通信用太陽能電源系統(tǒng)（Photovoltaic Power System for Telecommunication）是指利用太陽能轉(zhuǎn)換為電能來為通信設(shè)備供電的通信電源系統(tǒng)。太陽能電源系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件是太陽電池，它將光能轉(zhuǎn)換為直流光能。由于太陽電池的效率、容量等因素，使得太陽能電源系統(tǒng)要作為通信設(shè)備主用電源，目前還很難得到可靠的保障。可用在一些邊遠(yuǎn)、小型通信站點(diǎn)，可以作為一種電能的補(bǔ)充型式。

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一、太陽能電池直流供電的基本形式

太陽電池是一種光電轉(zhuǎn)換器，只能在一定光強(qiáng)的條件下供發(fā)電使用。因而，單有太陽電池，不能為晝夜使用的通信設(shè)備構(gòu)成供電系統(tǒng)，必須配以儲(chǔ)能設(shè)備才能完成隨時(shí)供電的任務(wù)。在這里儲(chǔ)存電能最好的設(shè)備就是蓄電池。因此，太陽能電池直流供電的基本形式就是：無論是平板式還是聚光式硅太陽電池，與蓄電池組成的直流供電系統(tǒng)幾乎都是一種方式，即太陽電池通過隔離二極管與蓄電池并聯(lián)浮充通過控制器對(duì)負(fù)載供電，只是控制器的控制、調(diào)整調(diào)節(jié)電路的形式和接法不同，有下述兩種基本形式：

1、串聯(lián)調(diào)壓

串聯(lián)調(diào)壓電路一般有兩種，詳見下表1-1。從串聯(lián)調(diào)壓電路可以看出，正常工作情況下，太陽電池既要對(duì)蓄電池浮充，提供一定的補(bǔ)充充電電流或充電電流，又要通過調(diào)壓裝置對(duì)負(fù)荷進(jìn)行供電。當(dāng)太陽電池發(fā)電不足或停止發(fā)電時(shí)，蓄電池向負(fù)荷提供部分或全部電能也要通過調(diào)壓器或直接對(duì)負(fù)荷供電。由于調(diào)壓器是耗能元件，而且大部分時(shí)間都接于電路中，致使一部分太陽能消耗在它上面，造成浪費(fèi)。但蓄電池的充電電壓高于浮充電壓，采用這種串聯(lián)調(diào)壓方式能簡(jiǎn)便地解決蓄電池充電問題。

表1-1：串聯(lián)調(diào)壓電路常用的兩種方式

2、并聯(lián)調(diào)壓

并聯(lián)調(diào)壓電路是把電壓調(diào)節(jié)電路與負(fù)荷并聯(lián)連接的電路，負(fù)荷供電電壓就是太陽電池與蓄電池并聯(lián)浮充的電壓。從并聯(lián)調(diào)壓原理可以看出，該直流供電系統(tǒng)中的太陽電池和蓄電池并聯(lián)對(duì)負(fù)荷直接供電，這就少掉了串聯(lián)穩(wěn)壓的耗能環(huán)節(jié)。但是這種供電方式僅適用于通信設(shè)備允許電壓變動(dòng)范圍較寬的情況。

除了串聯(lián)調(diào)壓和并聯(lián)調(diào)壓的方式以外，有的直流供電系統(tǒng)還采用串、并聯(lián)混合調(diào)壓。

二、太陽電池供電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

根據(jù)負(fù)載不同，太陽電池供電系統(tǒng)可分為直流、交流、直-交混合供電系統(tǒng)三種。其含義詳見下表2；其示意圖分別詳見下圖2-1~圖2-3。

表2：太陽電池供電系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的含義

圖2-1：太陽電池直流供電系統(tǒng)

圖2-2：太陽電池交流供電系統(tǒng)

圖2-3：太陽電池交-直流供電系統(tǒng)

三、通信用太陽能電源系統(tǒng)的組成

依據(jù)GB/T 26264《通信用太陽能電源系統(tǒng)》的規(guī)定，其系統(tǒng)組成包括：太陽電池方陣（含支架）、蓄電池（組）、控制器（含穩(wěn)壓裝置和配電單元或與其它電源系統(tǒng)的接口）、逆變器（選用）等。其基本組成結(jié)構(gòu)如下圖3-0所示。其標(biāo)稱電壓常用的有：12V、24V和-48V。

圖3-0：通信用太陽能電源系統(tǒng)的組成示意圖

1、太陽電池

太陽電池是太陽能電源系統(tǒng)中一個(gè)關(guān)鍵部件。太陽電池直接實(shí)現(xiàn)了將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿淖饔茫瑸榱诉_(dá)到其額定容量或功率，往往采用方陣的形式。太陽電池目前多采用硅太陽電池，其組建應(yīng)符合GB/T 9535的規(guī)定。

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2、蓄電池

在通信用太陽能電源系統(tǒng)中的蓄電池（組）主要是對(duì)太陽電池的儲(chǔ)能作用，是一個(gè)儲(chǔ)能部件。因?yàn)榈孛嫣栯姵厮D(zhuǎn)換的光能有不確定性，如晝夜、天氣等變化，直接由太陽電池向通信設(shè)備供電是不可靠的，所以，應(yīng)將太陽電池的電能再轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來（即用太陽電池對(duì)蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充或浮充充電），然后由蓄電池向通信設(shè)備進(jìn)行供電。對(duì)于通信用太陽能電源系統(tǒng)中的蓄電池常用的種類有：閥控式密封鉛酸蓄電池、閥控式密封膠體蓄電池和富液防酸隔爆式蓄電池等。

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3、控制器

控制器是太陽能電源系統(tǒng)的核心部件，它連接太陽電池、蓄電池和負(fù)載（通電通信設(shè)備）。其主要功能包括：對(duì)太陽電池的投入/撤出功能；對(duì)蓄電池的充放電的管理功能；對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控、測(cè)量及告警功能；穩(wěn)壓功能；安全保護(hù)功能等等。對(duì)于通信用太陽能電源系統(tǒng)中的控制器的類型，在GB/T 26264中給出的有：逐級(jí)投入型、脈寬調(diào)制型、變換穩(wěn)壓型。

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4、逆變器

逆變器在通信用太陽能電源系統(tǒng)中并非必備裝置，只有當(dāng)通信機(jī)房?jī)?nèi)有使用交流供電的設(shè)備時(shí)，需要將太陽電池提供的直流電能，通過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電源。

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上述通信用太陽能電源系統(tǒng)的相關(guān)組成部分，要利用專用線纜進(jìn)行連接方能組成太陽能電源系統(tǒng)，這種專用電纜稱為光伏電纜。

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四、通信用太陽能電源系統(tǒng)的互補(bǔ)種類

如圖3-0是通信用太陽能電源系統(tǒng)基本供電型式，這種獨(dú)立用太陽能供電的電源系統(tǒng)，對(duì)于通信設(shè)備供電的可靠性來講是相對(duì)較低的。因此，通信用太陽能電源系統(tǒng)往往采用與其他能源進(jìn)行互補(bǔ)供電，以提高通信用太陽能電源系統(tǒng)的可靠性，確保通信設(shè)備不間斷用電。常用的互補(bǔ)種類有：太陽能-市電互補(bǔ)電源系統(tǒng)（如下圖4-1所示）、太陽能-柴油發(fā)電機(jī)互補(bǔ)電源系統(tǒng)（如下圖4-2所示）、風(fēng)光互補(bǔ)電源系統(tǒng)（如下圖4-3所示）及其它混合發(fā)電系統(tǒng)。這將根據(jù)通信設(shè)備或通信局站所在的地理環(huán)境條件來合理選定。

圖4-1：太陽能-市電互補(bǔ)電源系統(tǒng)

圖4-2：太陽能-柴油發(fā)電機(jī)互補(bǔ)電源系統(tǒng)

圖4-3：風(fēng)光互補(bǔ)電源系統(tǒng)

五、通信用太陽能電源系統(tǒng)的產(chǎn)品型號(hào)與命名

根據(jù)我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 26264的規(guī)定，通信用太陽能電源系統(tǒng)的產(chǎn)品型號(hào)規(guī)格，用大寫英文字母和阿拉伯?dāng)?shù)字表示。其格式為：用代號(hào)“Y”代表太陽能，后跟用數(shù)字表示的太陽能電源系統(tǒng)額定輸出電流（A）和蓄電池標(biāo)稱電壓（V），兩組數(shù)字間用“-”符號(hào)隔離，如Y100-48，表示系統(tǒng)額定輸出電流為100A、蓄電池標(biāo)稱電壓為48V的太陽能電源系統(tǒng)。

如果是采用風(fēng)光互補(bǔ)電源系統(tǒng)，可在前面增加 “F”風(fēng)能代號(hào)和風(fēng)能電源系統(tǒng)額定輸出電流（A）的數(shù)字。如F200Y100-48，表示風(fēng)能電源系統(tǒng)額定輸出電流200A、太陽能電源系統(tǒng)額定輸出電流為100A、蓄電池標(biāo)稱電壓為48V的風(fēng)光互補(bǔ)電源系統(tǒng)。

六、太陽能電源系統(tǒng)的技術(shù)要求和維護(hù)要求

1、技術(shù)要求

在我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 26264中，對(duì)通信用太陽能電源系統(tǒng)給出了技術(shù)性能方面的規(guī)定要求。

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2、維護(hù)要求

我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1970.9《通信局(站)電源系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)要求 第9部分：光伏及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)》，對(duì)于太陽能電源系統(tǒng)或風(fēng)光互補(bǔ)電源系統(tǒng)的維護(hù)給出了相應(yīng)的技術(shù)要求。正確的使用與維護(hù)是保證太陽電池可靠工作和正常供電的重要環(huán)節(jié)，也是預(yù)防各故障和延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命的有效措施。下表6-2給出了太陽電池使用維護(hù)的基本常識(shí)，供參考。

表6-2：太陽電池使用維護(hù)的主要內(nèi)容

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