第一章:基站能耗概述
能源問題是制約一個國家經濟發展的主要問題,在國家“十一五”發展綱要中特別強調指出能源問題的緊迫性,提出了要把節約資源作為基本國策,並將能源消耗指標作為“十一五”規劃目標中最重要的約束性指標之一。
2007年中國移動電費支出就達76億元人民幣,中國聯通也高達45億元,電費支出幾乎佔據了兩家移動運營商80%以上的運維費用。這個數字還在隨着中國移動和中國聯通網絡的快速擴張而迅猛增長。因此,基站節能技術的研究對於移動運營商的節能減排有着重要的意義。
從2009年10月16日在京召開的“通訊領域基站節能減排高層研討會”上獲悉,在信息通信技術產業中,基站設備的能源消耗佔到90%,其中,平均每個基站空調的電費支出約占整個基站電費支出的50%左右。以單個基站一年的空調耗電量大約是1.5萬千瓦時測算,我國全部基站空調每年的能耗是101億千瓦時以上,節能潛力可謂巨大。
作為移動運營商,中國移動和中國聯通也都提出了自己的節能減排目標,中國移動的基本目標是2010年單位業務量耗電量比2005年下降30%,中國聯通近期目標是到2010年單位業務量能耗較2005年下降20%。
根據2007年數據統計,如圖1所示,中國移動整體能源消耗的重點為基站耗電,占整體耗電的73%,其他部分如通信機房耗電、管理用房耗電和渠道用房耗電分別占15%、6%和6%。對於基站耗電,主要的部分是主設備耗電和空調耗電,分別占基站耗電的51%和46%。對於通信機房耗電,主要的部分是通信機房設備耗電和通信機房空調耗電,分別占通信機房耗電的52%和34%。對於通信機房的設備耗電,主要包括業務和支撐系統設備耗電、交換設備耗電和傳輸設備耗電,分別占通信機房設備耗電的70%、23%和7%。
圖1
從圖1可見,若想從根本上降低基站耗電,節約運營成本,只有從機房主設備和空調入手。
我國多數地區季節性比較明顯,冬、春、秋三季及夏季的早晚時段,室外溫度遠遠低於室內,室外的低溫便可用來散熱降溫。利用這一特性,我公司研發出智能節能新風控制系統,根據用戶設置和室內外條件,可以控制空調和風機協同工作,大大減少空調的運行時間,最大可能的節省空調能耗,降低運營成本,提高經濟效益。
第二章:智能節能新風系統組成
本系統由智能新風控制器、空調、風機、壓力傳感器、溫濕度傳感器、煙霧傳感器等組成,如圖2。
圖2
1、 智能新風控制器
依微電腦為核心,採用合理的電子技術和控制邏輯程序,通過判斷外部傳感器的輸入和用戶設置,控制風機和空調工作。通過RS-485通信接口,可實現本地設備狀態上傳中心機房,中心機房遠程設置參數、遠程控制本地設備等功能。
2、 空調
帶自啟動或非自啟動的工業或家用空調,為機房提供製冷功能。
3、 風機
直流或交流風機,為機房提供製冷、通風功能。
4、 壓力傳感器
檢測機房內外壓差。
5、 溫濕度傳感器
實時檢測室內外溫濕度,為控制器提供控制數據。
6、 煙霧傳感器
實時檢測室外空氣質量,為控制器提供控制數據。
第三章:節能原理及功能簡介
根據電子設備相關規定,站能溫度基本保持在24℃ - 30℃內,因機房封閉性好,發熱設備多,要保持站內溫度,無論站外條件如何,空調一年中絕大多數時間都處於工作狀態,消耗了大量的電能。
本控制器利用空氣的熱交換原理(如圖3),通過實時檢測室內外溫度、濕度、空氣質量、風機狀態、空調狀態、氣壓條件,並和用戶設置條件進行對比,如果條件滿足,即關閉空調,新風投入運行,直到條件不滿足。在設置合理的情況下,在秋、冬、春三季節大部分時間可以取代空調,既能實現對機房制冷的目的,又能節省大量的電能。
圖3
本系統在有空調、無空調和空調出故障的條件均可正常工作,最大限度的營造出一個比較優良的基站環境。通過RS-485通信接口,可實現本地設備狀態上傳中心機房,中心機房遠程設置參數、遠程控制本地設備等功能。
第四章:節能分析
按照我國大部分氣候條件,粗略計算,無新風系統情況下,空調每年工作10個月,每天工作14小時,壓縮機工作時間占80%。目前基站採用空調一般為3匹 (2.58KW)。有新風新風系統,空調一年平均工作6個月,每天平均工作10小時,新風系統一年平均工作8個月,每天平均工作10小時,新風系統總功率200W。按照電費1元/KW·h,30天/月計算,列表如下表1。
項目
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空調方案
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新風方案
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空調
|
新風
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運行月數
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10
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8
|
8
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運行時間(h)
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18
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10
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10
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功率(KW)
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2.58
|
2.58
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0.2
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全荷運行比
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80%
|
80%
|
100%
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各用電量(KW·h)
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11145.6
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4953.6
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480
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總用電量(KW·h)
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11145.6
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5433.6
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節約電費(元)
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5712
|
節約比
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51%
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表1