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摘 要：随着我国经济和科学技术的发展，对通信区域的面积需求变得更大。目前，电力企业迅速地发展，但在一些偏远的农村或山区，主要由小水电站进行电力供应，甚至部分地区仍未供电。太阳能光伏通信电源的研究和设计对解决通信系统的供电问题中起着重要作用。本文分析了基于光伏通信电源的设计成和工作原理的通信基站，对太阳能光伏的应用进行了研究。
关键词：太阳能；光伏电源；通信电源
中图分类号：TM914.4 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0307-02
引 言
目前，在社会经济和科技的推动下，中国的电信行业得到了高速发展，通信基站覆盖面不断扩大，但是在国内的一些偏远地区，哪里仍采用小水电站对电信基站供电，甚至在一些更加偏远贫困的地区，仍然没有电力供应。通信电站的布局较为广泛，一般的运行工作量大。因此在保证通信基站正常工作的同时，出現了太阳能光伏的通信电源设施。太阳每40s输送到地球表面的能量就约等于一天中整个世界消耗的能源总量，而且太阳能是充足的。太阳能资源作为一种环保的自然资源对环境不会造成破坏影响。我国幅员辽阔，拥有的太阳能资源也非常充足，但是，我国对太阳能的利用率较低。
1 太阳能光伏发电系统的构成与工作原理
利用太阳能光伏设计的通信电源主要由四部分构成，即柴油电机供电、光伏控制器、蓄电池组模块、太阳能发电模块。
1.1 柴油电机供电
设置柴油发电机组供电部分是为了避免太阳能光伏发电系统在不能正常运行的情况下，发生设备端电的现象，由柴油机的作用是提供通信供电设备的电力供应，以确保通信电源的稳定性和合理性。
1.2 光伏控制器
采用光伏控制器能够发挥调整和控制系统的作用，防止光伏阵列通过将电能转换为电池的过充充电，避免电池出现放电时间较长而对通信设备造成破坏。通过安装此控制器可以保证光伏供电稳定地运行。除了上述功能外，光伏控制器还可以负责一些电池的维护和管理的工作。
1.3 蓄电池组模块
通常情况下，在通信电源的设计中，蓄电池并联组成电池组被用作储能单元。这种蓄电池模块一般采用铅酸密封阀控形式，重要功能是将太阳能转换为电能并储存下来，在通信电源供电不足的情况下这种蓄电池便可以释放电能，以实现负载电源的稳定。太阳能光伏通讯电源的蓄电池会随着外部温度的变化而持续变化，并且电池安装的场地的选择对电池的温差影响很大。为了保证蓄电池模块的应用质量，使用的电池必须要有很好的耐热性、耐寒性能。在应用光伏发电系统的过程中，蓄电池组模块不仅负责储能的作用，还需要可以作为系统稳定器部分发挥作用。
1.4 太阳能发电模块
太阳能电池组件主要利用太阳能光伏阵列转换为可用电，这个模块的主要转变原理是基于光伏电流效应的，应用转换器转换直流电是之成为符合电力负荷供电要求的新电能。鉴于目前大部分通信基站对电源设备的电源供应多是直流26V或直流48V电源，也能够通过调整光伏阵列板，以并联的形式或串联形式实现通信电源的负载供电。
2 太阳能光伏通信电源的容量设计
太阳能光伏发电系统的通信基站的容量设计直接决定了光伏电源供电的稳定性和连续性，同时也直接关系到通信设备的供电质量。所以，在设计太阳能光伏通信电源容量时，必须要充分考虑通信基站设备的供电需求以及当地的气候条件，科学、高效地设计通信电源的容量。
2.1 蓄电池组容量的设计分析
在掌握通信基站的通信设备和负载能力的基础上，确定该太阳能系统的电池容量，在设计蓄电池容量的过程中，必须全面地测量布置现场的单位面积的平均日照能量，记录全年区域的阳光照射小时数。下雨天是影响太阳能光伏发电系统的关键外部因素。在设计蓄电池容量时，应采取保护措施，确保通信设备的供电稳定。
（1）设计蓄电池组放电功率和放电时间
在计算蓄电池组的容量时，优先考虑的是通信基站计算机机房中的所有直流电源设备和通信电气设备的总额定功率的计算，计算出的总额定功率设备所需的电力总功率是太阳能光伏发电系统的蓄电池放电功率。
与普通供电系统不同的是，太阳能光伏发电系统的供电效率将受到日常天气环境和光照时间条件的变化以及浮动变化的影响，因此，在设计太阳能光伏发电系统的电池放电时间，必须充分考虑太阳能光伏电源通讯电源白天吸收太阳能给电池组充电的条件，以及夜间工作的放电特性，对于一些特殊地区，日照时间少，太阳能光伏发电系统有很大的影响了电力系统的正常工作，因此，可以在这些地区选择具有大容量电池，并设置柴油发电机组系统，以避免突然停电。合理控制放电时间可有效防止深放电现象，延长电池寿命周期。
（2）蓄电池组放电深度的设计
当太阳能光伏发电系统供电时，为防止电池过度放电问题，必须合理设计电池放电深度，目前来看，我国太阳能光伏发电系统的电池放电深度一般在50%左右。电池容量的计算公式可以简化为：
蓄电池组容量=（一天的耗能×无日照天数）/（放电深度×放电电压×衰减率）
2.2 通电电源电池方阵的容量设计
太阳能光伏发电系统的电池方阵容量设计，要满足太阳能电池方阵的容量，就需要供电系统的电压符合要求，在分析太阳能电池方阵所处的日照状况时用太阳能电池单元可以承载一定的负载电流值，计算得到太阳能电池方阵的组件数量，通过对每个太阳能电池方阵中的每个组件进行各种标准测试，便可以获得其功率，在此基础上计算出光伏方阵的总功率。根据通信行业标准的有关规定，太阳能电池阵列容量的计算公式为：
P=■
3 通信电源电池组的其他设计方面
（1）方向角和倾角的设计
在设计太阳能光伏通信电源时，其光伏方阵组件设计的形式和角度会直接关系到太阳能光伏发电系统的光辐射强度和时间，因此，需要因地制宜，合理设计太阳能电池方向角度和倾斜角度。太阳能电池构成的方位角是指太阳能电池方阵水平面和正北方向的夹角，在北半球，太阳能电池组应该朝向南方时太阳能电池组件产生的电量最大。应考虑当地的经纬度来设计倾角，也可以通过太阳辐射数据库和其他计算机软件进行计算倾角。
（2）通信电源的硬件设计
在设计太阳能光伏通信电源的硬件过程中，需要全面地考虑当地的实际情况，顾及通信基站的太阳能电池组件，蓄电池，控制器，支架，柴油机等设备的硬件设施等各种因素，在通信电源设计工作完成后，还必须要做好防雷、接地工作。
4 结 语
随着通信行业的高速发展，通信行业的网络规模越来越大，通信基站分布面积也较大，基站的日常维护工作就非常繁重，那么对于通信电站来说，怎样保证其供电的持久性和供电效率正在成为通信行业面临的的一大难题。太阳能是一种可再生的环保能源，建议建立通信电源来为通信基站的日常工作提供供电。此文从太阳能光伏的通信供电系统的组成构件及工作内容着手，研究了通信基站光伏系统的容量设计、通信电源电池的方角和倾角设计、通信电源系统设计的硬件等方面。希望对关于太阳能光伏通信电源的研究可以提供借鉴，结合当地实际情况，设计出完美的通信系统。
参考文献
[1]康洪波，秦瑞景，路平平，等.探究国内外太阳能发电技术发展状况及展望[J].电源技术，2010，34（7）：70～79.
[2]曹承栋，郭海霞，朱之梦，等.浅谈太阳能光伏通信电源的研究和设计[J].通信电源技术，2011，28（1）：35～37.
[3]邓志文，邓家佳，李克平，等.基于通信电源风光互补的太阳能控制模块研究[J].华南农业大学，2010.
收稿日期：2018-5-11
关键词：太阳能；光伏电源；通信电源
中图分类号：TM914.4 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0307-02
引 言
目前，在社会经济和科技的推动下，中国的电信行业得到了高速发展，通信基站覆盖面不断扩大，但是在国内的一些偏远地区，哪里仍采用小水电站对电信基站供电，甚至在一些更加偏远贫困的地区，仍然没有电力供应。通信电站的布局较为广泛，一般的运行工作量大。因此在保证通信基站正常工作的同时，出現了太阳能光伏的通信电源设施。太阳每40s输送到地球表面的能量就约等于一天中整个世界消耗的能源总量，而且太阳能是充足的。太阳能资源作为一种环保的自然资源对环境不会造成破坏影响。我国幅员辽阔，拥有的太阳能资源也非常充足，但是，我国对太阳能的利用率较低。
1 太阳能光伏发电系统的构成与工作原理
利用太阳能光伏设计的通信电源主要由四部分构成，即柴油电机供电、光伏控制器、蓄电池组模块、太阳能发电模块。
1.1 柴油电机供电
设置柴油发电机组供电部分是为了避免太阳能光伏发电系统在不能正常运行的情况下，发生设备端电的现象，由柴油机的作用是提供通信供电设备的电力供应，以确保通信电源的稳定性和合理性。
1.2 光伏控制器
采用光伏控制器能够发挥调整和控制系统的作用，防止光伏阵列通过将电能转换为电池的过充充电，避免电池出现放电时间较长而对通信设备造成破坏。通过安装此控制器可以保证光伏供电稳定地运行。除了上述功能外，光伏控制器还可以负责一些电池的维护和管理的工作。
1.3 蓄电池组模块
通常情况下，在通信电源的设计中，蓄电池并联组成电池组被用作储能单元。这种蓄电池模块一般采用铅酸密封阀控形式，重要功能是将太阳能转换为电能并储存下来，在通信电源供电不足的情况下这种蓄电池便可以释放电能，以实现负载电源的稳定。太阳能光伏通讯电源的蓄电池会随着外部温度的变化而持续变化，并且电池安装的场地的选择对电池的温差影响很大。为了保证蓄电池模块的应用质量，使用的电池必须要有很好的耐热性、耐寒性能。在应用光伏发电系统的过程中，蓄电池组模块不仅负责储能的作用，还需要可以作为系统稳定器部分发挥作用。
1.4 太阳能发电模块
太阳能电池组件主要利用太阳能光伏阵列转换为可用电，这个模块的主要转变原理是基于光伏电流效应的，应用转换器转换直流电是之成为符合电力负荷供电要求的新电能。鉴于目前大部分通信基站对电源设备的电源供应多是直流26V或直流48V电源，也能够通过调整光伏阵列板，以并联的形式或串联形式实现通信电源的负载供电。
2 太阳能光伏通信电源的容量设计
太阳能光伏发电系统的通信基站的容量设计直接决定了光伏电源供电的稳定性和连续性，同时也直接关系到通信设备的供电质量。所以，在设计太阳能光伏通信电源容量时，必须要充分考虑通信基站设备的供电需求以及当地的气候条件，科学、高效地设计通信电源的容量。
2.1 蓄电池组容量的设计分析
在掌握通信基站的通信设备和负载能力的基础上，确定该太阳能系统的电池容量，在设计蓄电池容量的过程中，必须全面地测量布置现场的单位面积的平均日照能量，记录全年区域的阳光照射小时数。下雨天是影响太阳能光伏发电系统的关键外部因素。在设计蓄电池容量时，应采取保护措施，确保通信设备的供电稳定。
（1）设计蓄电池组放电功率和放电时间
在计算蓄电池组的容量时，优先考虑的是通信基站计算机机房中的所有直流电源设备和通信电气设备的总额定功率的计算，计算出的总额定功率设备所需的电力总功率是太阳能光伏发电系统的蓄电池放电功率。
与普通供电系统不同的是，太阳能光伏发电系统的供电效率将受到日常天气环境和光照时间条件的变化以及浮动变化的影响，因此，在设计太阳能光伏发电系统的电池放电时间，必须充分考虑太阳能光伏电源通讯电源白天吸收太阳能给电池组充电的条件，以及夜间工作的放电特性，对于一些特殊地区，日照时间少，太阳能光伏发电系统有很大的影响了电力系统的正常工作，因此，可以在这些地区选择具有大容量电池，并设置柴油发电机组系统，以避免突然停电。合理控制放电时间可有效防止深放电现象，延长电池寿命周期。
（2）蓄电池组放电深度的设计
当太阳能光伏发电系统供电时，为防止电池过度放电问题，必须合理设计电池放电深度，目前来看，我国太阳能光伏发电系统的电池放电深度一般在50%左右。电池容量的计算公式可以简化为：
蓄电池组容量=（一天的耗能×无日照天数）/（放电深度×放电电压×衰减率）
2.2 通电电源电池方阵的容量设计
太阳能光伏发电系统的电池方阵容量设计，要满足太阳能电池方阵的容量，就需要供电系统的电压符合要求，在分析太阳能电池方阵所处的日照状况时用太阳能电池单元可以承载一定的负载电流值，计算得到太阳能电池方阵的组件数量，通过对每个太阳能电池方阵中的每个组件进行各种标准测试，便可以获得其功率，在此基础上计算出光伏方阵的总功率。根据通信行业标准的有关规定，太阳能电池阵列容量的计算公式为：
P=■
3 通信电源电池组的其他设计方面
（1）方向角和倾角的设计
在设计太阳能光伏通信电源时，其光伏方阵组件设计的形式和角度会直接关系到太阳能光伏发电系统的光辐射强度和时间，因此，需要因地制宜，合理设计太阳能电池方向角度和倾斜角度。太阳能电池构成的方位角是指太阳能电池方阵水平面和正北方向的夹角，在北半球，太阳能电池组应该朝向南方时太阳能电池组件产生的电量最大。应考虑当地的经纬度来设计倾角，也可以通过太阳辐射数据库和其他计算机软件进行计算倾角。
（2）通信电源的硬件设计
在设计太阳能光伏通信电源的硬件过程中，需要全面地考虑当地的实际情况，顾及通信基站的太阳能电池组件，蓄电池，控制器，支架，柴油机等设备的硬件设施等各种因素，在通信电源设计工作完成后，还必须要做好防雷、接地工作。
4 结 语
随着通信行业的高速发展，通信行业的网络规模越来越大，通信基站分布面积也较大，基站的日常维护工作就非常繁重，那么对于通信电站来说，怎样保证其供电的持久性和供电效率正在成为通信行业面临的的一大难题。太阳能是一种可再生的环保能源，建议建立通信电源来为通信基站的日常工作提供供电。此文从太阳能光伏的通信供电系统的组成构件及工作内容着手，研究了通信基站光伏系统的容量设计、通信电源电池的方角和倾角设计、通信电源系统设计的硬件等方面。希望对关于太阳能光伏通信电源的研究可以提供借鉴，结合当地实际情况，设计出完美的通信系统。
参考文献
[1]康洪波，秦瑞景，路平平，等.探究国内外太阳能发电技术发展状况及展望[J].电源技术，2010，34（7）：70～79.
[2]曹承栋，郭海霞，朱之梦，等.浅谈太阳能光伏通信电源的研究和设计[J].通信电源技术，2011，28（1）：35～37.
[3]邓志文，邓家佳，李克平，等.基于通信电源风光互补的太阳能控制模块研究[J].华南农业大学，2010.
收稿日期：2018-5-11