探讨移动通信基站节能减排低成本建设举措

2021-03-26张成林

电子元器件与信息技术 2021年5期

关键词：环境温度基站能耗

张成林

（浙江佳源通讯技术有限公司，浙江杭州 310000）

0 引言

随着移动通信基站数量的增加和网络规模的不断扩大，通信网络设备的能耗也在不断的增加。在对通信网络的能耗结构进行分析时，移动通信网络的能耗达到了总能耗的70%以上，所以，对移动通信基站的节能减排低成本建设进行研究非常重要。

1 移动通信基站主要能耗分析

如今大多数移动通信基站目前处于自动操作模式。也就是说无人操作的电子设备会长时间的进行自动化的运行，但是这种自动化的运行模式必须满足一定的条件。例如，电子设备在正常的运行过程中，环境温度必须符合相应的要求。为了确保温度条件符合电子设备正常运行的要求，需要配备专用的空调，确保温度的稳定，并且空调需要一直处于开启状态，可以想象由于空调造成的能耗。基站的正常运行不仅给人们的生活带来极大的便利，同时能耗也在不断的增加。此外，通信行业每年都为空调提供极大的支持以维持环境温度，并且可以看出，电信行业的大部分能耗来自空调的能耗。因此，节能减排的核心就是降低对电能的消耗。基站中占比非常大的空调成本中，空调设备的购买以及维护只是占据了较小的一部分，基站空调的电力成本是基站空调成本中的重点[1]。

2 移动通信基站节能减排低成本建设建设方案的组成部分

2.1 冷却系统的节能设计

在移动通信基站建设的过程中，需要结合基站机房内部设备的要求，根据使用过程中的环境温度，设备可以分为对对工作环境温度要求较高以及温度要求较低两种类型。当工作环境温度升高8℃至10℃时，基站内部电池的浮动充电寿命将减少到原始标准的一半，因此在节省建筑能耗时有必要缩短电池寿命。减少排放和低成本的移动通信基站。最佳工作温度控制在15-25℃之间，温度越高，电池寿命越短，电池的整体性能会下降。因此，有必要将温度维持在适合电池运行的温度环境中。在冷却系统中，电池对温度的要求比较高，其他设备对环境温度没有比较严格的要求。结合相应的规定，这些设备在运行期间的温度控制在0-45℃的环境中即可进行正常的运行，在这样的要求下，把设备室的温度控制在35摄氏度或者更低，是非常安全的，基站在对冷却系统运行进行设置的过程中，基站的设备室的环境主要分为两个区域：蓄电池工作区以及非蓄电池工作区。在蓄电池的工作区的环境温度控制中，一般会在25℃以下，在实际的控制过程中，一般会使用单独的控制方式。对于基站的非蓄电池区域，温度控制主要运用基站内部的智能通风系统。在运行的过程中，会与室外的温度进行有效的配合。当室外的温度低于35℃时，会使用低功率的风扇对机房内部进行冷却。这样，大大限制了计算机房中空调的运行时间，大大降低了空调的启动频率，从而大大降低了设备室中空调的能耗[2]。同时，如果功能通风系统在基站正常运行期间发生故障，节能系统会通过自动化的系统直接启动设备室内的空调，为基站设备安全运行提供保障。

2.2 智能通风系统的运用

智能通风系统主要是由进气系统、排气系统以及智能控制器等组成的。智能通风系统的主要功能是对基站内的西宁有效的调节，从而为基站内部的设备安全运行保驾护航。尤其是在基站的外部环境温度低于内部的温度时，旨在通过将室内和室外气体交换为不同的温度以自然冷却来节省能量。同时，智能通风系统通过智能控制器与基站的原始空调单元连接[3]。

2.3 电池保温系统的设计

在移动通信基站的冷却系统中，电池保温系统的正常工作，直接关系着电池的性能以及系统的运行。电池保温系统主要由电池保温室以及电池保温空调构成的，在运行的过程中，电池保温室的温度需要设置到到25℃以下。在电池保温室的空调器的运行中，一般会使用可靠性非常高的压缩机，在运行的过程中时，通过计算机控制器来调节空调的运转状态。同时，在电池保温系统运行的过程中，系统自身也具备冷凝技术。使用时无需排水管，因此不用担心排水和积水。

2.4 软件和硬件节能功能

除了传统网络载频硬件模块中使用的功能控制模式外，还包括整个移动基站的节能减排，对软件和硬件进行节能设计，构建低成本的结构。使用过程主要包含以下几点：第一，可以与载波频率结合以进行呼叫管理，并在通信流量较低的夜间进行关闭，从而节约了电能。第二，开启BCCH载波频率的节能模式以及TRP流量的优先级分配，可以极大的降低BCCH载波频率的能耗。第三，当主电源中断时，可调的智能载波频率截止可以延长基站的服务时间[4]。

3 移动通信基站节能减排低成本建设举措

3.1 生产过程中

选择零件时，需要优先考虑获得世界环境保护局和我国环境保护局认证的产品。主要目的是减少有害成分的含量，一体化程度也是衡量环保程度的指标。选择合理的补充材料结构用于产品放置，减少冗余的地面空间，使用各种新的软件技术并提供流量优先的配置技术。产品运输时，选择绿色包装，通过透明包装和周转架来实现。传统的翻转架由木制结构制成，一次使用后便无法运输。新的周转架在运输活动之后，可以将其返回到原始生产工厂进行转换和重复使用。通常，可以再次使用5次以上。或者选择联合运输的环保运输方式。

3.2 规划建设过程中

在操作无线网络时，有必要充分利用无线网络的环保潜力，减少经常性的投资活动，并且，如果对环境而言，则要确保通信基站主要设备的覆盖范围。关于内部容量，有必要尽可能合理地分配网络资源，减少站点数量，并能够通过一定范围内的较少基站来实现广泛的无线网络覆盖。建筑围护结构应提高计算机室的密封性能，同时防止太阳辐射消耗能量。通信基站机房的布局设计应充分利用冬季的日照和夏季的自然通风，避免冬季出现主导风向。主要方向应该是该区域中的最佳方向或接近最佳方向。夏季，避免阳光直射。节能建筑围护结构覆盖了建筑围护结构的所有部分，应采取墙、门、窗、屋顶和地面的整体节能措施，以确保建筑物的节能效果。

3.3 运行过程中

（1）降低主功率的消耗

在移动通信网络基站建设的初始阶段，建设的技术、设备以及工艺比较落后，在通信基站中设备的能耗非常的大，电源容量也在不断的增加。当在基站附近的电力变压器容量难以满足基站的需求时，需要单独安装新的电力变压器，这极大的增加了运营商在城市电力中的成本。并且在基站能耗不断增加的过程中，运营成本也随之在不断的提升。为了降低能耗，必须采取科学合理的降耗方法。当前对节能减排的要求主要体现在节能和减排两个方面，减少主要污染物的总排放量，沿着高效率、低能耗的方向不断进步。新基站设备在节省电能方面获得了很大的进展，不仅降低了能耗的消耗，而且有利于容量的减少[5]。

（2）对开关电源进行合理的设计

直流的开关电源是提高工作效率的重要方式，同时对整流模块也会产生极大的影响。输出电流的不断增加直接提升了模块的效率，但是当模块的当前输出电流比额定的工作电流要低时，那么电源正常工作时的基站模块效率，也会处于非常低的水平。为了进行节能减排，可以冲开关电源方面着手，改善开关的工作效率。首先，对模块数量进行合理的配置，然后对模块进行相应的升级管理，合理控制单个整流器的输出电流。从而极大的提升开关电源的工作效率。另外，在开关电源的能耗中，比较关键的指标是热量，提升效率的重要方式是减低热量，从而达到降低空调能耗的要求。

（3）对低能耗电池组进行研究

现代技术不断创新发展，大量的室外基站和室外通信设备越来越齐全。这些设备可以更好的适应恶劣的外部环境，想要实现节能减排，主要的突破点在电池组。电池组对温度的要求是非常的高的，在温度不断变化的环境中，电池组容易出现不同的问题。只有在环境温度合理的范围内，电池组才能发挥的良好工作性能，因此主要特别重视解决环境温度对电池的影响，延长电池的使用寿命，同时电池保持稳定性[6]。