貴州電信基站節(jié)能減排技術應用分析

1、貴州電信基站節(jié)能減排技術應用分析陶建華貴州省郵電規(guī)劃設計院有限公司 貴陽 郵編550003摘要：本文結合貴州的自然氣候條件以及現(xiàn)有節(jié)能減排技術發(fā)展情況，對智能通風換熱、蓄電池恒溫技術、開關電源自動休眠技術在貴州電信基站節(jié)能減排方面的應用情況進行了分析，此外還對新能源中的太陽能應用情況進行了簡要分析，希望對相關人員進行基站節(jié)能減排工作有所幫助。關鍵詞： 基站 節(jié)能減排 智能通風 蓄電池恒溫技術 開關電源自動休眠 太陽能 節(jié)能效果 投資效益1 節(jié)能減排的重要性據(jù)預測，到2050年，全球平均溫度將上升三度，馬爾代夫、基里巴斯、圖盧瓦等島國面臨淹沒危險，兩億人將會背井離鄉(xiāng)氣候變暖已成為全球氣候災難的重

2、要原因。氣候問題已引起全球重視，節(jié)能減排已成為人類共同的目標。2009年12月，世界氣候大會哥本哈根會議，來自192個國家的談判代表參會，商討京都議定書一期承諾到期后的后續(xù)方案，即2012年至2020年的全球減排協(xié)議。中國政府在會上做出莊嚴承諾：2020年中國單位國內(nèi)gdp總值二氧化碳排放比2005年下降4050%。2010年4月，國資委頒布了中央企業(yè)節(jié)能減排監(jiān)督管理暫行辦法，指導監(jiān)督中央企業(yè)在節(jié)能減排和轉(zhuǎn)變發(fā)展方式中進一步發(fā)揮表率作用，要求央企“十二五”萬元gdp綜合能耗下降20%，將節(jié)能減排納入央企負責人任期考核指標。同期，國資委將中國電信從節(jié)能減排“一般企業(yè)”轉(zhuǎn)為“關注類企業(yè)”，加大監(jiān)管

3、力度。中國電信集團公司隨即成立了節(jié)能減排處，專門負責節(jié)能減排工作。集團統(tǒng)計了2009年各省能耗基礎數(shù)據(jù)，并以此為基礎參照，分解節(jié)能任務考核指標，督促各分公司嚴格執(zhí)行。同時，要求各省分公司制定節(jié)能減排專項規(guī)劃，將節(jié)能減排工作納入企業(yè)未來長期的工作計劃中。企業(yè)節(jié)能、社會節(jié)能、國家節(jié)能，繼而實現(xiàn)全球節(jié)能，控制氣候變暖，是我們每一個企業(yè)應當肩負的責任。貴州電信作為有歷史、有責任的國有企業(yè)，認真貫徹國家節(jié)能方針政策，努力實現(xiàn)節(jié)能目標，責無旁貸。2 貴州電信能耗分析根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2008年貴州電信全年能耗總量為13225.5萬度，2009年全年能耗總量為16436.3萬度，2010年上半年能耗為8380萬

4、度，近年能耗呈逐年上升趨勢，一方面是因為網(wǎng)絡的正常擴容，另一方面基站的建設及擴容成為貴州電信能耗增長的重點。表一 電能消耗統(tǒng)計表項 目單位2008年2009年2010年上半年耗電量（總）萬度13225.516436.38380.01. 生產(chǎn)用房耗電量萬度12094.915173.37781.7其中：基站耗電量萬度1780.93032.91359.7其中：數(shù)據(jù)中心機房耗電量萬度473.8592.5306.1其中：通信機房耗電量萬度7056.28247.24364.0其中：接入局所及室外機柜耗電量萬度2784.03300.71751.82非生產(chǎn)用房耗電量萬度1130.61262.9598.3根據(jù)表

5、一電能消耗統(tǒng)計表，2008年至2010年6月總耗電量為38041.8萬度，其中生產(chǎn)用電為35049.9萬度，占比為92%，非生產(chǎn)用電為2991.9萬度，占比為8%。很明顯，貴州電信能耗消耗主要是生產(chǎn)用電，而生產(chǎn)用電中基站耗電、通信機房和接入局所耗電占主要部分?；驹O備構成簡單，但局所數(shù)量較大，因此總能耗量較大。由上表一可見2008年基站耗電量占生產(chǎn)用電總量的15%，2009年上升至20%，2010年預計將上升至30%左右，因此，基站的節(jié)能減排日益成為貴州電信節(jié)能減排的重點。3 基站節(jié)能減排技術應用分析3.1 基站節(jié)能減排技術選擇原則實效性原則：所選擇的技術必須具有明顯的節(jié)能效果，節(jié)能減排效果差

6、或者完全不節(jié)能的改造技術堅決不能用。適用性原則：每種節(jié)能減排技術必定有其適用條件，貴州電信基站節(jié)能減排選用的節(jié)能技術必須適應貴州省各地的氣候條件、地理環(huán)境、人文環(huán)境以及網(wǎng)絡現(xiàn)狀等。在北方寒冷地區(qū)適用的節(jié)能減排技術在南方不一定適用，在沿海地區(qū)適用在內(nèi)陸不一定適用。外部性原則：選用節(jié)能減排技術時不能僅僅考慮節(jié)能減排技術本身對企業(yè)帶來的節(jié)能減排收益，還必須考慮規(guī)模應用此技術時對國家、對社會的正面與負面影響。例如：企業(yè)節(jié)能減排了，需要考慮社會是否節(jié)能減排；企業(yè)購買的大量節(jié)能減排新設備，是否會導致生產(chǎn)此類設備能耗增加以及污染排放增加等。經(jīng)濟性原則：節(jié)能減排技術的選擇必須具備經(jīng)濟可行性。如果企業(yè)節(jié)能減排了

7、但沒能獲得經(jīng)濟效益，那么此項節(jié)能減排技術肯定是難以推廣的。安全性原則：節(jié)能減排技術實施不得增加網(wǎng)絡運行風險，必須考慮項目實施過程中的安全可行性。3.2 貴州氣候貴州省位于副熱帶東亞大陸的季風區(qū)內(nèi)，氣候類型屬中國亞熱帶高原季風濕潤氣候。主要氣候特點為：(1) 全省大部分地區(qū)氣候溫和，冬無嚴寒，夏無酷暑，四季分明。高原氣候或溫熱氣候只限于海拔較高或低洼河谷的少數(shù)地區(qū)。(2) 境內(nèi)包括省之中部、北部和西南部在內(nèi)的占全省大部分地區(qū)，年平均氣溫在1416之間，而其余少數(shù)地區(qū)計有省之南部邊緣的河谷低洼地帶和省之北部赤水河谷地帶，為1819，省之東部河谷低洼地帶為1618，海拔較高的省之西北部為1014。各

8、地月平均氣溫的最高值出現(xiàn)在7月份，最低值出現(xiàn)在1月份。就全省大部分地區(qū)而言，7月平均氣溫為2225，1月平均氣溫為46，全年極端最高氣溫在34.036.0之間，極端最低氣溫在-6.0-9.0之間，但其出現(xiàn)天數(shù)均很少，或僅在多年之中偶爾出現(xiàn)。貴州主要城市氣象條件如下表二所示：表二 貴州主要城市氣象條件(2009)統(tǒng)計表城市名稱年平均氣溫()年降水量(毫米)年日照時數(shù)(小時)年平均相對濕度(%)貴陽市14.9 849.5 934.6 74 六盤水市13.0 1051.9 1346.8 77 遵義市16.3 733.9 902.7 78 安順市14.8 1009.4 1418.4 76 銅仁市17.

9、8 1037.1 1041.6 75 興義市16.9 905.7 1642.7 76 畢節(jié)市13.8 698.6 1229.2 80 凱里市16.4 1009.0 1143.2 74 都勻市15.5 1178.5 1189.0 78 赤水市18.4 1109.6 1099.9 83 清鎮(zhèn)市15.0 875.9 1153.8 84 仁懷市16.3 944.5 1120.3 73 福泉市15.5 978.7 1075.8 75 注：本表數(shù)據(jù)引自2010年貴州統(tǒng)計年鑒貴州主要城市各月平均氣溫如下表三及圖一所示：表三 貴州主要城市各月平均氣溫(2009)統(tǒng)計表城市名稱1月2月3月4月5月6月7月8月9

10、月10月11月12月貴陽市3.8 10.4 11.3 14.5 18.6 21.5 22.7 23.6 21.5 15.8 9.3 5.5 六盤水市2.6 11.8 10.2 13.0 16.1 18.7 20.0 19.6 18.5 13.2 7.9 4.4 遵義市5.1 10.6 12.4 15.3 19.9 23.5 25.4 26.1 23.8 17.2 10.3 6.4 安順市4.2 12.1 11.4 14.5 18.0 21.0 21.8 22.2 20.9 15.6 9.9 5.9 銅仁市5.7 10.8 13.1 17.1 21.0 26.4 27.6 28.7 25.4 2

11、0.0 10.6 7.2 興義市6.5 16.8 14.1 17.1 19.9 22.1 22.7 22.8 21.8 17.6 12.2 9.4 畢節(jié)市2.9 9.9 10.0 13.5 17.3 20.3 22.0 21.8 20.6 14.2 8.5 5.1 凱里市4.9 11.1 12.3 15.6 20.2 23.9 25.5 26.1 23.7 17.9 9.9 6.2 都勻市4.5 10.7 11.8 15.1 19.1 22.3 23.4 24.5 22.4 16.8 9.6 5.8 赤水市7.7 13.4 14.5 18.8 21.1 24.4 27.4 26.9 25.4

12、18.8 12.5 9.7 清鎮(zhèn)市4.4 11.1 11.5 14.6 18.4 21.3 22.7 23.2 21.3 15.9 9.6 6.0 仁懷市5.0 11.3 12.4 15.6 19.7 22.8 25.1 25.8 24.3 16.8 10.5 6.8 福泉市4.4 10.5 11.7 14.9 19.2 22.5 24.2 24.6 22.4 16.7 9.1 5.5 注：本表數(shù)據(jù)引自2010年貴州統(tǒng)計年鑒圖一 貴州主要城市2009年各月平均氣溫分布圖3.3 基站節(jié)能減排技術應用分析依據(jù)貴州的自然氣候條件以及現(xiàn)有節(jié)能減排技術發(fā)展情況，下面就智能通風換熱、蓄電池恒溫技術、開關電

13、源自動休眠技術在貴州電信基站節(jié)能減排方面的應用情況作相應分析；此外對新能源中的太陽能應用情況做簡要分析。（1）概述1）智能通風：該技術根據(jù)空氣動力學的原理，在機房相對的兩面墻壁上按不同的高度開兩個孔，分別作為出風口和進風口。當室內(nèi)外環(huán)境滿足開啟條件時，啟動風機，不斷的引入低溫的室外空氣，排出高溫的室內(nèi)空氣，從而達到降溫節(jié)能的目的。智能通風設備通常由進風口/出風口和控制器等三部分組成，控制器的功能智能化，可與空調(diào)聯(lián)動控制，按預定的程序，根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境變化情況，執(zhí)行進/排風或空調(diào)機的開/關機控制，以實現(xiàn)空氣和熱量的交換。2）智能換熱：該技術由兩套獨立的循環(huán)風道組成，室外冷空氣經(jīng)過管道，進入室內(nèi)換熱

14、器與強制循環(huán)流動的室內(nèi)熱空氣通過特制形狀的金屬換熱芯體進行熱量交換，從而降低室內(nèi)溫度，其中空氣不交換，而只進行熱量的交換。該設備可以實現(xiàn)與空調(diào)機的聯(lián)動，按預定的程序執(zhí)行換熱器與空調(diào)機之間的開/關機控制。該技術的關鍵部件是換熱芯體，又稱為能量回收裝置，室外空氣不進入機房，在換熱芯體內(nèi)完成熱交換作用。（2）適用場景智能通風設備適用于基站常年室內(nèi)外溫差大（建議在10以上），通風條件比較好，空氣質(zhì)量好的地區(qū)。不宜在外部環(huán)境和空氣質(zhì)量較差的地區(qū)安裝，如灰塵較大的道路和工廠旁，海邊或空氣污染較重的地區(qū)。智能換熱設備適用于基站常年室內(nèi)外溫差大（建議在10以上），空氣質(zhì)量較差的地區(qū)。 (3) 該技術在貴州電信

15、基站適用情況分析1) 自然環(huán)境條件適宜性分析根據(jù)通信中心機房環(huán)境條件要求yd/18212008，基站溫度要求：1030，濕度要求：20%85%；一般基站室內(nèi)溫度為：2628，濕度為：50%70%。該技術在貴州主要城市適用情況如下表四所示：表四 智能通風換熱技術在貴州主要城市適用情況表城市名稱年平均氣溫()基站室內(nèi)溫度()基站室內(nèi)外溫差()該技術是否適用貴陽市14.928.013.1是六盤水市13.028.015.0是遵義市16.328.011.7是安順市14.828.013.2是銅仁市17.828.010.2是興義市16.928.011.1是畢節(jié)市13.828.014.2是凱里市16.428.

16、011.6是都勻市15.528.012.5是赤水市18.428.09.6否清鎮(zhèn)市15.028.013.0是仁懷市16.328.011.7是福泉市15.528.012.5是由上表四可見，從自然環(huán)境條件角度，智能通風換熱技術適用于貴州絕大部份區(qū)域。貴州目前是一個工業(yè)發(fā)展較落后的省份，工業(yè)污染較少，但植被覆蓋較好，使得貴州空氣整體質(zhì)量較好，從整體的節(jié)能效益分析，在貴州應大力推廣智能通風系統(tǒng)。2) 智能通風系統(tǒng)應用投資效益分析目前移動通信基站均為無人值守基站，不采用智能通風技術時，每個基站需配備1.5匹（1.5kw）的空調(diào)，而采用智能通風系統(tǒng)，其功耗0.2kw，可節(jié)省功耗1.3kw，工作時間按每年運行

17、360天，以每天運行10小時計算，單個站點年節(jié)約耗電0.468萬度。貴州電信大部分擁有獨立站房的基站及少部分城區(qū)基站可采用智能通風系統(tǒng)，此部分基站占貴州電信基站總數(shù)的60%左右，此部分基站均采用智能通風系統(tǒng)節(jié)能減排效果如下表五所示：表五 貴州電信智能通風技術節(jié)能減排效果分析本地網(wǎng)室外基站數(shù)可做智能通風技術的基站數(shù)年節(jié)電(萬度)年節(jié)電費(萬元)貴陽1660996466326遵義1442865405283安順605363170119黔南1020612286200黔東南1109665311218銅仁721433202142畢節(jié)885531249174六盤水666400187131黔西南7504502

18、11147總計8858531524871741貴州電信基站智能通風技術改造投資效益情況，如下表六所示：表六 貴州電信基站智能通風技術投資效益情況表本地網(wǎng)室外基站數(shù)可做智能通風技術的基站數(shù)智能通風系統(tǒng)改造投資(萬元)靜態(tài)投資回收期(年)貴陽16609964981.5遵5安順6053631821.5黔南10206123061.5黔東南11096653331.5銅仁7214332161.5畢節(jié)8855312661.5六盤水6664002001.5黔西南7504502251.5總計8858531526571.5由上可見，從投資效益角度分析，貴州電信基站智能通風技術改造的投資效

19、益比較理想，靜態(tài)投資回收期只有1.5年，因而該項技術，適宜在貴州電信大力推廣。 蓄電池恒溫技術(1) 概述基站內(nèi)蓄電池對工作環(huán)境溫度的要求在1525，可以采用蓄電池恒溫箱/地埋保溫箱技術，為蓄電池提供一個最適宜的局部溫度環(huán)境，其他區(qū)域的溫度控制范圍可以根據(jù)主設備對環(huán)境溫度的要求適當放寬，從而大大降低基站制冷設備的總能耗。(2) 適用場景蓄電池恒溫技術一般適用于為了節(jié)省空調(diào)用電而升高機房溫度的基站，或者有智能通風系統(tǒng)且無機房空調(diào)的基站。(3) 該技術在貴州電信基站適用情況分析 貴州電信目前90%以上的基站有站房和獨立蓄電池組，如果這些基站均采用這項技術，按照蓄電池恒溫技術的年節(jié)電率在20%左右考

20、慮，該技術的節(jié)能減排效果如下表七所示：表七 貴州電信蓄電池恒溫技術節(jié)能減排效果分析本地網(wǎng)室外基站數(shù)可做蓄電池恒溫技術的基站數(shù)年節(jié)電(萬度)年節(jié)電費(萬元)貴陽16601494299209遵義14421298260182安順60554510976黔南1020918184129黔東南1109998200140銅仁72164913091畢節(jié)885797159112六盤水66659912084黔西南75067513595總計8858797215941116貴州電信基站蓄電池恒溫技術改造投資效益情況，如下表八所示：表八 貴州電信基站蓄電池恒溫技術投資效益情況表本地網(wǎng)室外基站數(shù)可做蓄電池恒溫技術的基站數(shù)蓄

21、電池恒溫改造投資(萬元)靜態(tài)投資回收期(年)貴陽16601494268913遵義14421298233613安順60554598013黔南1020918165213黔東南1109998179713銅仁721649116813畢節(jié)885797143413六盤水666599107913黔西南750675121513總計885879721435013由上可見，貴州電信基站蓄電池恒溫技術改造的投資效益并不理想，靜態(tài)投資回收期高達13年，因而該項技術，目前不宜在貴州電信大規(guī)模推廣，可在部分空調(diào)耗能過高的基站進行試點。(1) 概述通信設備的用電負荷往往是非恒定的，特別是正常工作和停電后供電恢復、電池均充狀

22、態(tài)時開關電源的負荷往往差別較大；另一方面，開關電源整流模塊的電源轉(zhuǎn)換效率一般是負荷在80%以上時效率最高。開關電源休眠正是基于此原理，在用電負荷低時集中由一至兩個整流模塊工作供電，提高ac/dc轉(zhuǎn)換效率，實現(xiàn)節(jié)能。(2) 適用場景適用于開關電源負載率低于50%的基站。(3) 該技術在貴州電信基站適用情況分析基站通常負載約2000w，負載率約30%。不采用該技術，負載率為30%時效率為84%，基站電源典型配置為4個54v/50a整流模塊，一般采用3+1備份模式，即三個電源模塊工作。采用開關電源休眠技術，負載率可達到90%，最多啟用2個電源模塊工作即可（每個休眠模塊功耗為5w）。 不采用休眠技術單

23、個電源年耗電量：（54v×60a×24×365）/84%=3.38萬度采用休眠技術單個電源年耗電量：（54v×60a×24×365）/90%+5w×24×365/1000=3.16萬度，單套基站開關電源年節(jié)電0.22萬度。 貴州電信目前90%左右的基站有站房和開關電源，如果這些基站均采用這項技術，該技術的節(jié)能減排效果如下表九所示：表九 貴州電信開關電源自動休眠技術節(jié)能減排效果分析本地網(wǎng)室外基站數(shù)可做開關電源休眠技術的基站數(shù)年節(jié)電(萬度)年節(jié)電費(萬元)貴陽16601494 329 230 遵義14421298 28

24、6 200 安順605545 120 84 黔南1020918 202 141 黔東南1109998 220 154 銅仁721649 143 100 畢節(jié)885797 175 123 六盤水666599 132 92 黔西南750675 149 104 總計88587972 1754 1228 貴州電信基站開關電源自動休眠技術改造投資效益情況，如下表十所示：表十 貴州電信基站開關電源自動休眠技術投資效益情況表本地網(wǎng)室外基站數(shù)可做開關電源休眠技術的基站數(shù)開關電源休眠改造投資(萬元)靜態(tài)投資回收期(年)貴陽166014942991.3遵義144212982601.3安順6055451091.3黔南10209181841.3黔東南11099982001.3銅仁7216491301.3畢節(jié)8857971591.3六盤水6665991201.3黔西南7506751351.3總計8858797215941.3由上可見，貴州電信基站開關電源自動休眠技術