Базовая станция на солнечных батареях

Одна базовая станция компании «МегаФон» на Северном Кавказе в этом году была переведена на систему альтернативного питания — электричество для работы станции генерируется из солнечной энергии.

Немного о базовой станции

1. Построена в 2006 году на горе Таш-Баш (643 м над уровнем моря).
2. Зона покрытия: села Нижнее и Верхнее Казанище, совокупное население около 15 000 человек.
3. Питание — обычная линия электропередач плюс бензогенератор на случай внештатных ситуаций.

Почему решили переводить на альтернативные источники энергии? Причина проста: постоянные проблемы у поставщика электричества — до 20 аварий в месяц. Конечно, бензогенератор подстраховывал, но в таких условиях очень быстро выходили из строя аккумуляторы, их приходилось менять каждые шесть-восемь месяцев.

Неудивительно, что в «МегаФоне» решили эту проблему устранить раз и навсегда, установив альтернативный источник питания. Опыт уже был — в Таджикистане некоторые БС оператора «ТТ-Мобайл» (принадлежит «МегаФону») работают на солнечных батареях.

Проектирование

Самым сложным моментом при проектировании был расчет площади, угла наклона солнечных панелей в зависимости от географических координат объекта, мощности солнечного излучения в разрезе круглогодичного использования, максимальной и средней требуемой мощности нагрузки.

Базовая станция на солнечных батареях

Необходимая мощность солнечных панелей рассчитывалась исходя из многих факторов: времени года, времени суток, погодных условий и географического положения. Оценку этих факторов проводили как для минимума — для худшего месяца (для данной местности — это январь), средних значений — для большей части года (февраль-ноябрь), так и для летнего максимума (для данной местности это июль).

Выбор системы

Устанавливаемая система должна была соответствовать целому ряду условий, обеспечивающих бесперебойную и безаварийную работу оборудования базовой станции. Самые важные из них:

  • стабильное напряжение питания 40-60 В постоянного тока;
  • требуемый ток нагрузки 80–100 А;
  • необходимое время работы оборудования в темное время суток от аккумуляторных батарей;
  • экономически обоснованный срок окупаемости оборудования.

Монтаж

Объект расположен в достаточно удобном для монтажа районе, подъездные дороги — федерального и республиканского значения. Доставка и монтаж оборудования не вызвали особенных трудностей.

Базовая станция на солнечных батареях

Из чего состоит система

Система состоит из панелей с фотоэлектрическими элементами, контроллера солнечной батареи, гибридной электропитающей установки, аккумуляторных батарей.

Сейчас на объекте функционирует 42 солнечные панели, каждая с 72 фотоэлементами. Общая площадь панелей — 53 кв. м, они способны генерировать до 5 кВт. Панели могут работать при температуре от –40 до +85 градусов по Цельсию.

Базовая станция на солнечных батареях

Поверхность панелей защищена закаленным стеклом, прочности которого хватит для предотвращения всех возможных повреждений за исключением, конечно, актов целенаправленного вандализма.

Емкости аккумуляторов хватает примерно на 12 часов автономной работы. Естественно, подключение к электросети сохранено, но лишь в качестве резервного канала питания — при возможном падении емкости аккумуляторных батарей ниже 70% в условиях отсутствия электропитания от солнечных панелей (темное время суток, облачность).

Работает? Работает!

Реализация проекта заняла два месяца — летом 2014 года БС подключили к новому энергокомплексу. После преобразования комплекс выдает стандартные АС 380В, 50 Гц.

Специалисты «МегаФона» наблюдают за состоянием системы энергоснабжения станции дистанционно. Дежурный инженер эксплуатации при необходимости может через интерфейс удаленного управления вносить изменения в конфигурацию системы, контролировать состояние аккумуляторов, проводить мониторинг других технических параметров системы. С 15 июля, с момента запуска альтернативной системы питания, перебоев в работе оборудования не было.

Специального обслуживания солнечные батареи не требуют, то есть стоимость владения низкая. Первоначально на их закупку и установку, конечно, пришлось потратиться — стоимость проекта сравнима со стоимостью постройки высоковольтной линии передач. Не секрет, что главный минус этого альтернативного источника энергии — высокая цена. Но данный проект окупится уже за два-три года.

Что будет дальше?

Мы надеемся на массовое применение таких технологий в будущем. Для этого нужен качественный прорыв в стоимости производства солнечных панелей (и в итоге их конечной стоимости) и/или роста КПД преобразования солнечной энергии в электрическую.

Есть надежда, что это произойдет в ближайшем будущем. В августе этого года лаборатория Ливерпульского университета объявила о том, что разработала новый, значительно менее затратный метод производства солнечных батарей определенного типа. Стоимость их выпуска может быть снижена за счет замены токсичных веществ, используемых при производстве, такими, которые можно найти в обычной соли для ванн. Более 90% солнечных батарей делают из кремния, примерно 7% — из теллурида кадмия. Последние тоньше и легче, но при их производстве используется токсичный и дорогой хлорид кадмия.

Ученые из Ливерпуля придумали, как заменить его нетоксичным хлоридом магния. По словам руководителя данного научного проекта, доктора Джона Мейджора, это поможет сократить стоимость солнечной энергии до уровня ископаемого топлива.
Пока этого не произошло, существует немного базовых станций, для которых было бы оправданно сооружение такого энергокомплекса. «МегаФон» планирует установить солнечные батареи еще на двух БС в ближайшем будущем.

P.S. Эта базовая станция стала теперь настолько особенной, что ей решили дать имя — станция названа в честь Анвара Гамидова, известного кумыкского поэта, переводчика и педагога, который родился в 1924 году как раз в селе Нижнее Казанище.

MegaFon habrahabr.ru