上海垂直轴风力发电机（MUCE-VAWT）在通信机站中的
应用及解决方案
关键词：风力发电(wind power) 垂直轴风力发电(vawt) 移动 联通 电信 基站 模斯翼(MUCE)
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摘要：如果将垂直轴风力发电机VAWT上海模斯翼MUCE经过针对于通信行业电力应用的特点进行设计和改造，将会在小型风力发电机在通信行业的应用方面发掘出巨大的潜力，同时也将会使通信网络的覆盖在广度与深度上都有大规模的发展。 |
随着通信行业的迅猛发展，人们对通信特别是移动通信的要求越来越高，其中对于网络覆盖的深度和广度尤为迫切。但是全国乃至全球的电网覆盖远远达不到“在任何时间任何地方”为通信设备提供可靠、稳定、小型、高效的电力支撑这四点要求。由于在现今竞争激烈的通信运营商之间，网络覆盖面积、投资运营成本等都已经纳入精细化管理之中了，这对于小型风力发电机大规模的进入通信行业提供了难得的机遇。
1．通信基站电源现状
目前的通信基站的供电情况。
1）在通信日益发达的今天，随着通信覆盖面的扩展，很多通信站远离常规电网，新建通信站往往要延伸电网或就地发电。电网延伸代价很高，甚至是不可实现的。
2）通信站要求有非常稳定可靠的电力供应。
3）通信站的容量越来越大。
4）国际油价节节攀升、运输困难，还经常受到气候等条件的制约。在负荷小的情况下，柴油发电效率非常低，同时，柴油机需要很好的保养。
5）用光电作为基站电源电力明显不足，光电一次性投入高，且冬天的效果非常差。
6）很多通讯站位置都具有海拔高和地势较开阔的特点，往往拥有非常好的风力资源。
2．太阳能发电与风力发电用于通信行业的可行性分析
2.1有利的自然条件
1）垂直轴风力发电机VAWT上海模斯翼MUCE不受与风力无关的自然条件的限制比如：白天或是黑夜，阴雨或是晴朗，寒冷与炎热等。虽然小型风力发电机受天气与风力地域分布的影响较大，但是垂直轴风力发电机VAWT上海模斯翼MUCE对于太阳能电池和市电有极大的互补性：一般太阳能电池不能工作的阴雨天气都会伴有大风，同时也是市电电网最容易出故障的时候。
2）建设与投入使用非常灵活快捷。无论什么地域只要风力资源充足（我国探明风能理论储量为32.26亿千瓦，居世界首位，陆上可开发利用为2.53亿千瓦，近海可利用风能7.5亿千瓦。中国的风能资源丰富区主要集中在两个带状地区,一条是“三北”(东北、华北、西北)地区，终年在高空西风带控制之下，且又是冷空气侵入我国的必经之地，从新疆到东北，是我国连成一片的最大风能资源带。面积大、交通方便、地势较平坦，风速随高度增加很快，这是欧洲地区没法比的，年发电等效小时数一般为2700小时，新疆等一些地方可以达到3200小时。另一条是“沿海及其岛屿丰富带”，其风能功率密度线平行于海岸线。这些地区每年可利用风能的有效小时数约在7000-8000小时；沿海夏秋还有热带气旋的影响，每当台风登陆可产生一次大风过程，是风机满负荷发电的一次机会。）：“立竿见电”。运行中不受市电电网故障的影响，并且相对太阳能发电来说初期投资要少得多。
2.2解决方案
1）现今的通信与自动化技术在传输与控制方面都是非常成熟的技术。现有的通信运营传输设备与资源冗余很大，有现成的传输通道可以利用，成本几乎可以不计。
2）“三遥系统”有现成的厂家提供或在现有的基站环境监控系统上扩展功能即可，至于交直流远程遥控开关与可编程智能控制系统在现有的高频开关电源的基础上进行有针对性的改造即可。
3）上海模斯翼MUCE设计新款垂直轴风力发电机VAWT，视功率大小可以直接安装到通信发射塔中部，这样又可以进一步节约成本(见图)
3．技术要求
1）要求所使用垂直轴风力发电机VAWT上海模斯翼MUCE的容量在3-10千瓦左右。具体容量选型应是基站容量的1－1.5倍。在质量方面必须有较高的质量保证，使用寿命应在10年以上，主要部件要保证能够免维护运行5年以上，而且对于风速的使用范围要广，能够适应高寒、高温、高湿等恶劣的自然条件！其次必须增加一套简单有效的远程监控系统和相应的一组可以进行远程遥控的电源转换开关！必须达到远程遥感、遥测、遥控（三遥）能力，以便可以对基站的各种设备包括小型风力发电机运行情况进行实时监控。在必要的情况下在远程对市电、太阳能电池、小型风力发电机、蓄电池等设备的供电电源之间做远程电力切换以及在用电设备之间做交、直流切换，即：将小型风力发电机的电能分别切换到蓄电池、空调、整流柜、UPS等设备，在此基础上可以使用控制系统完成主要工作。
2）垂直轴风力发电机VAWT上海模斯翼MUCE在现今的通信网络电源中应该扬长避短，其最佳应用方向首先应该是移动通信网的边际网站房。因为边际网站房主要是“微蜂窝”、“直放站”，一方面，这些设备的功率小，如果网络要完善覆盖所需要的设备数量很大；另一方面，边际网站房大多分布在西北、东北、沿海岛屿等边远地区的农牧区，以及无市电或市电供应质量很差但风力资源较丰富的山区、海岛。这些地区经济受交通、通信的限制相对落后，对通信的需求很迫切但对通信质量的要求不是很高。随着风力发电机和通信技术的成熟，可以考虑将其应用在风力资源较丰富的城市郊区。
4．供电实现方式
1）垂直轴风力发电机VAWT上海模斯翼MUCE＋太阳能发电＋两组蓄电池无市电的组合。白天日照正常时太阳能电池组给设备供电并给电池充电，同时小型风力发电机在有风时带动空调运行。夜间和阴天有风时小型风力发电机给所有设备供电，风小时仅给设备或电池供电。夜间和阴天并且风较小或无风时间由电池供电。这样相对于以太阳能为主，蓄电池和柴油发电机组作为备用电源的无人站，对于太阳能电池与蓄电池的冗余容量要求小得多，在投资与维护成本上更小。
2）垂直轴风力发电机VAWT上海模斯翼MUCE＋两组蓄电池无市电的供电组合。主要用于高山顶以微波为传输的直放站和微蜂窝。这些地方一般风力资源较丰富，这样做投资少，建设周期短，见效快。一般这里用户少，基本无固定用户，所以对于信号要求不高，完全可以操作。
3）市电＋垂直轴风力发电机VAWT上海模斯翼MUCE＋两组蓄电池的供电组合。这是主要应用模式，因为我国疆域辽阔，大部分的山区，农牧区以及海岛市电都是小水电站为四类市电，经常昼夜停电，供电无保证，功率小、受季节影响大供电不稳定，大风降雨时故障频繁，有季节性长时间停电或无市电可用现象。目前这些地方大多数以市电＋两组蓄电池的供电组合模式下电池由于经常反复充放电导致电池使用寿命大大缩短，较长时间停电时用柴油机前去发电浪费了巨大的人力与物力增加了维护成本，这种模式已经不能满足要求。而增加风力发电机不但可以降低维护费用在风资源相对较好的地区使用，可以节省用电费用并且降低基站断站率。综合考虑，增加风力发电机所需要的成本远小于维护的费用以及因停电造成网络中断的损失！增加小型风力发电机与相应的“三遥系统”后可以在有市电时用小型风力发电机带动空调或换气扇运行以达到节电目的，在市电不稳或长时间停电时，视风力大小给设备和电池供电或给两组蓄电池轮流充电以保障设备的正常运行。
4）在风力资源较丰富的市区，在现有的供电设备基础上安装垂直轴风力发电机VAWT上海模斯翼MUCE（因为它的噪音小），在风力稳定时独自为设备供电以节约电能，风力不足时自动切换到电池，将市电作为备用电源。
5．结论
将垂直轴风力发电机VAWT上海模斯翼MUCE用于通信行业可以较小的成本获得巨大的收益。在降低通信网运营成本的同时可以提高网络运行质量。将在很大程度上降低通信网对电网的依赖并增强抵抗电力故障的能力，可以使移动边际网的网络覆盖与运营扩展更为深入，并为促进能源结构向绿色、洁净、环保的方面发展做出了贡献！
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