一種獨(dú)立的通信基站風(fēng)光能源供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種不用市電由風(fēng)光設(shè)備單獨(dú)提供能源的通信基站供電系統(tǒng)，屬于通信新能源領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)光供電做為新興可再生清潔能源，為移動(dòng)通信基站的建設(shè)增加了一個(gè)新的電力選擇，正在逐步得到廣泛應(yīng)用。但由于風(fēng)光能源不能連續(xù)地給負(fù)載供電，而通信基站需要24小時(shí)不間斷連續(xù)供電，在沒有風(fēng)光能源時(shí)需要蓄電池給負(fù)載供電，如何解決通信基站蓄電池的反復(fù)循環(huán)可逆充放電，延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，保證基站供電不中斷，就成了獨(dú)立風(fēng)光互補(bǔ)通信基站供電系統(tǒng)應(yīng)用的瓶頸。
[0003]目前風(fēng)光能源采用的充放電蓄電池一般為單獨(dú)的鉛酸膠體蓄電池或單獨(dú)的磷酸鐵鋰蓄電池。采用鉛酸膠體蓄電池的風(fēng)光能源系統(tǒng)雖然電池造價(jià)適宜，但由于充放電循環(huán)次數(shù)壽命只有300次左右，蓄電池在獨(dú)立供電系統(tǒng)中多次循環(huán)充放電，使用壽命只有一年左右，而蓄電池的失效對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)獨(dú)立通信基站的供電影響是致命的，嚴(yán)重可能導(dǎo)致通信基站供電系統(tǒng)的癱瘓，采用磷酸鐵鋰蓄電池的風(fēng)光能源系統(tǒng)具有良好的充放電循環(huán)壽命可達(dá)200次以上，且可逆性能好，適于獨(dú)立風(fēng)光能源通信基站使用，且使用壽命可達(dá)7年以上，但由于其昂貴的造價(jià)，單獨(dú)配置磷酸鐵鋰蓄電池風(fēng)光能源系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上用戶不易接受。如何找到一種既經(jīng)濟(jì)適用又具有耐久的使用壽命的蓄電池系統(tǒng)成了風(fēng)光能源通信基站供電系統(tǒng)的應(yīng)用的當(dāng)務(wù)之急。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是通過對(duì)磷酸鐵鋰電池和鉛酸膠體電池及可選應(yīng)急能源的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)一種適用的通信基站風(fēng)光能源獨(dú)立供電系統(tǒng)。
[0005]磷酸鐵鋰蓄電池和鉛酸膠體蓄電池由于其電氣參數(shù)和充放電特性的不同，通常是不能同時(shí)混合適用的。
[0006]本發(fā)明是通過對(duì)磷酸鐵鋰組件電池和鉛酸膠體組件電池及應(yīng)急能源(可選用)，按不同的充放電電壓區(qū)間進(jìn)行組合，磷酸鐵鋰電池組件充放電壓設(shè)置為通信基站通信基站負(fù)載工作電壓的上限區(qū)間，鉛酸膠體組件電池充放電電壓設(shè)置為通信基站負(fù)載工作電壓的中限區(qū)間，應(yīng)急能源在下限區(qū)間啟動(dòng)。磷酸鐵鋰電池組件，鉛酸膠體電池組件，應(yīng)急電源三者之間通過壓控不間斷切換開關(guān)電源來(lái)隔開工作狀態(tài)，三者相互隔離分別作為單獨(dú)的供電源工作，互不影響。
[0007]當(dāng)日照或風(fēng)能為正常狀態(tài)下，一般占全年的三分之二時(shí)間以上，風(fēng)光所提供的能源基本可滿足通信基站供電要求，只在局部時(shí)間需要蓄電池供電，這時(shí)由磷酸鐵鋰電池在通信負(fù)載上限電壓區(qū)間供電，一般充放電均在允許區(qū)間內(nèi)發(fā)生。磷酸鐵鋰電池組件選擇只要按補(bǔ)充用量設(shè)計(jì)，投入成本較小，且可反復(fù)進(jìn)行可逆循環(huán)。當(dāng)日照或風(fēng)能為局部陰雨天有風(fēng)或無(wú)風(fēng)晴天或短時(shí)間陰雨無(wú)風(fēng)天時(shí)，風(fēng)光能源供電不足，磷酸鐵鋰電池放電過多低于放電電壓下限值時(shí)，不間斷切換開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)移到鉛酸膠體電池供電狀態(tài)，由于鉛酸膠體電池容量較大，因而可持續(xù)放電時(shí)間較長(zhǎng)，且由于該種天氣全年不多，因而啟動(dòng)次數(shù)較少，其循環(huán)充電壽命得到保證。當(dāng)出現(xiàn)極端連續(xù)陰雨無(wú)風(fēng)天氣時(shí)，鉛酸膠體電池放電過多低于其放電下限值時(shí)，應(yīng)急能源自動(dòng)啟動(dòng)，應(yīng)急能源一般全年基本不啟動(dòng)，這樣就可保證通信基站獨(dú)立風(fēng)光能源系統(tǒng)造價(jià)適中，使用壽命長(zhǎng)且不間斷對(duì)負(fù)載供電。
[0008]其工作過程是這樣實(shí)現(xiàn)的，在正常日照或風(fēng)力情況下，太陽(yáng)能和風(fēng)能在一個(gè)穩(wěn)定電壓下給負(fù)載供電，多余的電給磷酸鐵鋰電池組充電，鉛酸或膠體電池組，應(yīng)急能源為切斷狀態(tài)，這個(gè)電壓略低于磷酸鐵鋰充電電壓上限，當(dāng)發(fā)電過滿達(dá)到充電電壓上限時(shí)通過過充卸荷方式設(shè)定過充保護(hù)，當(dāng)太陽(yáng)能和風(fēng)能供電不足時(shí)，由磷酸鐵鋰電池補(bǔ)充給電，正常情況下，其電壓值穩(wěn)定在放電電壓的下限值以上，不需充分放電。如遇陰雨天有風(fēng)或晴天無(wú)風(fēng)或短時(shí)間陰雨天，則當(dāng)磷酸鐵鋰電池放電電壓降到下限值以下時(shí)，不間斷切換開關(guān)自動(dòng)切換到鉛酸或膠體蓄電池工作狀態(tài)，該值低于鉛酸或膠體蓄電池的充電電壓上限，這時(shí)不足供電部分由鉛酸或膠體蓄電池給電。當(dāng)陽(yáng)光或風(fēng)力充足時(shí)。太陽(yáng)能或風(fēng)能給負(fù)載供電多余的電即給鉛酸或膠體蓄電池供電，直到蓄電池充電電壓達(dá)到上限值再自動(dòng)切換到磷酸鐵鋰蓄電池工作狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)極端連續(xù)無(wú)風(fēng)陰雨天時(shí)，鉛酸或膠體蓄電池放電電壓降到設(shè)定下限值時(shí)，不間斷切換開關(guān)自動(dòng)切換到應(yīng)急能源工作狀態(tài)，當(dāng)風(fēng)能和太陽(yáng)能充足以后，供電電壓上升到某一設(shè)定值時(shí)應(yīng)急能源停止工作，又自動(dòng)切回到鉛酸或膠體蓄電池工作狀態(tài)。
[0009]采用本發(fā)明所構(gòu)成的獨(dú)立風(fēng)光能源通信基站供電系統(tǒng)，由于大部分時(shí)間是用磷酸鐵鋰電池組件做蓄電電源，解決了基站連續(xù)充電對(duì)蓄電池反復(fù)可逆循環(huán)充放電的要求，同時(shí)由于在陰雨天氣下使用的是鉛酸式膠體蓄電池組件，大大降低了系統(tǒng)成本，因而具有良好的可逆循環(huán)性和適宜的成本，保證了基站連續(xù)供電不中斷。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以通信基站總功率為1KW，電壓為54V，電流為18.5A為例，如果當(dāng)?shù)卣Ｈ照諘r(shí)間為300天，風(fēng)力平均為三級(jí)(4?6米/秒)，負(fù)載每天耗電量為24KWh，考慮發(fā)電系數(shù)為1.2，選用太陽(yáng)能發(fā)電組件功率為4.5KW，正常日照下日發(fā)電為24KWh，選用風(fēng)能發(fā)電機(jī)功率為2KW，正常風(fēng)力下日發(fā)電為5KWh，在正常日照和風(fēng)力下，發(fā)電工作由風(fēng)光和磷酸鐵鋰電池完成，一年大約時(shí)間為300天，扣除不需可逆循環(huán)放電天數(shù)100天，實(shí)際循環(huán)充放電天數(shù)為200天，按電池壽命充放電循環(huán)200次計(jì)，電池可使用壽命為10年。鉛酸或膠體蓄電池的使用時(shí)間一年約為60天，扣除不需循環(huán)充放電天數(shù)30天，實(shí)際循環(huán)充放電天數(shù)為30天，按電池循環(huán)充放電壽命300次計(jì)，使用壽命也可達(dá)10年，而應(yīng)急能源一般基本不用，只是極端天氣下自動(dòng)啟動(dòng)。一般備足15天的發(fā)電容量即可。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種獨(dú)立的通信基站風(fēng)光能源供電系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)利用磷酸鐵鋰電池與鉛酸膠體電池、應(yīng)急能源(可選)的工作電壓差借助自動(dòng)不間斷切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)集中供電狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，每種狀態(tài)相互隔離，互不影響，從而在低成本下保證了系統(tǒng)的長(zhǎng)期循環(huán)充放電，大大延長(zhǎng)了無(wú)市電獨(dú)立基站風(fēng)光能源的蓄電池組件使用壽命。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨(dú)立通信基站風(fēng)光能源供電系統(tǒng)，其特征在于:磷酸鐵鋰電池組件配置的充放電電壓為基站負(fù)載的允許上限電壓，鉛酸或膠體電池組件配置的充放電電壓為基站負(fù)載的允許中限電壓，應(yīng)急能源(可選)的啟動(dòng)關(guān)閉工作電壓為基站負(fù)載的允許下限電壓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨(dú)立通信基站風(fēng)光能源供電系統(tǒng)，其特征在于:風(fēng)光能源供電系統(tǒng)可以是單獨(dú)的光能，單獨(dú)的風(fēng)能，也可以是風(fēng)、光結(jié)合或者風(fēng)光應(yīng)急能源一體化系統(tǒng)，其中應(yīng)急能源為最后啟動(dòng)電源。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨(dú)立通信基站風(fēng)光能源供電系統(tǒng)，其特征在于:根據(jù)供電電壓的不同，對(duì)通信負(fù)載的供電順序依次為:風(fēng)光能源，磷酸鐵鋰電池組件，鉛酸或膠體電池組件，應(yīng)急電源(可選)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獨(dú)立通信基站風(fēng)光能源供電系統(tǒng)，其特征在于:供電電源發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)和調(diào)節(jié)供電系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，供電能源保持連續(xù)不間斷對(duì)通信負(fù)載供電。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種獨(dú)立的通信基站風(fēng)光能源供電系統(tǒng)，屬于通信新能源領(lǐng)域。發(fā)明采用一種不間斷自動(dòng)切換開關(guān)，利用工作電壓差從高到低依次實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池，鉛酸或膠體電池，應(yīng)急能源（可選）供電的自動(dòng)切換，每種供電方式相互隔離，互不影響；本發(fā)明使用少量組數(shù)磷酸鐵鋰電池，鉛酸式膠體電池作為后備電池使用較少，應(yīng)急能源（可選）一般不用，大大降低了獨(dú)立供電系統(tǒng)的成本，且具有耐久的可逆循環(huán)，性能穩(wěn)定，在連續(xù)陰雨無(wú)風(fēng)天可保持基站不斷電，免維護(hù)，可廣泛用于不易接市電的邊遠(yuǎn)山區(qū)通信基站。
【IPC分類】H02S10/12, H02S10/20, H02J9/06
【公開號(hào)】CN105515498
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410488852
【發(fā)明人】郭燦杰
【申請(qǐng)人】郭燦杰
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2014年9月23日