站……最终,他们克服重重困难,在今年2月28日成功开通浙江省舟山市柱子山无人岛基站,这也是浙江首个通达5G信号的无人岛,同时为全国类似的无人岛建站提供了宝贵经验。



04


连续阴雨20天,这座5G零碳排基站靠这些黑科技运行


“这座5G零碳排基站的日常主要能源来自光伏发电,风大的时候使用风电做补充,还有后备的锂电池存储能量,遇到阴雨天气,光伏输出不理想,可以远程启动油机。另外,还安装了内部智能电源,能自动检测系统运行情况,不需要人员频繁上岛,也减少了维护费用。”周靖皓表示。


据了解,目前的这个5G零碳排基站,创新打造了“风光油储+智能电源+10G微波”等综合配套保障模式,即使碰上连续阴雨等极端天气,也可以坚持20天。此外,“10G微波”作为传输路由,采用大带宽高性能传输接入方式,代替传统海缆铺设方式,实现高品质传输性能,满足海岛旅客的5G信号不间断体验需求。


周靖皓表示,这种基站平时在利用太阳能和风能保障正常运行的同时,会把多余的绿色能源向数字储能装置充电,夜晚和天气恶劣时再利用存储的绿电为基站供电,从而实现基站的零排放。“这种基站单个站点每年能减少碳排放14.5吨。”


来自该方案的技术支撑单位——中国移动设计院信息能源所的所长刘宝昌在接受采访时表示:“5G零碳基站,采用一体化能源柜进行建站,实现快速建设,可减少建设过程当中50%的碳排放,采用智能叠光即发即用,能够减少碳排15%。通过全生命周期的智能化运维和管理,能减少碳排放在13%左右。”


今年3月入网至今,柱子山5G基站光伏发电量为88KWh/天,风机发电量为3.5KWh/天,绿电占比达90%以上,保护了普陀山旅游环境,贯彻落实了国家“3060双碳”战略目标。同时,该项目也荣获“中国移动浙江公司2021年度工程建设最佳实践”等荣誉,成功申报“基站用光油互补供电系统的油机控制方法、装置及系统”等两项发明专利。


2021年,中国移动发布了《C²三能——中国移动碳达峰碳中和行动计划白皮书》。在集团公司统一部署下,浙江移动积极探索基站低碳化和低能耗的高质量发展之路,不仅成功完成了绿色节能的超级基站创新,还积极探索绿色清洁能源建设方案,在合适的基站和数据中心机房实施太阳能叠加系统建设。2021年,共立项基站光伏叠加系统140个、数据中心叠加光伏系统2个,全年推动减少559.7吨的碳排,从真正意义上实现节能减排目标。


来源:光伏盒子,人民邮电报,风光查克拉

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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