微波站利用新能源設想

吳鋒

摘要：微波站建無人值守站是科學技術發(fā)展的趨勢，新能源自動化少不了，利用新能源是一種不錯的選擇，它可以與市電.火力發(fā)電互補給設備供電。

海南自貿(mào)港提出為更美好的發(fā)展‘留白，對自然生態(tài)的堅守保護。全面綠化’擦亮‘生態(tài)底色，低碳政策不斷加碼，列出精準時間表，建設熱帶雨林國家公園，開展生態(tài)環(huán)保整治，以激發(fā)‘綠色’效益為杠桿，撬動全域生態(tài)文明建設，提出了限塑料，2030年全面發(fā)展新能源汽車，控制碳排放量制定排放標準。

現(xiàn)今石油.煤等污染能源，在不斷持續(xù)緊張，以及人類生存環(huán)境不斷惡化，不少人想到了新能源利用，利用再生能源，提倡低碳生活，減少人類對大自然的破壞，保護好藍天白云就是保護好新鮮的空氣，保護好青山綠水，就是保護好海南的金山銀山，保住了海南人民的鐵飯碗，新能源是再生能源，用不盡取不完。保護環(huán)境從你我做起。

關建詞;光太陽能.? 風力太陽能.? ?安全環(huán)保

引言;石山微波站地處海南省?？谑谢鹕娇诘貐^(qū)是雷雨較多的地方，雷電光顧該站是?？停轿⒉ㄕ居捎诳陀^環(huán)境的制約，電源的線路還采用架空電源線直接引入的方式，再加上石山微波站地處石山火山群，國家地質公園海拔222.8米高峰，是瓊北最高的山峰，山高土少，石頭多，電阻相對比較大，所以石山微波站遭到雷擊可能性非常大，雖然石山微波站鐵塔.房屋.發(fā)電機房，四周都安裝有避雷針等設施，很多電源設備也配置了一些防雷器，但是接地電阻很難降很低。為此在雷雨季節(jié)很難阻止雷擊，特別是對外電源影響最大，破壞力也最強，也容易發(fā)生設備被雷擊損害的事故，影響廣播電視信號傳輸?shù)恼＿\行。

多年基層機房工作經(jīng)驗告訴我，電源的穩(wěn)定是確保微波站傳輸廣播電視信號正常之重中之重。

石山微波站是海南廣播電視地面微波接力系統(tǒng)中的接力站，該站采用NI公司的復用器Nimba one ， Nimbra 380，和 Nimbra390。 其中復用器Nimba one配置8路STM一1光端口，8路ASI輸出端口，8路IP信號端口以及8路E1信號輸出端口，Nimbra 380配置8路STM一1光端口，8路ASI輸出端口和8路IP信號端口。Nimbra390有4路STM一1光端口，4路GE光端口和8路IP信號端口。

石山微波站采用3個9500MPR收發(fā)信機，1個9600 MPR收發(fā)信機，4個通道捆綁一起來進行傳輸，傳輸帶寬增加.也提高可靠性，該站采用3選1有源信號自動切換系統(tǒng).由捷成箱以及機箱內(nèi)的一塊切換板卡DVS一5103，一塊分配板卡SDA一1102組成，該機箱配有2塊主備48V直流電源卡。

石山微波站E1編碼器主要是針對由解碼出來的中央一套廣播，海南新聞廣播音頻信號進行E1編碼后向府城中波臺發(fā)送信號，一共有4路音頻輸入端口，2路ASI輸出端口，4路E1輸出端口，采用NEC的PDH微波pasolink，該小微波發(fā)信機為一48V供電2W功率小型收發(fā)信機，有一路天線端口，4路輸入端口和4路輸出端口以及一些備用端口。

總之，石山微波站是海南廣播電視信號數(shù)字鏈路中起重新整理數(shù)據(jù)碼流向的作用，是承前起后的中繼站，也是廣播電視信號傳輸?shù)臉屑~站，承載著接收來自?？谖⒉ㄕ痉较虻膹V播電視信號，并分金雞嶺.臨高.二個方向傳輸廣播電視信號。具體節(jié)目內(nèi)容為;中央一套電視. 海南衛(wèi)視. 三沙衛(wèi)視. 海南經(jīng)濟頻道. 海南新聞頻道.? 海南公共頻道. 海南文旅頻道. 海南少兒頻道 等共8套電視節(jié)目和中央廣播. 海南新聞廣播. 交通廣播. 音樂廣播. 民生廣播. 旅游島之聲共6套廣播信號傳輸。同時石山微波站下載中央廣播. 海南新聞廣播兩套廣播節(jié)目，分主備兩路信號通過數(shù)字小微波往府城中波發(fā)射臺，同時接收府城中波臺回傳的中央廣播和 海南新聞廣播信號進行監(jiān)聽。

目前，石山微波站為了提高傳輸信號的可靠性，穩(wěn)定性，安全性。在設備供電上采用了柴油機發(fā)電.外交電流和整流及浮充電池聯(lián)合供電方式【如圖】

這種供電方式的原理是正常情況下由外交電流（主）給設備供電同時浮充電池組，如果由于某種原因外交流電（主）中斷，瞬間電池組馬上自動合上給設備供電，緩沖幾分鐘.柴油機自動啟動給設備供電，直到外電恢復（主）或者人工合上外交流電（備）如果外交流電也中斷了，只能靠柴油機給廣播電視微波設備及生活供電了。

這種聯(lián)合供電方式，一定程度上保證了設備用電的穩(wěn)定性，但也有弊端與不足。

1.石山微波站的柴油機組發(fā)電，工作過程中會產(chǎn)生大量溫廢氣和煙霧，排出的氣體嚴重污染環(huán)境。無法回避的事實是燃料本高，發(fā)電機發(fā)出的噪聲大，如果在寒冬季節(jié)，低溫啟動困難，供電有時電壓.電流不穩(wěn)定。

2.石山微波站市交流電電源的線路，由于環(huán)境條件的制約及經(jīng)濟投入的因素，采用架空電源線直接引入的方式，但是外界因素對這種電源架空直接引入方式影響較大如風 ，雷，雨，樹枝等等會使電源線短路和跳閘，影響廣播電視設備用電。

3.石山微波站地理位置處于高山上，海拔高，電阻大，遭遇雷擊侵襲的概率和強度都比較大，對外交流電影響較大，影響廣播電視設備用電。

4.石山微波站處于高發(fā)雷區(qū)，雷電較多，盡管鐵塔天線機房均裝有較好的避雷裝置，如果遇到雷雨季節(jié)，電力輸電線路常常會把雷電引入站區(qū)，使微波設備遭受雷擊，影響廣播電視信號正常傳輸。

5.石山微波站位于海南島北部屬于亞熱帶氣候，是臺風多發(fā)地區(qū)，該站又屬于該地區(qū)海拔較高的山嶺地帶，一旦有臺風，首當直沖就是微波外交流電，中斷的危險最大。

記得2014年17級強臺風威馬遜襲擊瓊北，石山微波站由于外交流電中斷，外交流不能及時恢復供電，十多天只能依靠柴油機發(fā)電供微波設備，假如山路出現(xiàn)山體滑坡，路不通柴油運不上山，那只能靠蓄電池電了。

石山微波站有兩套電池供電，一48V整流器供電系統(tǒng)和UPS不間斷電源系統(tǒng).

假如在沒有外交流電及火力發(fā)電的性況下，兩套供電系統(tǒng)電池能放多久呢？

1.48V整流器供電系統(tǒng)電池深放電只能放電，電池總量的40%，該站500AH兩組電池并聯(lián)使用總容量為1000AH，可以放電1000AH*40%=400AH，以負載電流23.3A計算，400AH/23.3A=17小時，理論雖然是17小時，但是平常放電試驗過程中，一般放10小時，放電容量已經(jīng)達到電池的40%了。換句話說石山微波站48V整流器供電系統(tǒng)只能供10小時的電給該站微波設備。

2.一.? UPS不間斷電源供電系統(tǒng)的作用是穩(wěn)定電壓，電網(wǎng)中的電壓難免會受到外界因素影響而產(chǎn)生波動。

2.UPS不間斷電源供電系統(tǒng)的作用是停電保護，也是UPS的主要功能，能夠在停電后瞬間轉入電池供電，不會因斷電，造成廣播電視微波設備用電受到干擾。

2.過欠電壓保護。

2.穩(wěn)定頻率，輸送電路的過程會產(chǎn)生不一樣的頻率，會影響廣播電視微波設備用電情況。

石山微波站UPS不間斷電源放電時間計算，同樣深放電只放總量的40%，所以10KW*40%=4 KW，該機輸電壓為220V，則總的輸出電流為4 KW/220 V約=18.2A，本站設備輸出功率只有20%，即18.2A*20%=3.64 A（實際工作輸出電流）。電池總容量為100 AH，100 AH*40%=40 AH，40 AH以3.64 A的電流放電，則40 AH/3.64 A約=10小時。理論石山微波站兩組UPS不間斷電池供電給設備可以放電20小時。

換句話說，石山微波站兩套供電系統(tǒng)蓄電池只能保證該站微波設備用電10小時。

防火勝于救火，為了保證微波設備運行更加穩(wěn)定，更加安全，更加保障。更加環(huán)保。應該考慮多加一組太陽能電池，其優(yōu)點。

1.太陽能電池電源系統(tǒng)對外無引線不會將外雷電引入站內(nèi)，使廣播電視微波設備遭受雷擊，太陽能電池電源系統(tǒng)的支架邊柜和接地網(wǎng)等本身已是防雷系統(tǒng)，這即為何國內(nèi)許多電力資源豐富地區(qū)，但考慮到通信系統(tǒng)的安全性，還是采用太陽能電池電源系統(tǒng)作為通信和廣播電視設備用電電源。

2.太陽能光伏發(fā)電過程簡單，沒有機械轉動部件，不消耗燃料，不排放包括溫室氣體在內(nèi)的任何物質，無噪音，無污染，太陽能資源分布廣泛且取之不盡.用之不竭。是一種最具可持續(xù)發(fā)展理想特征，最豐富的和最潔凈資源。

3.只要太陽照射到的地方就可以發(fā)電，石山微波站遠離市區(qū)，海拔高，風力大常年是照充足，獨立庭院式的建筑風格，足夠的空間擺放太陽能電池板。

4.太陽能電池電源系統(tǒng)有按裝的靈活性，清潔性，對按裝場所和方式要求不是很苛刻，我們所熟知的光伏發(fā)電系統(tǒng)類型很多，有并網(wǎng)系統(tǒng)，離網(wǎng)系統(tǒng)以及市電互補系統(tǒng)。石山微波站采用市電互補系統(tǒng)，地面安裝，屋頂安裝也可以建筑物體安裝及建材一體化安裝等等。

5.一次按裝終身受益，石山微波站每月向石山供電所交電費幾千元，如果充分的利用太陽能，不僅省電費錢，油費也相對減少，相對減少對空氣的污染。

有關資料，采用柴油機組和整流及浮充蓄電池聯(lián)合供電MIBF（平均故障時間是衡量一個產(chǎn)品可靠性指標，單位為小時）最高達到5000h，一般僅為2000 h至3000 h，但廣播電視微波發(fā)信機MIBF達30萬小時以上。

從目前我國正在運行的較最期建設的通信用硅太陽電池電源系統(tǒng)情況良好，還可以長時間無故障運行，可見其可靠性與廣播電視微波發(fā)信機MIBF不相上下。

按教科書級別的計算，光伏太陽能日發(fā)電量計算，太陽能發(fā)電系統(tǒng)日發(fā)電量與所處地理位置的峰值日照時數(shù)成正比，峰值日照時數(shù)越久，發(fā)電量也越多，要估算太陽能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量，需要知道系統(tǒng)安裝當?shù)氐挠行照諘r間，系統(tǒng)效率，系統(tǒng)安裝容量。目前業(yè)界，主流的太陽能發(fā)電方式，是利用晶硅電池板進行發(fā)電，理想情況下一塊面積約1.6㎡的單晶硅電池板每天可發(fā)電1.8度電。

假設1KW的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，安裝地點為石山微波站，一天保守估算，有效日照時間為8個小時，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)效率約為85%，太陽能發(fā)電系統(tǒng)日發(fā)電量計算公式;組件安裝容量*有效日照小時數(shù)*系統(tǒng)效率=日均發(fā)電量。

1KW*8*85%=6.8 KW? ，? 1 KW等于1度電 估算1KW容量的光伏發(fā)電系統(tǒng)在石山微波站按裝日均可產(chǎn)生6.8度電。1度電等于1000 AH，石山微波按裝光伏發(fā)電系統(tǒng)日均可產(chǎn)生6800 AH，

石山微波站48V整流器兩組蓄電池1000 AH可以單獨向設備供10小時用電量。假如1KW容量的光伏發(fā)電系統(tǒng)在石山微波站按裝一天產(chǎn)生的電量可以向設備供68小時用電量。

太陽能發(fā)電有兩種方式，一種是光—熱—動—電轉換方式。另一種是光——電直接轉換方式（光伏效應）。

1.光—熱—動—電轉換方式是通過利用太陽輻射產(chǎn)生的熱能發(fā)電，一般是太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣再驅動汽輪發(fā)電，前一個過程是光熱轉換過程，后一個過程是熱動再轉換成電，最終轉換過程與普通的火力發(fā)電一樣。這種太陽能熱發(fā)電的缺點是效率很低而成本且很高，有關資料，估計它的投資至少要比普通柴油機發(fā)（火電）電貴1—5倍，但它的環(huán)保性，安全性與不需要后期花錢買油，是最大的優(yōu)點。

2.光——電直接轉換方式，該方式是利用光電效應，將太陽輻射能直接轉換成電能，光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。這種太陽能電池是一種由光伏特效應而將太陽光能直接轉化為電能的器件，是一個半導體光電二極管，當太陽光照到光電二極管時.光電二極管就會把太陽的光能變成電能，產(chǎn)生電流，當許多塊電池板串聯(lián)或并聯(lián)起來時，容量就會變大，輸出的功率就越大，這種光伏效應的太陽能電池大有前途的新型電源。具有永久性，清潔性，靈活性和光電轉換的高效性。

目前，這種光伏效應的方法獲取的新能源 泛應用在各行各業(yè)，這種光電直接轉換的方式供電的優(yōu)點;是轉換筒單效率高所以被人們普遍認可。

利用太陽能電池的特點是壽命長，利于保護環(huán)境，只要有日照的地方，有風力存在的地方就可以發(fā)電，太陽能電池一次投資而長期使用，與火力發(fā)電相比，太陽能電池不會引起環(huán)境污染，省錢，省力。

近年來國家積極的推進新能源政策，利用再生能源是發(fā)展趨勢，大家一起動手來吧，讓我們的天更蘭，水更清，空氣更新鮮，來我們一起努力。

結束語：能源是整個世界發(fā)展和經(jīng)濟增長的最基本的驅動力，是人類賴以生存的基礎，世界能源結構正由煤、石油為主要能源，現(xiàn)在逐漸向以天然氣為主轉變，同時太陽能、氫能、生物質能、核能、風能、地熱能、海洋能等可再生能源也正得到廣泛的利用，了解新能源的開發(fā)和利用現(xiàn)狀與前景，對我國的能源開發(fā)與建設是很有意義的。

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