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氫燃料電池係統應用於通信係統備用電源

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氫燃料電池係統應用於通信係統備用電源

發布日期:2019-11-06 作者: 點擊:

通信基站一般用市電供電,為保證基站正常工作,需要給基站配備備用電源係統如鉛酸蓄電池組和移動油機,在斷電時,備用電源係統為基站中的負載供電,保證設備的正常運行。

鉛酸蓄電池的優點是比較安全且采購成本較低,其缺點是體積大、笨重、造成一次和二次環境汙染、備電時間有限且有不確定性、對環境溫度要求苛刻。

當鉛酸蓄電池因放電時間較長將要退服或出現故障時,移動油機成為現實可用的備用電源,但移動油機後勤保障複雜,需有人值守,有噪聲汙染及廢氣汙染。

鑒於鉛酸蓄電池和移動油機的種種缺點,加之能源危機和人們環保意識的提高,尋求新的備用電源的呼聲越來越高,氫燃料電池是較理想的替代者之一。

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二、 氫燃料電池的原理

氫燃料電池是一種高效電化學能量轉換器,把氫氣(燃料)和氧氣(來自空氣)中的化學能直接轉化成電能。隻要有燃料和空氣不斷輸入,燃料電池就能源源不斷地產生電能,因此,燃料電池兼具電池和油機的特點。

燃料在燃料電池的陽極被氧化,生成質子和電子;質子通過電解質遷移到陰極,電子通過外電路遷移到陰極為外界負載提供電能;遷移到陰極的質子、電子和陰極處來自空氣中的氧氣結合生成水。燃料電池的主要優點包括:高效率(不受“卡諾循環”的限製)、零或超低排放、機械結構簡單、擴展容易、安靜、安全、可靠、能用可再生能源為燃料、隻要有燃料就可連續不斷地發電。

三、 氫燃料電池與現有備用電源的比較

1、與鉛酸電池的比較

和鉛酸電池相比,燃料電池的主要優點包括:

適應環境溫度範圍寬廣,基站溫度可設定在32℃或更高,這樣每年可節約大量空調電費。

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隻要保證氫氣的供應就可持續供電,在發生大的自然災害時可以保持長時間的通信暢通,為此而保護的生命、財產是難以用金錢來衡量的。

新能源製造按設定電壓穩定輸出電能,而不像鉛酸電池在剩餘電量達到較低值前,放電電壓衰減很快且難以預測。

重量輕,不需特殊的承重處理。

占地麵積小,安置位置靈活,既可安置在室外也可安置在室內。

壽命設計一般是累計使用時間1500小時、累計開關次數超過600次、儲存壽命10年,而鉛酸電池幾年就要更換。

安全性高,燃料電池係統中有多種傳感器,係統可自動采取應對措施,如:當氫氣泄漏時,燃料電池控製係統會自動關閉氣源,避免泄漏持續;可遠程監控,及時發現問題。世界上還沒有燃料電池發生氫氣燃爆事故。

2、與移動油機的比較

與移動油機比較,氫燃料電池較大優點是:

自動控製,可實現無人值守,通過遙測、遙控手段來監控係統的運行狀態及氫氣的剩餘量,實現遠程管理。

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低噪音、無廢氣排放。燃料電池係統機械運動部件較少,所以係統比較安靜,其排放物為水,對環境友好。

四、 通信備用氫燃料電池係統的應用

1、係統的接入

燃料電池係統可以布置於室內和室外,但作為通信備用電源係統,根據現有通信機房的相關管理規範,燃料電池備用電源係統隻能布置於室外。

燃料電池係統的功率輸出線隻需和整流器中的直流母線連接即可,另外,由於配置啟動電池(小容量),新能源企業需提供一路市電給啟動電池充電。燃料電池係統支持手動啟動、自動啟動和遠程啟動三種方式。

2、運行與維護

當市電正常時,燃料電池係統待機。市電通過專用充電器給燃料電池啟動電池充電,氫氣電磁閥關閉。

當市電中斷後,燃料電池係統立即啟動。燃料電池係統會自動檢測到市電中斷,立即完成開啟氫氣電磁閥等一係列動作,開始發電;啟動電池同時給直流負載提供短時間的不間斷供電;燃料電池連續運行,給直流負載供電。

當市電恢複後,燃料電池係統自動停機。燃料電池係統檢測到市電恢複,關閉氫氣電磁閥等,係統進入待機狀態。

燃料電池係統可以自動檢測剩餘氫氣量,根據設定自動提醒工作人員更換氫氣瓶。


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