Le reti di telecomunicazioni dipendono da un’energia affidabile per mantenere in funzione le apparecchiature radio, i sistemi di trasmissione, le apparecchiature di raffreddamento e le infrastrutture di supporto. In aree remote o luoghi con connessioni di rete instabili, anche una breve interruzione di corrente può influire sulla disponibilità della rete e aumentare i costi di manutenzione.
Per gli operatori di telecomunicazioni, le società di torre, gli appaltatori EPC e gli integratori di infrastrutture, selezionare la giusta batteria di backup per le stazioni base di telecomunicazioni richiede molto più che scegliere una batteria di grande capacità. Il sistema deve supportare carichi critici, fornire la durata di backup richiesta, rispondere alle interruzioni di corrente e funzionare con le fonti energetiche disponibili.
Un sistema di backup a batteria convenzionale può essere sufficiente per i siti con alimentazione di rete stabile e interruzioni relativamente brevi. I siti remoti con accesso limitato alla rete, interruzioni frequenti o difficoltà nella fornitura di carburante potrebbero aver bisogno di un’architettura ibrida che coordini lo stoccaggio delle batterie, la generazione solare fotovoltaica, la generazione diesel e la gestione intelligente dell’energia.
INJET HanCang fornisce soluzioni ibride di stoccaggio dell'energia per stazioni base di telecomunicazioni e applicazioni di alimentazione remota. Questa guida spiega i fattori chiave da considerare quando si pianifica un sistema di backup con batteria per telecomunicazioni, dai calcoli del carico alla configurazione del sistema ibrido.
Le stazioni base per le telecomunicazioni spesso funzionano ininterrottamente, anche in luoghi in cui l'accesso alla rete elettrica è limitato o inaffidabile. Il loro fabbisogno energetico può essere relativamente costante, ma le conseguenze di un'interruzione di corrente possono essere significative.
Le apparecchiature radio e i sistemi di comunicazione associati richiedono un'alimentazione affidabile. Quando l'alimentazione della rete viene a mancare, un sistema di backup adeguatamente progettato può supportare i carichi critici designati mentre la fonte di alimentazione primaria non è disponibile.
La durata del backup richiesta dipende dalla cronologia delle interruzioni del servizio, dalle priorità operative e dalla disponibilità di fonti di alimentazione alternative.
Alcuni siti di telecomunicazioni si trovano in regioni montuose, comunità rurali, isole o aree in cui l’infrastruttura di rete non è affidabile.
In questi luoghi, le visite di manutenzione e la consegna del carburante possono essere più difficili da organizzare. Un sistema di alimentazione ibrido può aiutare a coordinare le fonti energetiche disponibili e fornire una maggiore flessibilità rispetto al fare affidamento su un’unica fonte.
I generatori diesel sono comunemente presi in considerazione per i siti che necessitano di alimentazione di riserva per periodi prolungati. Tuttavia, il funzionamento del generatore implica la fornitura di carburante, la manutenzione e il monitoraggio regolare.
Quando lo stoccaggio della batteria e la generazione solare sono integrati in modo appropriato, il sistema può ridurre il tempo di funzionamento non necessario del generatore. Il risparmio effettivo di carburante dipende dai carichi del sito, dalle risorse solari, dalle prestazioni del generatore e dalla strategia di controllo selezionata.
Il monitoraggio remoto può aiutare gli operatori a rivedere lo stato del sistema, identificare gli allarmi e valutare le condizioni operative senza visitare ogni sito per controlli di routine.
Il monitoraggio remoto non elimina la necessità di manutenzione fisica, ma può aiutare i team di manutenzione a dare priorità alle visite in loco e a rispondere in modo più efficiente a condizioni anomale.
Il corretto dimensionamento della batteria inizia dal carico elettrico del sito e dalla durata di backup richiesta. La capacità energetica della batteria e la potenza erogata devono essere valutate separatamente.
Preparare un elenco delle apparecchiature che devono rimanere alimentate durante un'interruzione. Ciò può includere apparecchiature radio, dispositivi di trasmissione, sistemi di controllo e carichi ausiliari selezionati.
Dovrebbero essere prese in considerazione anche le apparecchiature di raffreddamento e altri sistemi di supporto laddove il loro funzionamento è necessario per mantenere le apparecchiature nelle condizioni operative richieste.
Separare i carichi essenziali dalle apparecchiature che possono essere temporaneamente disconnesse durante un'interruzione. Ciò aiuta a evitare il sovradimensionamento della batteria attorno ai carichi che non richiedono backup.
Stimare la richiesta di potenza media dei carichi critici in kilowatt (kW).
Se il carico varia durante il giorno, utilizzare, ove possibile, i dati operativi misurati anziché fare affidamento solo sui valori nominali della targa dell'apparecchiatura.
Ad esempio, consideriamo un ipotetico sito di telecomunicazioni con un carico critico continuo di 10 kW. Si tratta di un valore illustrativo per spiegare il calcolo, non di una specifica per ogni stazione base di telecomunicazioni.
Determinare per quanto tempo la batteria dovrebbe supportare i carichi critici quando la fonte primaria si guasta.
La durata richiesta potrebbe dipendere dal tempo previsto di ripristino della rete, dall'avvio e dalla disponibilità del generatore, dall'accesso per la manutenzione e dai requisiti di disponibilità della rete del sito.
Per il carico illustrativo da 10 kW, un periodo di backup di 4 ore richiede:
10 kW × 4 ore = 40 kWh di energia erogata.
Si tratta dell'energia fornita al carico prima di tenere conto delle perdite di conversione, dei limiti operativi della batteria e delle riserve di progettazione.
La capacità nominale della batteria non è necessariamente uguale all'energia disponibile per il carico.
Il progetto deve tenere conto della profondità di scarico utilizzabile, dell'efficienza di conversione, del consumo ausiliario, delle condizioni di temperatura e di qualsiasi capacità di riserva richiesta dal progetto.
Una relazione di pianificazione semplificata è:
Capacità nominale della batteria richiesta = energia di carico richiesta ÷ (frazione di batteria utilizzabile × efficienza del sistema).
Ad esempio, se l'energia fornita richiesta è 40 kWh, la frazione utilizzabile presunta della batteria è dell'80% e l'efficienza presunta del sistema è del 90%, la capacità nominale stimata è:
40 ÷ (0,8 × 0,9) ≈ 55,6 kWh.
Questo calcolo è un'illustrazione semplificata. Il dimensionamento finale deve utilizzare i limiti operativi verificati dal produttore, le condizioni di progetto e i requisiti tecnici applicabili.
Una batteria può avere una capacità energetica sufficiente ma essere comunque inadatta se la sua potenza in uscita è insufficiente per l'apparecchiatura collegata.
Controllare la potenza continua richiesta, i carichi transitori, la potenza nominale dell'inverter o del sistema di conversione di potenza e i requisiti di transizione di potenza del sito.
Se durante un'interruzione della rete il sistema di telecomunicazione necessita di un funzionamento ininterrotto, verificare l'effettivo comportamento di trasferimento dell'intero sistema. Non dare per scontato che ogni sistema di accumulo dell'energia della batteria fornisca un trasferimento continuo in tutte le condizioni operative.
Un sistema di backup della batteria e un sistema di accumulo di energia ibrido svolgono ruoli correlati ma diversi.
Un sistema di backup a batteria convenzionale può essere progettato principalmente per superare le interruzioni di alimentazione. Un sistema ibrido di accumulo dell’energia può coordinare più fonti di energia e può essere più appropriato laddove le interruzioni sono frequenti o l’accesso alla rete è limitato.
Una disposizione convenzionale della batteria di backup può essere adatta quando:
La potenza della rete è generalmente disponibile.
Le interruzioni sono relativamente brevi.
I carichi di backup sono chiaramente definiti.
Il periodo di autonomia richiesto è limitato.
L'infrastruttura di backup esistente soddisfa le esigenze del sito.
Il suo ruolo principale è quello di fornire energia durante le interruzioni piuttosto che ottimizzare continuamente diverse fonti di energia.
Un sistema a batteria solare combina la generazione fotovoltaica con lo stoccaggio e la gestione dell’energia.
Durante i periodi di generazione solare, l’elettricità fotovoltaica può alimentare il carico e caricare la batteria quando è disponibile energia sufficiente. L’energia immagazzinata può quindi supportare il sito quando la produzione solare diminuisce.
Questo approccio dipende dalle risorse solari locali, dall'area di installazione, dalla domanda di carico giornaliero, dalla capacità della batteria e dalla durata di backup richiesta dal sito.
Per i siti di telecomunicazioni remoti, una combinazione di energia solare, accumulo di batterie e generazione diesel può offrire una maggiore flessibilità operativa.
Il sistema può utilizzare l'energia solare quando disponibile, scaricare la batteria in base alla strategia operativa e ricorrere al generatore quando è necessaria energia aggiuntiva.
Il generatore rimane importante quando la generazione rinnovabile è insufficiente o la batteria non è in grado di soddisfare autonomamente la domanda del sito per la durata richiesta.
Un progetto ibrido dovrebbe essere valutato utilizzando il profilo operativo completo, non semplicemente la capacità nominale della batteria.
Il solare fotovoltaico può essere utile nei siti di telecomunicazioni remoti dove la luce solare disponibile e le condizioni di installazione supportano una generazione di energia sufficiente.
La produzione solare varia in base alla posizione, alla stagione, alle condizioni meteorologiche, all'orientamento dei pannelli, all'ombreggiamento e alle perdite del sistema.
Prima di selezionare la capacità fotovoltaica, stimare la generazione giornaliera prevista utilizzando i dati solari specifici del sito. Un sistema progettato solo attorno alle medie annuali potrebbe non fornire energia sufficiente durante i periodi di minore produzione solare.
Quando la produzione fotovoltaica supera la domanda immediata del sito, il surplus disponibile può caricare la batteria, in base ai limiti di carica del sistema e alle impostazioni di controllo.
Quando la produzione solare è inferiore al carico, la batteria o un'altra fonte disponibile deve fornire la differenza.
Il sistema dovrebbe quindi essere dimensionato in base sia al bilancio energetico giornaliero del sito che ai suoi requisiti critici di backup.
Il tempo nuvoloso e i cambiamenti stagionali possono ridurre la produzione solare per giorni consecutivi.
Per i siti remoti che richiedono un’elevata disponibilità, la progettazione del sistema dovrebbe valutare la quantità di energia immagazzinata necessaria, se è disponibile il backup diesel e come il sistema risponderà quando la generazione solare rimane al di sotto delle aspettative.
La generazione solare può ridurre la dipendenza dalle fonti di energia convenzionali in applicazioni adeguate, ma non si dovrebbe dare per scontato che garantisca un’energia ininterrotta senza adeguati dispositivi di stoccaggio, backup e controllo.
Gli operatori delle telecomunicazioni dovrebbero valutare un sistema di accumulo rispetto ai requisiti elettrici del sito, all'ambiente, alle esigenze di monitoraggio e alla strategia di manutenzione.
Le batterie al litio ferro fosfato (LiFePO₄ o LFP) sono utilizzate in molte applicazioni fisse di accumulo di energia. La loro idoneità per un particolare progetto di telecomunicazioni dipende dal design completo della batteria, dai controlli del sistema, dai limiti operativi e dalle certificazioni richieste.
Esaminare la documentazione tecnica del produttore, le funzioni di protezione, i requisiti di installazione e gli standard di sicurezza applicabili prima di selezionare un sistema.
Le prestazioni e la durata della batteria possono essere influenzate dalla temperatura operativa.
I siti remoti potrebbero essere soggetti a temperature diurne elevate, notti fredde, umidità, polvere o altre condizioni ambientali. La progettazione della gestione termica del sistema dovrebbe essere adeguata al clima previsto e all'ambiente di installazione.
Il sistema di conversione dell'energia deve essere compatibile con l'architettura elettrica del sito e con le modalità operative richieste.
Per le applicazioni ibride, le funzioni di controllo dovrebbero coordinare la batteria, la generazione solare, il generatore e la rete, ove disponibile. Il sistema dovrebbe essere valutato per la risposta al carico, le transizioni della sorgente, la protezione e il ripristino dopo un guasto.
Per le reti di telecomunicazioni geograficamente disperse, il monitoraggio remoto può migliorare la visibilità operativa.
Informazioni utili sul monitoraggio possono includere lo stato di carica della batteria, gli allarmi del sistema, il flusso di corrente, lo stato operativo e la condizione delle fonti di energia collegate, ove supportate.
Prima dell'acquisto, verificare quali funzioni di monitoraggio sono incluse, come comunica il sistema, quali dati sono disponibili in remoto e quale livello di manutenzione locale rimane necessario.
INJET HanCang include soluzioni di accumulo di energia progettate per applicazioni di alimentazione remota e distribuita. La configurazione appropriata dipende dalla capacità energetica richiesta, dalla potenza nominale, dalle condizioni del sito e dalla strategia operativa.
IL Il sistema di accumulo di energia HanCang da 261 kWh integra solare, accumulo di batterie, generazione diesel, connettività alla rete e dispacciamento intelligente in una soluzione di alimentazione ibrida.
INJET posiziona questo sistema per stazioni di telecomunicazioni, siti remoti e strutture off-grid su piccola scala. La sua idoneità per una particolare stazione base dovrebbe essere valutata rispetto al profilo di carico del sito, alla durata del backup, alla potenza di uscita richiesta e alle fonti di energia disponibili.
La sola capacità energetica nominale non deve essere utilizzata per determinare quante ore il sistema può supportare un sito di telecomunicazioni. Tale calcolo richiede il carico effettivo, la capacità utilizzabile, l'efficienza del sistema e le condizioni operative.
Visita INJET Pagina della soluzione Stazioni base per telecomunicazioni per saperne di più sull'approccio dell'azienda all'energia affidabile per le infrastrutture di comunicazione in regioni remote o con rete instabile.
Per una valutazione del progetto, gli operatori dovrebbero fornire l'architettura di alimentazione esistente, il carico tipico, la cronologia delle interruzioni, la durata del backup richiesta e qualsiasi informazione disponibile sull'energia solare o sul generatore.
Una batteria selezionata utilizzando solo la potenza nominale totale indicata sulla targa potrebbe essere inutilmente grande o non in grado di soddisfare l'effettiva domanda di picco del sito.
Utilizzare i dati di carico misurati, ove disponibili, e distinguere tra domanda continua di energia e picchi di potenza di breve durata.
Due siti di telecomunicazioni con carichi simili potrebbero richiedere capacità di batteria diverse perché la durata prevista dell'interruzione è diversa.
Il periodo di autonomia richiesto dovrebbe riflettere le priorità operative del sito, l'affidabilità della rete e le fonti di backup disponibili.
Un sistema progettato per un ambiente interno controllato potrebbe non essere appropriato per un sito remoto esposto.
Confermare la classificazione ambientale, l'intervallo di temperatura, la strategia di raffreddamento, la protezione dell'involucro, i requisiti di installazione e l'accesso per la manutenzione.
La generazione solare dipende dal tempo e dalla luce del giorno. Un sistema progettato senza considerare periodi prolungati di bassa potenza solare potrebbe non soddisfare la durata di backup richiesta.
Valutare la generazione stagionale, la capacità di storage e il ruolo della generazione di backup come parte della progettazione complessiva.
La capacità energetica è solo una parte delle prestazioni del sistema. Anche la potenza nominale, la conversione della potenza, le funzioni di controllo, le modalità operative, le disposizioni di sicurezza e le capacità di monitoraggio sono importanti.
Confronta le specifiche complete del sistema con i requisiti del progetto prima di prendere una decisione di acquisto.
Fornire in anticipo i dettagli del progetto può aiutare il fornitore a valutare la configurazione del sistema richiesta.
Preparare le seguenti informazioni, ove disponibili:
Ubicazione del sito: Paese, regione, altitudine e clima previsto.
Carico critico: richiesta di potenza media e requisiti di potenza di picco.
Durata del backup: il numero di ore in cui le apparecchiature critiche devono rimanere alimentate.
Alimentazione esistente: rete, generatore, solare fotovoltaico o una combinazione.
Informazioni sull'interruzione: frequenza e durata tipiche dell'interruzione.
Spazio disponibile: ingombro dell'apparecchiatura, limitazioni di accesso e installazione.
Requisiti di monitoraggio: monitoraggio locale, monitoraggio remoto e segnalazione degli allarmi.
Piani di espansione: se è possibile aggiungere in seguito ulteriori apparecchiature o capacità di telecomunicazioni.
Se non sono disponibili misurazioni elettriche dettagliate, iniziare con l'elenco delle apparecchiature, i carichi operativi stimati e la durata del backup richiesta. La scelta finale del sistema dovrebbe basarsi su un esame tecnico delle condizioni del sito.
La durata del backup richiesta dipende dalla cronologia delle interruzioni del sito, dal carico critico, dalla disponibilità del generatore e dai requisiti di disponibilità della rete. Il progetto dovrebbe stabilire il periodo di autonomia richiesto prima di selezionare la capacità della batteria.
Moltiplicare il carico critico medio in kW per la durata del backup richiesta in ore per stimare l'energia fornita al carico. Quindi tenere conto della capacità utilizzabile della batteria, dell'efficienza del sistema, del consumo ausiliario e della riserva richiesta.
Potrebbero essere in grado di supportare un sito quando la generazione solare, la capacità della batteria e le apparecchiature di conversione dell'energia sono adeguatamente dimensionate. Per i siti che richiedono un'elevata disponibilità durante periodi prolungati di bassa produzione solare, potrebbe essere necessaria ulteriore alimentazione di backup.
Sì, se il sistema è progettato per integrarsi con il generatore e coordinare l'erogazione di energia in modo sicuro. L'architettura del sistema, i limiti operativi del generatore, la logica di controllo e la compatibilità elettrica devono essere confermati durante la progettazione.
I kilowatt (kW) misurano la potenza erogata in un particolare momento. I kilowattora (kWh) misurano la capacità energetica o l'energia consumata nel tempo. Un sistema adeguato necessita di potenza sufficiente per soddisfare il carico e di energia utilizzabile sufficiente per sostenerlo per la durata richiesta.
Fornire l'ubicazione del sito, il profilo di carico, la durata del backup, le fonti di alimentazione esistenti, la cronologia delle interruzioni, le condizioni ambientali e i requisiti di monitoraggio. Questi dettagli aiutano a determinare se è più appropriato un sistema di accumulo di energia convenzionale con batteria di backup o un sistema ibrido.
Un’energia elettrica affidabile è essenziale per le infrastrutture delle telecomunicazioni, soprattutto nei siti remoti e nelle regioni con accesso alla rete instabile. La scelta di un sistema di backup con batteria appropriato richiede una chiara comprensione del carico critico, della durata del backup, dell'ambiente operativo e delle fonti di energia disponibili.
INJET HanCang fornisce soluzioni ibride di stoccaggio dell'energia per applicazioni di telecomunicazioni remote e di alimentazione off-grid. Valutando lo stoccaggio delle batterie insieme alla generazione solare, al backup diesel e alla gestione intelligente dell'energia, i team di progetto possono sviluppare una configurazione che soddisfi i requisiti operativi del sito.
Per discutere del tuo progetto, prepara l'ubicazione del sito, l'elenco di carico, la durata del backup richiesta, il generatore esistente o la capacità solare e le condizioni di installazione.
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