《移動通信基站太陽能供電系統(tǒng)的可行性研究》

精品文章《移動通信基站太陽能供電系統(tǒng)的可行性研究》北京郵電大學碩士學位論文姓名：郎琪申請學位級別：碩士專業(yè)：項目管理指導教師：舒華英202x-05-01北京郵電大學工程碩_上專業(yè)學位論文摘要隨著國家的不斷進步，移動通信行業(yè)業(yè)務(wù)范圍也在不斷發(fā)展，加強海域附近和偏遠地區(qū)的通信覆蓋對當?shù)赝ㄐ怒h(huán)境的改善無疑是非常重要的，然而這些地方市電供應(yīng)狀況較差，甚至沒有市電供應(yīng)，如何保障這些基站的供電是一個很大的挑戰(zhàn)。太陽能光伏供電系統(tǒng)的能源幾乎全部來自太陽能這種無污染的綠色能源，采用獨立型（又叫離網(wǎng)型）光伏發(fā)電系統(tǒng)作為基站電源，除設(shè)備一次性投資費用及維護費用外，不需額外追加開支費用，既解決了供電問題，也符合國家大力倡導的節(jié)能減排政策。本文以移動通信基站太陽能光伏供電電源系統(tǒng)作為研究對象，對獨立型太陽能光伏供電系統(tǒng)進行了分析，討論了移動通信基站電源的要求、容量設(shè)計原則及方法，并對移動通信基站應(yīng)用太陽能光伏供電系統(tǒng)的可行性進行了分析。文章首先介紹了可行性研究的相關(guān)理論及可行性研究的主要內(nèi)容和方法，為詳細分析移動通信基站太陽能供電系統(tǒng)提供了理論指導。然后從需求、技術(shù)、經(jīng)濟和風險四個方面，詳細論證了該系統(tǒng)的可行性。關(guān)鍵詞：太陽能光伏發(fā)電移動通信基站可行性研究北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文thefeasibilityofthesolarpoⅥ吧rstati弟一章緒論1.1論文的背景、目的與意義1.1.1論文的背景隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來我國的經(jīng)濟呈現(xiàn)快速增長的現(xiàn)象，在眾多建設(shè)領(lǐng)域取得了巨大的成就。不幸的是，在取得輝煌成就的同時，我國的資源和環(huán)境卻受到了不同程度的浪費和污染，經(jīng)濟增長與環(huán)境保護以及節(jié)約能源之間的矛盾日趨激化。這種局面與我國不合理的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)以及粗線條的經(jīng)濟發(fā)展方式密不可分。只有加快調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的步伐、轉(zhuǎn)變增長方式的思路，才能有效解決我國日趨緊張的資源問題，并帶動下一個階段的經(jīng)濟發(fā)展。從電能消耗情況來看，我國電力的利用效率非常低，單位gdp耗電量是發(fā)達國家的3～5倍，如果采用先進的節(jié)約型管理方式，節(jié)電降耗、提高能效，那么我國在節(jié)能方面將有巨大的挖掘潛力。做出了巨大的貢獻。目前，我國移動通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)規(guī)模與用戶數(shù)量高居世界首通信行業(yè)作為國家支柱產(chǎn)業(yè)，在近20年的高速發(fā)展中為經(jīng)濟和社會的發(fā)展位。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴大，用戶不斷增加，能耗也與日俱增。在盈利增長變緩，市場競爭更加激烈的背景下，降低能耗、節(jié)約開支、控制成本無疑是提升企業(yè)利潤、提高企業(yè)競爭力的有效途徑。移動通信基站數(shù)量眾多，占移動通信企業(yè)能耗比例大，是節(jié)能的重點關(guān)注對象。目前，移動通信企業(yè)已經(jīng)陸續(xù)開展了節(jié)能減排的多項工作，分別從主設(shè)備節(jié)能、供電設(shè)備節(jié)能、空調(diào)設(shè)備節(jié)能入手，采用各種節(jié)能措施（例如基于時隙的pa關(guān)斷、變頻空調(diào)、新風熱交換技術(shù)等）并建立了相應(yīng)規(guī)模的試點，通過理論和實際相結(jié)合的嘗試，總結(jié)了一套適應(yīng)于移動通信無線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能方法和建設(shè)規(guī)范。究和實驗階段，如何有效地利用太陽能代替電能，不單是技術(shù)上的創(chuàng)新、成本上的控制，更能大大的減輕對環(huán)境的污染，對能源的消耗，不僅對企業(yè)有利，對社會有利，更是對人類的可持續(xù)性發(fā)展做出了巨大的貢獻。第1頁移動通信基站使用太陽能發(fā)電解決市電引入的技術(shù)手段和應(yīng)用場景仍在研北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文總之，無論從國家宏觀經(jīng)濟發(fā)展、國家政策方面，還是從移動通信行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，以及從移動運營商戰(zhàn)略發(fā)展角度考慮，開展移動通信基站應(yīng)用太陽能發(fā)電技術(shù)的研究具有很重要的意義。1.1.2論文的目的與意義本文通過對移動通信基站太陽能供電系統(tǒng)的內(nèi)外因素深入分析，對其投資的可行性進行了深入的探討，為移動通信基站太陽能供電系統(tǒng)的實施提供參考。本文的完成將具有理論和現(xiàn)實兩方面意義，理論上是太陽能技術(shù)在移動通信基站應(yīng)用手段上的又一個發(fā)展，對豐富和拓展太能技術(shù)的應(yīng)用范疇提供有價值的參考，從技術(shù)上論證移動通信基站使用獨立的太陽能光伏供電系統(tǒng)的可行性；同時通過對移動通信基站太陽能供電系統(tǒng)進行投資可行性分析，結(jié)合風險分析，從政策因素、市場環(huán)境、經(jīng)濟效益等方面對如何建立一個穩(wěn)定、可靠、節(jié)能的太陽能基站進行了闡述，可以為太陽能基站在移動通信網(wǎng)絡(luò)中的jif購j推廣提供依據(jù)，具有很強的現(xiàn)實意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1可行性研究國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1.1國外研究現(xiàn)狀面的、系統(tǒng)的調(diào)查研究和綜合論證，其目的是要判斷工程項目是否可行，需要建設(shè)或不需要建設(shè)，為投資決策者提供確實有效的依據(jù)。隨著經(jīng)濟和管理科學的發(fā)展在大概一百年前可行性研究工作產(chǎn)生了，最早大概在一九三幾年，美國人在田納西河流域開展建設(shè)時，正式提出將可行性研究作為整個建設(shè)流程中的一個環(huán)節(jié)。項目的可行性研究從主要采用財物分析方法發(fā)展到同時從微觀和宏觀角度評價項目的經(jīng)濟效益，1978年聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織編寫了《工業(yè)可行性研究手冊》；2年后該組織又編寫了《工業(yè)項目評價手冊》，把社會效益也納入了項目評價的標準之中，《工業(yè)可行性研究手冊》中對項目評價提出了以下10個方面的內(nèi)容：1.總論，內(nèi)容包括項目的背景以及研究工作的依據(jù)和范圍；可行性研究是在建設(shè)前期對工程項目的一種考察和鑒定，對擬建項目進行全第2頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文需求預測和計劃建設(shè)規(guī)模；3.資源、原材料、及公共設(shè)施；4.建廠條件和廠址方案；5.設(shè)計方案；6.環(huán)境保護；7.企業(yè)組織和人員培訓；8.實施進度建議；9.投資估算和資金籌措；10.社會及經(jīng)濟效果評價；《工業(yè)可行性研究手冊》為世界各國特別是發(fā)展中國家開展工程建設(shè)可行性研究工作創(chuàng)造了范本n1。1.2.1.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國可行性研究工作是從20世紀80年代初期開始的，國務(wù)院在xx年頒布的《關(guān)于加強基本建設(shè)體制管理、控制基本建設(shè)規(guī)模若干規(guī)定》中明確規(guī)定：“所有新建、擴建大中型項目以及所有利用外資進行基本建設(shè)的項目都需要有可行性研究報告?！敝腥A人民共和國國家計劃委員會（現(xiàn)名發(fā)改委）頒發(fā)的《關(guān)于建設(shè)項目可行性研究的試行管理辦法》中規(guī)定了可行性研究報告應(yīng)包括的內(nèi)容，該規(guī)定與上一節(jié)中提到的《工業(yè)可行性研究手冊》中要求的內(nèi)容基本相同。這一階段，項目經(jīng)濟分析評價成為可行性研究的核心，各行業(yè)及建設(shè)銀行、投資銀行都先后制定了各自的評價方法并評價了一些項目，為我國的項目經(jīng)濟分析評價工程積累了經(jīng)驗。xx年國家計委在理論研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國國情，編制并且頒布了《建設(shè)項目經(jīng)濟評價方法》、《關(guān)于建設(shè)項目經(jīng)濟工作的若干規(guī)定》、《建設(shè)項目經(jīng)濟評價參數(shù)》、《中外合資經(jīng)營項目經(jīng)濟評價方法》四個文件，在xx年出版的《建設(shè)項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)》（第二版）中，國家計委重申了建設(shè)項目經(jīng)濟評價的概念、主要方法及相關(guān)參數(shù)，并一直沿用至今。王國玉在xx年12月主編了《投資項目評估學》一書，書中將可行性研究的內(nèi)容概括為市場研究、技術(shù)研究和經(jīng)濟效益分析三個主要方面乜3；廣東商學院金融系林文俏教授202x年撰寫了《項目投資決策經(jīng)濟分析》一書，將項目經(jīng)濟評價分為財務(wù)分析評價和國民經(jīng)濟評價兩個層次，講述了財務(wù)分析評價對投入物和產(chǎn)出物采用財務(wù)價格，國民經(jīng)濟分析評價采用影子價格的不同評價方法∞1。綜上所述，國內(nèi)外的可行性研究開始都比較早，大多數(shù)可行性研究都對項目建設(shè)的一些主要方面，如市場需求、資源條件、原材料、燃料、動力的供應(yīng)情況、交通運輸、廠址選擇、建廠規(guī)模、工藝技術(shù)方案的確定、設(shè)備選型等重大問題進第3頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文行全面系統(tǒng)地分析，并對投資的經(jīng)濟和社會效益進行分析對比。1.2.2光伏發(fā)電的國內(nèi)外現(xiàn)狀進入二十一世紀之后，根據(jù)國際能源機構(gòu)預測。全世界煤炭能使用220年、油氣開采高峰在202x年附近，并在30—60年后消耗殆盡。我國的能源形勢更加嚴峻。據(jù)統(tǒng)計：我國是儲煤大國，但是剩余煤炭僅僅可供我國開采80年，而石油和天然氣只夠開采20年。（近幾年來，我國已經(jīng)完成了從石油和天然氣出口國向進口大國的轉(zhuǎn)變。）大規(guī)模使用化石燃料已經(jīng)對地球生態(tài)環(huán)境造成了巨大的破壞，為了更好的保護人類的生存環(huán)境，全球185個國家和地區(qū)參與制定了《京都議定書》。我國xx年正式加入《京都議定書》，同意以法規(guī)的形式來限制二氧化碳等溫室氣體的排放，并以支付履約金的形式處罰那些超出排放限制的國家。所以，建立在煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)燃料之上的常規(guī)能源體系將逐步升級為以太陽能等新型可再生能源為主的能源體系。為此，各國政府都推出了一些政策來鼓勵和開發(fā)新型可再生能源。1.2.2.1國外現(xiàn)狀l、美國的“百萬房項計劃”xx年6月26日美國政府頒布了太陽能光伏發(fā)電的“百萬房頂計劃”（millionsolarroofsinitiative），計劃在超過100萬座建筑的房頂上安裝太陽能板進行光伏發(fā)電作為原有電網(wǎng)的另一套電力來源。在美國政府的大力支持下，此計劃目前己基本完成，現(xiàn)在美國一些主要地區(qū)，太陽能已經(jīng)成為當?shù)啬茉垂┙o的主要形式。2、日本的“陽光計劃”日本是一個資源匱乏的島國，從國土面積、人口總數(shù)總量己遠遠超過了同等經(jīng)濟水平的美國和歐盟。1）作為國策、從長遠出發(fā)、堅持不懈日本在xx年，通產(chǎn)省把發(fā)展光電作為改善城鄉(xiāng)環(huán)境和抑制地球生態(tài)惡化的主要措施制定了“陽光計劃”。202x年日本政府又頒布了《循環(huán)型社會建設(shè)基速發(fā)展太陽能光伏發(fā)電。通過“陽光計劃”，日本從xx---202x年，共耗資30億美元，推動“住宅第4頁來看，它的太陽能發(fā)電本法》，明確要求加大增北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文屋頂光電系統(tǒng)”?，F(xiàn)在日本的“住宅屋頂光電系統(tǒng)”已經(jīng)逐漸替代火力發(fā)電成為主要發(fā)電系統(tǒng)。3、德國的“十萬房項發(fā)電計劃”德國是現(xiàn)在世界上最大的使用太陽能發(fā)電的國家，德國政府在202x年實施了“十萬房頂發(fā)電計劃”。目前，在德國到處可見?一在自家屋頂上安裝的小型太陽能光伏電站，每家轉(zhuǎn)換的電量匯集在一起并入公共電網(wǎng)，國家以家庭為單位給予一定比例的補助。1.2.2.2國內(nèi)現(xiàn)狀我國能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，二氧化碳排放量已經(jīng)處于世界最大，并且受《京都議定書》的制約，我國的限排壓力很大，火力發(fā)電發(fā)展的優(yōu)勢已經(jīng)完全喪失。同時，作為世界上眾多太陽能資源較豐富的國家之一，我國國土面積超過65％以上的地區(qū)年日照時數(shù)大于2200小時，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。我國?02x年2月28日舉行的第十屆全國人大會第14次會議上，通過了《中華人民共和國可再生能源法》，并于202x年1月1日起正式開始頒布。我國花了xx年時間，由國家發(fā)展改革委員會牽頭實施了一個“光明計劃項目”，共籌集100億元，在202x年到202x年期間利用太陽能技術(shù)，總共解決了超過202x萬戶用戶的用電問題，累計發(fā)電總量達到300m1】l／。202x年8月8號，舉世矚目的第34屆夏季奧運會在北京開幕。北京市政府本著“人文奧運、綠色奧運"的宗旨，在奧運場館上大量采用了太陽能發(fā)電設(shè)施。具體情況可見下表：袁1-1奧運期間太陽能使用情況表編號1主要場館光伏發(fā)電總功率（刪）151004001000500、奧運主體育場（鳥巢）奧運游泳館（水立方）奧運沙灘排球場2345北京奧組委辦公樓綠色奧運專項路燈奧運籃球館北京南站blpv678910奧運森林公園市發(fā)改委太陽能照明工程202x年在上海舉辦的世博會，太陽能光伏發(fā)電的規(guī)模已達到當年城市建設(shè)第5頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文中的最大規(guī)模，世博會的主要場地均采用太陽能光伏照明。另外，全亞洲最大的太陽能光伏發(fā)電項目于202x年12月8號在云南昆明開工建設(shè)，總占地面積為5600畝，設(shè)計功率166兆瓦，年發(fā)電量為2億度；中國北方城市一河北保定市，立足打造中國第一光電城市，現(xiàn)己建設(shè)成為北方最大的光伏產(chǎn)業(yè)基地。中國最大的農(nóng)村太陽能基地示范村一上海市崇明島前衛(wèi)村，現(xiàn)已建設(shè)1mw電.站。1.3研究思路和方法1.3.1研究思路本文以太陽能技術(shù)理論、通信技術(shù)、經(jīng)濟學和管理學等多學科知識作為基礎(chǔ)，探討移動通信基站太陽能光伏供電系統(tǒng)的特點和成立的條件。從國家政策到市場環(huán)境，運用投資回收期、凈現(xiàn)值等工程經(jīng)濟學指標，對移動通信基站太陽能光伏供電系統(tǒng)的建設(shè)進行了多方面的事前測評，以判定該系統(tǒng)是否能夠達到預期目標和可能產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，正確的評價其投資的合理性。1.3.2研究方法1.文獻閱讀與實地考察相結(jié)合的方法。在大量閱讀太陽能項目、項目投資可行性分析、風險管理的相關(guān)書籍的基礎(chǔ)上通過實地勘察延慶2鋪、延慶黃土梁、平谷玻璃臺、延慶花盆等移動通信基站，調(diào)研在移動通信基站中應(yīng)用太陽能發(fā)電是否可行的相關(guān)資料。2.定性與定量相結(jié)合的辦法。運用調(diào)查分析等方法對建設(shè)需求、風險等進行定性分析、運用計算投資回收期、凈現(xiàn)值等數(shù)學指標對投資效益等進行定量分析。第6頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文第二章相關(guān)基礎(chǔ)理論綜述2.1可行性研究基本內(nèi)容及方法2.1.1可行性研究的基本內(nèi)容可行性研究報告，簡稱可研，是在制訂生產(chǎn)、基建、科研計劃的前期，通過全面的調(diào)查研究，為分析論證某個建設(shè)或改造工程、某種科學研究、某項商務(wù)活動切實可行而提出的一種書面材料。根據(jù)項目的性質(zhì)和投資類別不同，可研的內(nèi)容有很大的差別，但一般應(yīng)包含以下內(nèi)容：第一是市場需求，根據(jù)市場調(diào)查及預測的結(jié)果，以及有關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策等因素，論證項目投資建設(shè)的必要性。這是項目可研的前提和基礎(chǔ)，如果產(chǎn)品沒有市場，那么項目也就沒有存在的必要了。第二是技術(shù)研究，主要指從技術(shù)實現(xiàn)角度，論證項目正常實施的可能性問題；第三是經(jīng)濟指標的研究，這是為了解釋投資項目的合理性問題。最后是研究項目的風險并制定應(yīng)對方法，主要是對項目潛在的技術(shù)、經(jīng)濟、法律及社會等風險因素進行評價，制定相應(yīng)的應(yīng)對策略。綜上所述，可行性研究報告的主要作用就向投資決策者匯報項目實施的緊要性、可行性以及是否盈利，為項目的后續(xù)實施提供理論依據(jù)。2.1.2可行性研究的常用方法2.1.2.1項目投資的市場需求評估1.宏觀評估對市場需求進行宏觀性評估時，要從國家、行業(yè)以及地區(qū)的長期規(guī)劃角度進行論證，研究項目與長期規(guī)劃的一致性，并且從長期規(guī)劃發(fā)展的角度說明規(guī)劃目前的進度己到達本項目所處的環(huán)節(jié)，應(yīng)該進行本項目的建設(shè)。2.微觀評估對市場需求進行微觀性評估時，應(yīng)首先從企業(yè)發(fā)展的角度說明項目的實施與企業(yè)發(fā)展保持高度的一致性，然后要從市場的角度進行需求的全方位的分析，主第7頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文要包括。調(diào)查、預測以及競爭對比。2.1.2.2項目投資的技術(shù)研究項目投資的技術(shù)研究主要是對項目可能使用到的技術(shù)進行理論探討，對于太陽能基站來說，包括太陽能方陣的設(shè)計、建設(shè)、電源保障等，此外，還包括先進的移動通信設(shè)備選型，這對太陽能基站能否成功起到了決定性的作用。2.1.2.3項目投資的經(jīng)濟效益估項目經(jīng)濟效益評估是根據(jù)國家現(xiàn)行財稅制度、市場價格體系和項目評估的有關(guān)規(guī)定，從項目的財務(wù)角度分析計算項目直接發(fā)生的財務(wù)效益和費用，編制財務(wù)報表，計算財務(wù)評估指標，對項目的基本生存能力、盈利能力、償債能力等財務(wù)狀況進行分析評估，據(jù)以判斷項目的財務(wù)可行性，明確項目對投資主體的價值貢獻，為項目投資決策提供科學依據(jù)心1。。評估的步驟如下：|嘉囂薹蠢＼頂囂建浚蕞覆算分櫥計冀楓瓣絡(luò)秘爿生產(chǎn)條轉(zhuǎn)生產(chǎn)娩輳桶撕|技米分析℃系統(tǒng)建設(shè)分拆設(shè)備透墅與采購矜析l射盈麓鼬i搠萬蔫硼l數(shù)器測算工王上i土t和運爝衰ll鍘瀾愛l現(xiàn)壘菠量||強溯裘l借款倦還jl詩潮襲tli螽）l基本生存i麓力分折t牌蚴協(xié)蚴l量r1財務(wù)評鑣綏論圖2—1經(jīng)濟效益評估步驟圖第8頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文態(tài)評價指標，第二類是動態(tài)評價指標。在進行經(jīng)濟評估時應(yīng)該以動態(tài)評價指標作為主要評估指標，同時用靜態(tài)評價指標作為參考，結(jié)合起來綜合評估一個項目。常用的財務(wù)評價指標體系如圖所示：投資稠潤事從是否與時間參數(shù)相關(guān)，經(jīng)濟學角度的評估指標主要分為兩類：第一類是靜靜態(tài)投蠢圈彀期動投資圜收期瓣務(wù)凈現(xiàn)僮封務(wù)內(nèi)幫收益搴圖2-2財務(wù)評價指標體系圖（1）投資利潤率投資利潤率指每年的年利潤與總投資金額之間的比例，是一個是靜態(tài)評價指標。投資利潤率嚳童望豎墮查罵墨蠹掣2一·，c好的投資項目其投資利潤率應(yīng)高于行業(yè)內(nèi)的平均投資利潤率。（2）投資回收期投資回收期有動態(tài)和靜態(tài)兩種算法，其意義是收回投資金額的年限。靜態(tài)投資回收期，算法比較簡單，直接用項目的總投資除以每年的利潤即可。投資回收期一般用英文字母p標識，其計算公式如下：靜態(tài)投資回收期可用財務(wù)現(xiàn)金流量表中累計凈現(xiàn)金流量計算求得，詳細計算公式是：投資回收期茹出現(xiàn)芷擅年份數(shù)。士王曼蘭軍零翥銎磊產(chǎn)辯溶同。婦蜘一墨莖苧墨盒蠶塑-i-上年累計凈現(xiàn)金流量的絕對值，?！討B(tài)投資回收期的算法是。用項目的總投資除以每年項目凈收益的現(xiàn)值。需要先把項目每年的凈現(xiàn)金流量按基準收益率折成現(xiàn)值之后，再按上述公式計算投資回收期。一般來講，靜態(tài)回收期較短，投資決策者可能認為項目可以實施，但動態(tài)投資回收期通常都要比靜態(tài)投資回收期長些，項目是否可以實施就不得而知了。同理，優(yōu)秀的投資項目其投資回收期與行業(yè)內(nèi)其他項目的投資回收期相比，越短越好。第9頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文2.1.2.4項目投資的風險控制風險控制是指在預測到項目存在風險之后，項目管理人員通過采取相應(yīng)的手段來降低風險發(fā)生的可能性或減少風險發(fā)生的后果。風險控制有四種基本方法，分別是。風險回避、損失控制、風險轉(zhuǎn)移、風險保留，對于不同情況、不同風險應(yīng)采取不同的方法，也就是說要視具體風險情況來選擇處理方法，而不是整齊劃一的采用一樣的方法瞳2。。（1）風險回避風險回避指的是項目管理者主動避免風險，規(guī)避可能引起風險的行為。（2）損失控制損失控制指的是在事先預料到風險之后，通過在項目實施過程中采取有效的手段，將觸發(fā)風險的可能性降到最低，減少因風險帶來的損失。（3）風險轉(zhuǎn)移風險轉(zhuǎn)移指在確定風險不能完全有效規(guī)避掉的時候，通過其他手段將風險轉(zhuǎn)移給其他的單位來承擔，常規(guī)的做法就是買保險。（4）風險保留風險保留，即風險承擔。也就是說，如果損失發(fā)生，經(jīng)濟主體將以當時可利用的任何資金進行支付。由于不是全部的風險都能通過其他辦法解決，并且有時一些風險不值得花費額外的費用去解決，對應(yīng)這些風險就應(yīng)到通過保留手段來解決。2.2本章小結(jié)本章介紹了可行性研究的基本內(nèi)容，提出了從市場、技術(shù)、財務(wù)三個方面論證項目可行性的研究框架，詳細介紹了三個方面所包含的內(nèi)容和方法，尤其對財務(wù)方面涉及的指標、涵義、公式都作了系統(tǒng)闡述。除此以外，還對風險控制理論和方法進行了簡單的介紹，為后續(xù)論文的寫作提供了理論基礎(chǔ)。第i0頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文第三章移動通信基站太陽能供電系統(tǒng)的需求分析3.1太陽能在通信行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀3.1.1國外通信行業(yè)太陽能的應(yīng)用現(xiàn)狀202x年gsm協(xié)會（gsma）曾發(fā)起了一個名為“移動網(wǎng)絡(luò)綠色能源”的節(jié)能計劃，該計劃提到會幫助發(fā)展中國家的移動運營商利用可再生能源發(fā)電，并且到202x年結(jié)束至少保證十一萬八千座基站的電力供應(yīng)。若實現(xiàn)這一目標，整個行業(yè)每年最多可節(jié)省柴油25億升、減少碳排放量630萬噸。愛立信作為通信設(shè)備制造商中的龍頭老大，在開發(fā)利用太陽能發(fā)電技術(shù)上也名列前茅，它幫助印尼最大的電信運營商pt電信公司在印尼農(nóng)村地區(qū)部署了100多個太陽能主遠端類型gsm基站，并且隨后又將其太陽能基站業(yè)務(wù)擴大到了東南亞、非洲、歐洲等地區(qū)。gsm協(xié)會根據(jù)對各家移動運營商的大量調(diào)查之后估測，目前全球只有1，5000座基站正在采用至少一種形式的可再生能源進行供電。3.1.2國內(nèi)移動通信行業(yè)太陽能的應(yīng)用現(xiàn)狀在中國，首先從國家的政策導向上就可以看出，國家還是非常希望看到移動通信運營商大量采用太陽能技術(shù)發(fā)電的，這點從《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中即可以反映的出來。在該規(guī)劃中明確的提到了太陽能發(fā)電技術(shù)在通信行業(yè)會有很好的應(yīng)用前景，并且提及了到202x年底和2020年底太陽能發(fā)電在通信行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用累計應(yīng)分別達到三萬千瓦和十萬千瓦。其次從移動通信行業(yè)內(nèi)部來看，作為移動通信行業(yè)霸主地位的中國移動通信集團早在202x年，就要求其西藏公司（下稱“西藏移動”）大力推廣太陽能技術(shù)在通信基站建設(shè)當中的應(yīng)用，充分利用太陽能發(fā)電解決高原地區(qū)市電長期無法正常引入的問題，推動西藏移動的基站建設(shè)速度。到202x年，中國移動通信集團積極響應(yīng)國家號召，在通信行業(yè)內(nèi)部第一個提出“綠色行動計劃）99加大力度對第ll頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文通信基站進行節(jié)能減排。在該計劃中明確提到了一項重要內(nèi)容一一即推廣太陽能發(fā)電技術(shù)在通信基站建設(shè)當中的應(yīng)用。再到202x年底，利用太陽能發(fā)電技術(shù)西藏移動實現(xiàn)了對省內(nèi)的六百多個地市的信號覆蓋，甚至在全世界海拔最高的珠穆朗瑪峰上，也建設(shè)了三個通信基站。西藏移動每年采用太陽能發(fā)電技術(shù)新建的通信基站的比例已達到90％以上。根據(jù)西藏移動的五年滾動規(guī)劃，在202x年之前為了加大基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)以及推進3g網(wǎng)絡(luò)的覆蓋力度，中國移動還將累計投資五十多個億在太陽能基站的建設(shè)上。然后，再看一下中國移動的競爭對手中國聯(lián)通在利用太陽能發(fā)電技術(shù)方面做出的成績。中國聯(lián)通應(yīng)用太陽能發(fā)電到基站建設(shè)中的時間要略晚于中國移動，但中國聯(lián)通自打在山東完成首個試點太陽能基站之后，經(jīng)過認真的分析總結(jié)，在節(jié)能減排和太陽能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用上有了突飛猛進的發(fā)展。在山東太陽能基站之后，中國聯(lián)通陸續(xù)在浙江、內(nèi)蒙古等省份也開展了太陽能基站的建設(shè)。td—sci）ma是中國移動的第三代通信技術(shù)，太陽能則是發(fā)電行業(yè)的第三代技術(shù)，是最有潛力的可再生能源，具有取之不盡、用之不竭的特點。再借助于國家政策的東風，移動通信行業(yè)的資金支持，太陽發(fā)電技術(shù)應(yīng)用在通信基站建設(shè)當中將會變成一件大家都愿意促成的事情。從目前太陽能發(fā)電技術(shù)在移動通信行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，中國移動通信基站建設(shè)中的應(yīng)用多于其他兩家運營商；在西藏、內(nèi)蒙等西部地區(qū)中的應(yīng)用多于國內(nèi)其他地區(qū)。整體來看，太陽能基站建設(shè)目前還處于試驗并總結(jié)經(jīng)驗的階段，還沒有在整個移動通信基站建設(shè)領(lǐng)域進行大范圍的推廣。本文后續(xù)章節(jié)在進行研究的時候?qū)⑦x取太陽能資源中等的華北地區(qū)移動公司一一北京移動作為研究對象，以北京移動太陽能基站作為一個實例說明移動通信基站使用太陽能供電系統(tǒng)的可行性。3.2北京移動太陽能基站的需求分析3.2.1宏觀環(huán)境分析節(jié)能減排已經(jīng)是人們的一個口頭話題，在全國各地均可見政府對節(jié)能減排的應(yīng)對性措施。去年中國移動組織開展了一個風光互補在基站上應(yīng)用的研討會，對全國的8個省進行試點，其中包括四川、湖南、甘肅、黑龍江等省份。由于幾年前那次四川的汶川大地震給全國人民帶來了巨大的災難，在地震發(fā)生后的當天，國務(wù)院就提出兩點要求：“第一是救人，第二則是恢復通信”?？梢娡ㄐ判袠I(yè)在人第12頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文們生活中的重要性，地震使得幾千個基站陷入癱瘓，供電線路完全遭到了破壞，如果重新鋪設(shè)供電系統(tǒng)，將是一項非常艱難的任務(wù)，并且需要很長的一段時間。中國移動第一時間在災區(qū)搭建了多套風光互補發(fā)電供電系統(tǒng)，事實證明一個基站如果通過風光互補發(fā)電供電系統(tǒng)，完全恢復供電需要的時間大概只要10天左右，從時間上看比鋪設(shè)電纜，通過電線桿架空線路相比時間大大的縮短。3.2.2北京移動邊遠山區(qū)基站的電力情況分析3.2.2.1通電盲區(qū)近年來，隨著手機的普及，用戶使用手機通信的渴望，移動通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋需求越來越大，用戶給運營商帶來的輿論壓力也越來越大。但是移動通信運營商的權(quán)利還沒有足夠大到可以控制整個通信基站建設(shè)中的各個環(huán)節(jié)，比如：租地、用電，往往是運營商愿意花錢也解決不了的問題。并且隨著電信運營商的不斷重組，現(xiàn)在三大運營商都各自擁有一張無線網(wǎng)絡(luò)，要比其他兩家具有更多的競爭力，則必須要擁有更大的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，更好的網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量。然后現(xiàn)今，中國還有很多偏遠山村用電問題得不到解決，在這些地區(qū)進行網(wǎng)絡(luò)覆蓋的時候，如何解決通信設(shè)備用電的問題就顯得極其重要。北京移動作為北京三大運營商之首，基于市場競爭和網(wǎng)絡(luò)品牌效應(yīng)的需要，以及從與對手的競爭策略出發(fā)，北京移動的網(wǎng)絡(luò)覆蓋在做好深度覆蓋的基礎(chǔ)上，需進一步擴大到遠郊覆蓋。由于這些需要完成覆蓋的地區(qū)交通落后、經(jīng)濟欠發(fā)達，人口較稀少，相對缺乏建站資源，基站建設(shè)面臨種種困難，很多通信基站的建站位置偏遠，往往基站全部建好后，因為沒有通電導致無法開通，現(xiàn)階段在應(yīng)對這種問題時，可行的解決辦法只有兩種：第一，向市供電局申請高壓引電；第二，利用柴油發(fā)電機自行發(fā)電解決。從實際情況看，第一種方法的花費相當高，有些地方甚至是花多少錢都解決不了的。證基站的不間斷供電就需要不停的提供柴油，來保證發(fā)電機運轉(zhuǎn)，大量的柴油運輸?shù)降靥幤h郊區(qū)的通信基站就是一件相當困難的事情；其次，柴油價格同樣隨國家油價波動，從目前的情況看，油價基本上處于一種只升不降的狀態(tài)，長期使用這種發(fā)電方式會帶來給移動通信運營商帶來很大的使用成本；最后，柴油發(fā)電機屬于易損設(shè)備，在使用過程中需要進行定期的維護保養(yǎng)，這也會帶來很大一筆第二種方法，使用柴油發(fā)電機就地發(fā)電實施起來又有諸多困難。首先，要保的使用費用。第13頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文3.2.2.2電網(wǎng)電壓波動由于通信行業(yè)的80％以上基站建設(shè)在鄉(xiāng)村，而多數(shù)鄉(xiāng)村電網(wǎng)管理人員、電工、技工等基本技能遠不能和市縣相比，在負載的分配問題上不能做到分布均勻，多數(shù)采用的大概評估。因此帶來的直接后果就是：多數(shù)情況下電網(wǎng)的三相會不平衡，三相不平衡對基站的電源造成直接影響，這個影響直接和通信設(shè)備的通信質(zhì)量相關(guān)。在農(nóng)村，尤其是播種季節(jié)，在這個季節(jié)里電網(wǎng)會出現(xiàn)較大的電壓波動，過大的電壓波動會引起交直流配電單元頻繁動作，交直流的頻繁切換直接影響著通信設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。太陽能發(fā)電不存在電網(wǎng)波動給基站供電設(shè)備帶來的影響，太陽能板發(fā)出的電首先輸送到機房內(nèi)的太陽能控制器，然后先給蓄電池充電，再由蓄電池給通信設(shè)備供電（通過逆變器給基站空調(diào)）。這樣就不會和第三方用電設(shè)備相關(guān)，太陽能光伏發(fā)電是一個獨立的供電系統(tǒng)，因此不管是在農(nóng)村、郊區(qū)等，均不會受電網(wǎng)的影響。3.2.2.3基站供電線路遭受破壞基站的供電線路破壞有兩種情況。一種是無意破壞，例如土建施工、城鄉(xiāng)道路鋪設(shè)，民房建設(shè)都曾出現(xiàn)過基站的供電中斷；第二種是人為破壞，由于目前基站供電多數(shù)是采用的電纜供電，在一些山區(qū)由于架空比較困難，采用地面鋪設(shè)。地面鋪設(shè)電纜，會有部分不法分子盜竊電纜的現(xiàn)象，在一些偏遠的地區(qū)，基站距離市電超過3km一般會增加一個變壓器，而變壓器多為銅線繞制而成，因此變壓器也成為不法分子的盜竊的目標。太陽能光伏發(fā)電組件一般都是安裝在距離基站較近的地方，電纜的鋪設(shè)距離相當短，這樣就不會存在由于施工等因素造成的基站突然供電中斷。在我們調(diào)研的幾個郊區(qū)縣，在偏遠的地區(qū)，基站的供電設(shè)備（供電電纜、變壓器等）均出現(xiàn)過丟失現(xiàn)象。盜竊分子主要是看重了供電線路采用的是銅線，還有變壓器均為價格昂貴的金屬。太陽能光伏發(fā)電由于沒有長距離供電所以不會出現(xiàn)偷盜供電線路器件這個隱患，太陽能光伏發(fā)電組件本體是無法偷盜的，并且基站每年都需要對線路進行維護。3.3北京地區(qū)的地理氣候條件分析根據(jù)北京市年鑒統(tǒng)計，全市占地面積約一萬六千平方公里。其中平原地區(qū)約占38.6％，面積約六千四百平方公里。山地的面積占到全市面積的61.4％，大概第14頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文面積為一萬平方公里。除此之外還有約九十平方公里城區(qū)占地。這些地形的分布主要為：平原集中在北京的東部和南部，山地集中的北京的西部和北部。3.3.1氣候特征從氣象學上講，北京屬于一個四季分明的城市。春天氣候溫和、多風沙、易干旱；夏天氣溫偏高，雨量較大，刮東南風；秋天溫度宜人；冬天氣溫較低、雨水較少、刮西北風。四季氣候特征如下：春季。溫度回升速度快，白天晚上溫度差別大，多風易發(fā)生沙塵天氣。立春之后，夜晚的時間逐漸縮短，白天的時間越來越長，大地接受日照的時間增多，白天地面接收太陽光照射的熱量，夜間散發(fā)熱量。因接收和散發(fā)熱量的時長不匹配，導致白天溫度回升速度增快，根據(jù)統(tǒng)計月平均溫度可升高6攝氏度。根據(jù)北京市統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)，北京地區(qū)在3月和4月的平均氣溫分別為4.5攝氏度和13.1攝氏度。春天是全年晝夜溫度懸殊最大的季節(jié)，據(jù)不完全統(tǒng)計每日白天和晚上的溫度差范圍在12攝氏度至14攝氏度之間。另外雖然到春天氣溫開始回升，但冷空氣依然很活躍，自古北京就有“倒春寒”的說法。除此之外，北京的春天經(jīng)常有大風，全年的超過8級的大風天有80％發(fā)生在春天，并且因春天降水量極少，在有風的時候多產(chǎn)生沙塵天氣。夏季。氣溫很高，降水量大，同一季節(jié)內(nèi)同時出現(xiàn)溫度又高、雨水又大。北京的夏天，從平均數(shù)據(jù)上來看，溫度一般在24攝氏度上下浮動。整個夏季中六月雖不是最熱的月份，但一般全年的最高溫都會在這個月出現(xiàn)，截止202x年底北京的全年最高溫是43.5攝氏度。七月作為全年最熱的月份，根據(jù)統(tǒng)計，溫度能達到平均值26攝氏度，并且整月都持續(xù)高溫，無論晝夜。北京的夏天是個多雨的季節(jié)，全年70％的降雨量都集中在夏天，并且大多數(shù)情況是暴雨。根據(jù)記錄截止202x年底北京的降雨量的峰值是479毫米。秋季。天高氣爽，冷暖適宜，光照充足。立秋以后，溫度開始降低，冷空氣開始增多，霜凍的過早來也臨時有發(fā)生。冬季。寒冷漫長。北京的冬季是一個漫長的季節(jié)，從氣象學上講可以長達5個月，但如果我們定義只有氣溫低于0攝氏度才認為是冬天，那么北京的冬天將縮短到三個月。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)，北京冬天的最低氣溫為零下27.4攝氏度，平均氣溫為零下4攝氏度。冬季的降水量很少，只有全年的2％。雖然北京冬天寒冷，但是陰天卻不多，日照非常充足，往往每年日照強度最大的月份都出現(xiàn)在冬天。第15頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文3.3.2太陽能資源情況太陽能的原理是太陽在自己內(nèi)部進行不間斷的核聚變所產(chǎn)生的能量。地球表面的空氣和大地表面溫度的升高主要原因就是太陽輻射，也正是因為太陽能輻射地球表面才能形成上一節(jié)中提到的四季分明的氣候特點。因為地球本身的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，地球與太陽之間的距離不同，直接影響太陽能輻射到地球上的不同地點的能量并不均勻，由此引起了地球上季節(jié)的不同，氣候的不同以及日照時長的不同。我國國土面積有960萬平方公里，在我國的土地上太陽能日照資源非常豐富。根據(jù)不完全統(tǒng)計，我國土地表面上每年可接收的能量大約有5萬千焦，太陽能輻射流每年可達到約600千焦每平方厘米。依據(jù)太陽能年輻射總量在我國境內(nèi)的分布來看，以下地區(qū)的輻射量都名列前茅，具體有：西藏、青海、吉林、云南、陜西、河北、xx、內(nèi)蒙古、遼寧、廣東、山西、山東、福建和海南。這些地區(qū)里尤其是青藏高原，海拔又高，空氣又好，維度又低，日照時間又長。像日照條件最好的拉薩，平均每年的日照可達3000多小時，太陽總輻射值可達每年800多干焦每平方厘米。全國太陽能資源最少的省份是四川和貴州，因這兩個省天氣情況多雨、多云、多霧、少晴天，年平均的晴天只有不到25天，陰天可到250天左右，平均日照時數(shù)僅有1100小時左右。除此之外，其他省份的太陽能資源都屬于中等條件。雖然前文提到我國大部分省份的太陽能條件屬于中等，但是太陽能在各個省份之間的分布還是有所不同，從緯度上來看，條件最好的和最差的省都在北緯22度到北緯35度之間。這個區(qū)間內(nèi)就涵蓋了上文所說的青藏高原和四川盆地。從能量角度來看，西邊的省份普遍高于東邊的省份，北邊的省份普遍高于南邊的省份，這當中xx和西藏除外。根據(jù)太陽能的條件不同，根據(jù)多年累積的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，將我國的省份分為五類地區(qū)，具體情況詳見下表：表3—1中國太陽能資源分布表地區(qū)年日照時數(shù)（h／a）等量熱量所年輻射總量（mj／m2·a）類型一類需標準燃煤（kg）包括的主要地區(qū)備注太陽能寧夏北部，甘肅北部，新3200-33006680-8400225～285kg資源最疆南部，青海西部，西藏豐富地西部區(qū)河北西北部，山西北部，較豐富二類3000-3202x852—6680200-、--225kg內(nèi)蒙南部，寧夏南部，甘地區(qū)第16頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文等量熱量所年日照時數(shù)（h／a）年輻射總量地區(qū)類型需標準燃煤（mj／m2·a）包括的主要地區(qū)備注（kg）肅中部，青海東部，西藏東南部，xx南部山東，河南，河北東南部，三類170—200瞻中等地區(qū)山西南部，xx北部，吉林，遼寧，云南，陜西北部，甘肅東南部，廣東南部湖南，廣西，江西，浙江，140—170k較差地區(qū)四類湖北，福建北部，廣東北部，陜西南部，安徽南部最差地五類115—140kg四川中東部地區(qū)，貴州區(qū)鑒于下文將以北京一個移動通信基站為例論證太陽能光伏供電系統(tǒng)的可行性，本節(jié)也以北京為例介紹太陽能資源情況。北京緯度適中，在北緯四十度附近，按四十度計算，北京地區(qū)的太陽高度夏至節(jié)氣時最高，冬至節(jié)氣時最低，平均每日的日照時長從9小時到15小時不等。正因為太陽能的高度不同，導致一年當中地面能接收到的太陽輻射不同，造成了上文說到的四季分明的氣候。北京大部分地區(qū)，地面可接受的太陽能年輻射總量為五千到六千兆焦耳每平方米。從上表可以看出，北京全年日照時數(shù)多在2500小時以上，晴到多云天數(shù)占全年的3／4，屬于三類地區(qū)中的中上等，算是太陽能資源較豐富帶。根據(jù)《中國移動基站太陽能電源系統(tǒng)建設(shè)指導意見》規(guī)定，年平均日照時數(shù)大于1800小時的地區(qū)，可以采用太陽能電源供電，因此，北京的太陽能資源滿足太陽能供電建設(shè)要求的氣象條件。但由于太陽能資源不是很豐富，并且北京的氣候類型為典型的半濕潤型大陸性季風氣候，夏天雨水較大，是華北地區(qū)降水最多的地區(qū)之一。因此如何最大限度的利用太陽能建設(shè)移動通信基站，在哪些區(qū)縣更適合建設(shè)使用太陽能光伏供電系統(tǒng)的移動通信基站，前期的市場調(diào)研就顯得尤為重要。下圖為北京地區(qū)年日照時數(shù)分布圖（北京202x年全年日照時數(shù)2351.1小時（202x北京統(tǒng)計年鑒））。第17頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文圖3-1北京地r，x年日照時數(shù)分布圖（單位：小時）從上圖可以看到，北京北部地區(qū)的曰照時數(shù)相對最高，主要集中在懷柔、延慶、密云的北部山區(qū)；其次，延慶、懷柔、密云南部以及昌平北部的日照時數(shù)也較高；而北京的西南地區(qū)日照時數(shù)最低，主要集中在房山地區(qū)。由此可知，延慶、懷柔、密云和昌平北部的太陽能資源相對比較豐富，更適合建設(shè)太陽能基站。第18頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文第四章移動通信基站太陽能供電系統(tǒng)的技術(shù)研究使用太陽能發(fā)電技術(shù)的優(yōu)點之一就是太陽能板的模塊化組裝方案，這種模塊化設(shè)計可以根據(jù)不同負載的用電量的大小提供不同的電量，從幾瓦一直到幾百瓦、幾千瓦甚至幾兆瓦的電量都可提供，并且非常適合分散供電。對于移動通信基站這種站點多、站點不集中的應(yīng)用場景，太陽能發(fā)電技術(shù)是最合適不過的了，越是偏僻的地方就越能顯現(xiàn)出太陽能發(fā)電技術(shù)的優(yōu)勢，尤其是在高山、偏遠村落、海島等地區(qū)的基站。這些基站上如果能應(yīng)用太陽能發(fā)電技術(shù)，結(jié)合遠程監(jiān)控設(shè)施，可以完美的解決無人值守的移動通信基站的供電問題。從移動通信基站太陽能發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計角度出發(fā)，最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)就是太陽能板的容量設(shè)計，根據(jù)實際負載的需求電量來確定太陽能板的容量?；矩撦d用電量估算是容量設(shè)計的重要一環(huán)，估算越準確，系統(tǒng)工作的可靠性越高，也更能合理地控制投資成本。一般進行負載用電量估算時用的是它的平均用電量。當負載具有短時高功率運行特性時，最好分時估算r1。4.1太陽能發(fā)電技術(shù)簡介4.1.1太陽能光能與電能的轉(zhuǎn)換將太陽發(fā)光的能量轉(zhuǎn)換為電能，即太陽能光伏發(fā)電。完成這個轉(zhuǎn)換的工具就是太陽能電池板，因太陽能電池板主要是由半導體器件所構(gòu)成，并且完成轉(zhuǎn)換的主要原理利用的就是光伏效應(yīng)，所以太陽能發(fā)電技術(shù)才又稱之為太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。性就是只要將其放置在陽光下，便會有光伏效應(yīng)發(fā)生，太陽光輻射的能力被直接轉(zhuǎn)換為直流電。整個過程都是在太陽能電池板內(nèi)部完成，沒有外部設(shè)施以及器械的機械運動，所以在壽命期內(nèi)不會因為機械磨損而影響發(fā)電效果。太陽能發(fā)電應(yīng)用廣泛，配置小的太陽能電池能為手機、手表等提供電力，配置大的太陽能板可太陽能電池板90％以上的原材料是半導體材料（例如：硅），這種材料的特以為房間提供照明等生活用電。第19頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文太陽能電池板沒有嚴格的形狀限制，并且支持各種連接，如串聯(lián)或并聯(lián)，可提供多種電壓或功率的輸出電力。近些年來，隨著太陽能技術(shù)逐漸被認可，越來越多的建筑物表面、樓頂以及天臺開始使用太陽能電池板，這些太陽能發(fā)電設(shè)施通常情況下被稱之為附在建筑物上的光伏發(fā)電系統(tǒng)。圖3-2安裝在建筑物上的太陽能板4.1.2太陽能光伏系統(tǒng)分類太陽能發(fā)電系統(tǒng)從大的應(yīng)用角度來分，可分為以下兩種系統(tǒng)：獨立系統(tǒng)（又叫離網(wǎng)系統(tǒng)）和并網(wǎng)系統(tǒng)。獨立系統(tǒng)，主要指的是使用一套太陽能電池板發(fā)電供自己使用，與本地電網(wǎng)無關(guān)。獨立系統(tǒng)包括有：偏遠地區(qū)的村落供電，太陽能路燈供電等，這些系統(tǒng)有一個共同點就是必然配置有蓄電池組。并網(wǎng)系統(tǒng)，指的是整個太陽能發(fā)電系統(tǒng)跟本地電網(wǎng)是連接在一起的，太陽能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能輸送給整個電網(wǎng)。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可以配置蓄電池也可以不配，配有蓄電池的并網(wǎng)系統(tǒng)可根據(jù)需求并入或退出電網(wǎng)，并且在電網(wǎng)因停電時，仍可保持緊急供電。4.1.3太陽能光伏系統(tǒng)設(shè)備常規(guī)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)主要由以下部分組成：蓄電池組、太陽能控制器、太陽能電池板方陣、太陽跟蹤系統(tǒng)、逆變器，連接方式如下圖所示：第20頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文i。。墨，霸?t?！觥銮?·圖3-3太陽能發(fā)電系統(tǒng)組成圖諺；，囝8镕￡№q㈨彬黼黼mm￡∞；”0￡虻s嘶t靶h§oⅢ《inq捌舯1.太陽能電池板方陣太陽能電池板絕大多數(shù)情況都指的是硅電池板，主要分為三大類：單晶硅電池板、多晶硅電池板以及非晶硅電池板。不管是哪一類的太陽能電池板，其工作原理都是一樣的，基礎(chǔ)原理都是“光生伏特效應(yīng)”?！肮馍匦?yīng)”簡單點解釋就是當太陽能電池板被光照射后，電池板將被照射的光能吸收并在電池兩端出現(xiàn)正負電荷，形成電壓，當兩端的電動勢達到一定程度，正負電荷開始定向運動，光能正式轉(zhuǎn)化為電能。2.蓄電池組蓄電池組在整個太陽能發(fā)電系統(tǒng)里的地位僅次于太陽能電池板，來儲存太陽能轉(zhuǎn)化出來的電能，并為負載供電。因使用頻率高，故對蓄電池組也是有特殊要求的：1）自放電率低；2）使用壽命長；3）深放電能力強；4）充電效率高；5）少維護或免維護；6）工作溫度范圍寬；7）價格低廉。3.太陽能控制器它主要是用太陽能控制器又叫太陽能充放電控制器，其安裝位置在太陽能電池板和蓄電池組之間，相當于一個閘門的作用。當太陽能電池發(fā)電后電能通過控制器輸送給蓄電池組，一旦蓄電池組完成充電，即充滿電后，控制器會將之后太陽能電池板再發(fā)出來的電能直接排泄掉；當蓄電池給負載供電時，當達到預設(shè)的蓄電池的放第21頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文電深度時，控制器就會停止蓄電池的放電行為。太陽能控制器同樣是整個電源系統(tǒng)中不可或缺的設(shè)備。4.逆變器逆變器的作用是將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，因為太陽能電池板輸出的是直流電，蓄電池組儲存的也是直流電，整個電源系統(tǒng)是一套直流的電源系統(tǒng)。這時如果有交流的用電設(shè)備，就需要使用逆變器了。分別對應(yīng)于太陽能獨立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，逆變器分為獨立逆變器和并網(wǎng)逆變器。5.太陽跟蹤控制系統(tǒng)太陽跟蹤控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于中小型太陽能發(fā)電系統(tǒng)，因為對于一個具體的太陽能電池板的安裝地點來說，每天太陽都在升起和落下，每個時刻太陽與太陽能電池板的角度都不同。但是只有當太陽正對太陽能電池板時，電池板的發(fā)電效率才最高，所以為了保證每天的任意時刻太陽和太陽能電池板的對應(yīng)關(guān)系，人們研發(fā)了太陽跟蹤控制系統(tǒng)。其根本原理就是將事先設(shè)置好的安裝地點一年中每天的任意時刻的太陽位置信息存儲到太陽跟蹤控制系統(tǒng)中，之后在安裝太陽能電池板時采用可旋轉(zhuǎn)的底座，采用電腦控制底座的旋轉(zhuǎn)，保證每時每刻太陽能電池板都正對太陽。4.1.4太陽能發(fā)電特點太陽能發(fā)電技術(shù)通常具有如下特點：>可靠：在惡劣的氣候條件下，太陽能發(fā)電電源系統(tǒng)極少出現(xiàn)故障，因此這種電源系統(tǒng)經(jīng)常被用于對可靠性要求很高的場景，并且這種高可靠性并未導致成本的增加。>耐用：目前，80％以上的太陽能電池板的使用壽命都可以達到20年以上。>維護費用低：相比維護常規(guī)發(fā)電設(shè)施的頻率，太陽能發(fā)電系統(tǒng)僅需周期性的常規(guī)檢查即可，次數(shù)要大幅減少；其次對比維護時所投入的材料和人工，太陽能發(fā)電系統(tǒng)基本不需要任何東西；所以在后期的維護中，太陽能發(fā)電系統(tǒng)僅需要很少的費用。>無需燃料費用。因為太陽能發(fā)電技術(shù)不消耗燃料，純天然，所以節(jié)省了大筆購買運輸燃料的開支。>光伏組件積木化。安裝方式靈活多樣，適應(yīng)性超強。》安全：太陽能發(fā)電系統(tǒng)使用綠色純天然的能源，幾乎沒有任何潛在的危險。>供電自主性。獨立太陽能發(fā)電系統(tǒng)在發(fā)電的控制上絕對的靈活和自主。第22頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文>非集中電網(wǎng)：獨立太陽能發(fā)電系統(tǒng)安全性高，避免了公共電網(wǎng)停電對使用者的影響。>高海拔。-14工p臺日匕e，。海拔越高，距離太陽越近，太陽能輻射越強，對太陽能電池板轉(zhuǎn)換電能越有利。4.2移動通信基站電源要求及組成4.2.1移動通信基站內(nèi)的用電負載移動通信基站內(nèi)部的主要用電負載包括?；局髟O(shè)備、高頻開關(guān)電源等電源設(shè)備、空調(diào)器設(shè)備以及機房照明設(shè)備等。這其中空調(diào)器設(shè)備包括傳統(tǒng)意義上的2p或3p空調(diào)，也包括智能送新風設(shè)備或熱交換設(shè)備；機房照明設(shè)備有使用普通節(jié)能燈的也有使用led節(jié)能燈的?；景从秒娯撦d的大小，主要分為如下幾種類型∞1：（1）宏蜂窩基站，這種類型的基站的用電電壓一般都是直流-48伏，用電電流的數(shù)值大小則需要根據(jù)基站內(nèi)的用電設(shè)備多少來區(qū)分，一般情況下900mhz系統(tǒng)、1800mhz系統(tǒng)以及3g系統(tǒng)共享一個基站的時候，基站的總體用電電流在50安培到80安培之間，但是只有一個系統(tǒng)的基站用電電流只有10安培到40安培左右。（2）第二種類型，主要指的是微蜂窩基站，這種類型的基站設(shè)備使用交流220伏交流電壓供電，基站設(shè)備功率很小，一般不會超過200瓦。（3）第三種類型的基站，指的是用電電流很大的基站，電流范圍一般在80安培以上，這種類型的基站大多建設(shè)在市區(qū)，并且都屬于超忙基站。為滿足如此之大的負載用電，則需要配置太陽能電池板規(guī)模巨大；另一方面市區(qū)的基站在場地租用時困難極大，很難找到足夠大的面積來滿足太陽能電池板的需要，因此這種類型的基站不建議采用太陽能發(fā)電技術(shù)。4.2.2移動通信基站的供電方式移動通信基站的電源系統(tǒng)是基站的重要組成部分，是保證基站長期、穩(wěn)定、可靠運行的重要因素。根據(jù)基站建設(shè)地點電網(wǎng)條件的不同，可行的、可靠的、供電方式主要包括以下幾種。第23頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文2）1）公共電網(wǎng)電力引入方式。這種方式主要應(yīng)用于市電情況較好的地區(qū)，按市電等級劃分一般屬于市電1級或2級，這種方式在基站內(nèi)部使用高頻開關(guān)電源設(shè)備完成交直流轉(zhuǎn)換和直流電流輸出。獨立型太陽能發(fā)電方式。這種方式主要應(yīng)用于短期公共電網(wǎng)無法解決的地區(qū)，這類地區(qū)一般分布在人跡罕至的郊區(qū)，這類地區(qū)的通信基站一般都采取無人值守模式，因地理位置偏僻，保修保養(yǎng)均不容易，因此要求系統(tǒng)具有更高的可靠性。的使用范，l／l／＼3）太陽能發(fā)電與風車發(fā)電互補方式：同第二種方式一樣，具有同樣圍，但是這種方式要求當?shù)氐娘L力資源相對豐富。4.3移動通信基站光伏系統(tǒng)設(shè)計方法從工作流程上劃分，太陽能供電系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)把握的原則為：先軟件后硬件。軟件指的是所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析和理論計算，包括：基站總用電量、太陽能輻射量、太陽能電池板配置的容量設(shè)計等等。硬件則主要指各種設(shè)備的選型。在進行軟件設(shè)計的時候除安裝傾斜角和方向角由專業(yè)的電腦軟件完成，其他數(shù)據(jù)則可以通過簡單的公式帶入數(shù)據(jù)計算得到。獨立型太陽能發(fā)電系統(tǒng)的容量設(shè)計主要包括兩大部分，一是太陽能電池板的容量計算，另一個是蓄電池組的容量計算。在進行容量設(shè)計時需要把握的原則從技術(shù)上講要能滿足機房內(nèi)全部用電設(shè)備的總用電電流的要求為前提；從經(jīng)濟上說，則要考慮系統(tǒng)可靠性和投資成本之間的博弈，盡量保證系統(tǒng)可靠性的前提下，節(jié)約投資。只有做到可靠性和投資相對平衡的時候，這個太陽能發(fā)電系統(tǒng)才算是合理的電源系統(tǒng)。在計算太陽能電池板的容量以及蓄電池組的容量之前，需要做很多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集工作。這個工作需要查閱大量的文獻記錄或求證于相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)人士。說具體點，需要收集的數(shù)據(jù)有：基站建設(shè)的詳細地址、安裝地點的經(jīng)緯度、海拔高速、安裝地的平均日照時間、平均太陽能輻射強度、每年中最大連續(xù)陰雨天、沙塵天數(shù)以及降雪天數(shù)等等。4.3.1太陽能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計的基本原則太陽能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計的原則就是滿足移動通信基站內(nèi)用電設(shè)備的不間斷供電，保證設(shè)備的連續(xù)運行。因為在做計算的時候使用的是太陽輻射的年平均值，第24頁北京郵電大學工程碩士專業(yè)學位論文而實際的氣候條件下不可能每天都能達到平均數(shù)，必然有高有低，因此就要求太陽能電池板能和蓄電池組協(xié)調(diào)工作。蓄電池組的容量在設(shè)計時，需要考慮連續(xù)陰雨天時能持續(xù)放電來保證基站設(shè)備的不間斷使用，一般情況下連續(xù)陰雨天的平均數(shù)都太長，發(fā)生的幾率比較小，為此額外付出幾倍的成本來配置蓄電池組和太陽能電池板顯得有點得不償失。因可以斷電，斷電多長時間后維護人員可以及時上站采用其他辦法發(fā)電（例如：柴油發(fā)電機發(fā)電）。太陽能電池板的容量在設(shè)計時，首先負載要考慮全面，除通信設(shè)備外還有蓄電池組。其次，要以全年日照的短板來進行計算，這樣才能保證每一天設(shè)備的正常用電和蓄電池的充電用電。只有保證蓄電池組達到滿充的狀態(tài)，才能有效的延長蓄電池的壽命。4.3.2蓄電池的設(shè)計方法在整個電源系統(tǒng)中，蓄電池的作用就是在太陽能電池板不工作的時候能夠不間斷的向通信設(shè)備供電。其最初的設(shè)計原則就是在日照不充足的情況下，僅依靠蓄電池放電即可保證通信設(shè)備的正常工作。在配置蓄電池組時，通常認為蓄電池組在太陽能電池板正式不工作之前都處于浮充狀態(tài)，正式放電開始后，能夠在沒有任何其他發(fā)電系統(tǒng)的幫助下獨立提供給通信設(shè)備保證其正常工作的天數(shù)，被稱作自給天數(shù)。天數(shù)的長短，直接影響了蓄電池組容量的大小以及這部分投資的多少，最初這個指標的確定應(yīng)當與當?shù)貧庀蟛块T統(tǒng)計的年內(nèi)最長連續(xù)陰雨天一致。但后來考慮到投資等多方面因素，這個指標通常不大于7天。蓄電池技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，主流的產(chǎn)品主要有。鋰電、鉛酸電池和鎳氫電池。鋰電技術(shù)比較先進但是價格偏高，不適宜在通信基站建設(shè)中大規(guī)模使用；鉛酸電池價格適中，技術(shù)比較成熟，是現(xiàn)今在移動通信行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的電池類型。本文中如無特殊說明，指的均是閥控式鉛酸蓄電池組。下文就蓄電池組容量是如何計算的，連接方式怎樣進行詳細介紹。（1）蓄電池組的容量計算步驟1：蓄電池組容量初步計算，根據(jù)統(tǒng)計出的基站內(nèi)通信主設(shè)備每天需要的總用電量乘以自給天數(shù)；此，需要在連續(xù)陰雨天發(fā)生時給出一個可以接受的斷電時限，即