Solar-Overlay-Lösung für Basisstationen

2026-03-23

Solar-Overlay-Lösungen für Basisstationen kombinieren die saubere, erneuerbare Natur der Solarenergie mit dem hohen Leistungsbedarf von Kommunikationsbasisstationen und bieten dadurch erhebliche Vorteile und breite Anwendungsmöglichkeiten.

 

Kernfunktionen:

  • Keine Unterbrechung der bestehenden Stromversorgung
  • Integration von Photovoltaik-Kraftwerksanlagen in die bestehende Stromversorgungsinfrastruktur über Gleichstromkopplung
  • Prioritäre Nutzung von Solarenergie zur Stromversorgung der Last

I. Systemkomponenten

Das Solar-Overlay-System der Basisstation besteht im Wesentlichen aus einer Photovoltaikanlage (Solarmodule), einem Solarladeregler (z. B. einem MPPT-Regler), einem Batteriespeicher für erneuerbare Energien, Montagehalterungen für die Photovoltaikmodule und Stromverteilungskabeln. Zusammen bilden diese Komponenten ein hocheffizientes, intelligentes und zuverlässiges geschlossenes System zur Erzeugung grüner Energie. Die Systemarchitektur ist so ausgelegt, dass sie ein optimales Verhältnis zwischen Stromerzeugungseffizienz, Betriebssicherheit und Wartungsfreundlichkeit gewährleistet und somit eine stabile Stromversorgung in unterschiedlichsten komplexen Umgebungen sicherstellt.

Nein. Ausrüstungsname Funktionsbeschreibung
1 Photovoltaikmodule Diese aus monokristallinem oder hocheffizientem polykristallinem Silizium gefertigten Module werden auf den Dächern von Nutzgebäuden, den Fassaden von Stahltürmen oder auf bodenmontierten Gestellen installiert. Sie wandeln Solarenergie in Gleichstrom (DC) um und dienen als primäre Energiequelle des Systems.
2 Lichtverriegelungssteuerung Ausgestattet mit einem integrierten MPPT-Modul (Maximum Power Point Tracking) optimieren sie die Photovoltaik-Ausgangseffizienz in Echtzeit und erzielen Effizienzsteigerungen von bis zu 15–25 %. Darüber hinaus verfügen sie über zahlreiche Sicherheitsfunktionen, darunter Eingangsschutzschalter, Blitzschutz und Ausgangssicherungen, und bilden somit die zentrale Steuereinheit des Systems.
3 Eingangsschutzschalter + Überspannungsschutz Bietet Schutz vor Überlastungen, Kurzschlüssen und Blitzüberspannungen und gewährleistet so einen sicheren Systembetrieb auch unter extremen Wetterbedingungen sowie die Vermeidung von Geräteschäden durch externe elektrische Schläge.
4 Ausgangssicherung Es wird am negativen Ausgang installiert und verhindert, dass abnormale Rückströme nachgeschaltete Kommunikationsgeräte beeinträchtigen oder beschädigen, wodurch die Sicherheit der Stromversorgung gewährleistet wird.
5 Gleichstromzähler Überwacht die Stromerzeugung und den Lastverbrauch von Photovoltaikanlagen in Echtzeit und liefert so präzise Daten für die Analyse des Energieverbrauchs, die Nutzenbewertung und die Fernverwaltung.
6 RTU-Modul Es unterstützt Fernüberwachung und Daten-Upload und lässt sich nahtlos in die Umweltüberwachungssysteme der Basisstationen integrieren, um unbeaufsichtigten Betrieb und Wartung, Frühwarnung vor Störungen und visuelles Statusmanagement zu ermöglichen.
7 Netzgekoppeltes System Bei unzureichendem Sonnenlicht oder während des Nachtbetriebs gleichrichtet das vorhandene Schaltnetzteil automatisch den Netzstrom, um das System zu ergänzen und eine kontinuierliche Stromversorgung zu gewährleisten; Spannungsschwankungen während des Schaltvorgangs überschreiten 0.1 V nicht und beeinträchtigen daher nicht den normalen Betrieb der Kommunikationsgeräte.
8 Montagehalterungen und Kabel Sie dient der Befestigung von Photovoltaikmodulen und der Erleichterung der Stromübertragung. Ihre Spezifikationen werden auf der Grundlage der Leistungsanforderungen und der Entfernung ausgewählt, um Leitungsverluste effektiv zu reduzieren und die strukturelle Stabilität und elektrische Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

II. Funktionsprinzip

  • Solarenergiegewinnung: Die Photovoltaikanlage (Solarpaneele) erzeugt Gleichstrom (DC), wenn sie Sonnenlicht ausgesetzt ist.
  • Leistungsumwandlung: Ein Maximum Power Point Tracking (MPPT)-Regler wandelt die vom Photovoltaik-Array erzeugte Gleichstromleistung effizient um und regelt die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom, um sie an die Leistungsanforderungen der Kommunikationsbasisstation anzupassen.
  • Energiespeicherung: Die umgewandelte elektrische Energie wird zunächst der Kommunikationsbasisstation zugeführt, während der Überschuss in einem Batteriespeicher für den Einsatz in Zeiten ohne Sonnenlicht oder bei Spitzenlastzeiten gespeichert wird.
  • Intelligente Überwachung: Das System ist mit Fernüberwachungsfunktionen ausgestattet, die eine Echtzeitüberwachung des Betriebszustands und der Leistungsabgabe der Solaranlage ermöglichen, um einen stabilen Betrieb und eine effiziente Stromversorgung zu gewährleisten.

III. Lösungsmerkmale

Diese Lösung hat ihre Stabilität und Anpassungsfähigkeit in einer Vielzahl komplexer Umgebungen unter Beweis gestellt. Ob in dicht besiedelten Stadtgebieten, abgelegenen Regionen ohne Stromnetz oder auf Kommunikationstürmen mit begrenztem Platzangebot – sie ermöglicht einen effizienten Einsatz und einen stabilen Betrieb.

  • Hohe Effizienz und Energieeinsparung: Durch die direkte Gleichstromversorgung vermeidet diese Lösung die in herkömmlichen Wechselstromsystemen üblichen AC/DC-Wandlungsverluste von bis zu 15 %. Der Gesamtwirkungsgrad der Verbindung liegt bei ≥ 95 %, mit einem maximal gemessenen Wirkungsgrad von bis zu 98.3 %. Ein typischer Standort kann jährlich ca. 2,920 kWh Strom einsparen, bei einer um 10–30 % höheren Stromerzeugung im Vergleich zu Wechselstromlösungen.
  • Kostenreduzierung: Die jährlichen Stromkosten pro Standort können um bis zu 12,000 Yuan gesenkt werden, mit einer Amortisationszeit von ca. 5.5 Jahren. Diese Zeit verkürzt sich durch lokale Fördergelder zusätzlich. Es sind keine Netzanschlussgenehmigungen erforderlich, und der Implementierungsprozess ist vereinfacht, wodurch die Kosten für behördliche Genehmigungen deutlich reduziert werden.
  • Hohe Zuverlässigkeit: Bei Tageslicht gewährleistet das System die Stromversorgung auch bei Netzausfällen. In Kombination mit einem Energiespeicher kann es den Betrieb bei bewölktem oder regnerischem Wetter über 3.5 Tage aufrechterhalten. Feldtests zeigen eine Reduzierung des Notstrombedarfs um über 80 %, wodurch das Risiko von Kraftwerksausfällen deutlich gesenkt und ein kontinuierlicher Netzbetrieb sichergestellt wird.
  • Herausragende Umweltvorteile: Eine einzelne Anlage, die mit 18 SPV-Modulen ausgestattet ist, erzeugt schätzungsweise 7,671 kWh pro Jahr, was einer Reduzierung der Kohlendioxidemissionen um 4.374 Tonnen entspricht; am Beispiel eines provinzweiten Projekts in Liaoning können die jährlichen Kohlenstoffemissionen um 267,000 Tonnen reduziert werden, was einen bedeutenden Beitrag zum Umweltschutz leistet.
  • Einfache Installation und hohe Anpassungsfähigkeit: Die Nachrüstung kann ohne Stromausfall erfolgen und ist mit bestehenden Stromversorgungssystemen verschiedener Hersteller und Modelle kompatibel. Geeignet für diverse Installationsszenarien, darunter Dachmontage, Fassadenmontage und bodenmontierte Racks, bietet das System hohe Flexibilität bei der Bereitstellung.
  • Starke politische Ausrichtung: Das Modell der Eigenstromerzeugung für den Eigenverbrauch unterliegt keinen Einschränkungen hinsichtlich der Netzanschlussgenehmigung. Es erfüllt die Zielvorgabe des Ministeriums für Industrie und Informationstechnologie von über 30 % PV-Abdeckung für neue Basisstationen, steht im Einklang mit der nationalen Politik für die Entwicklung dezentraler Energien und ermöglicht einen schnellen, großflächigen Ausbau.

IV. Anwendungsszenarien

Das Solar-Overlay-System für Basisstationen eignet sich für verschiedene Szenarien von Kommunikationsbasisstationen, darunter Makro-, Mikro- und 4G/5G-Basisstationen. Seine Vorteile spielt das System insbesondere in abgelegenen Gebieten aus, in denen kein oder nur eine instabile Stromversorgung über das nationale Stromnetz verfügbar ist. Durch ein intelligentes Energieverbrauchsmodell, das Eigenerzeugung und Eigenverbrauch mit lokaler Nutzung kombiniert, reduziert diese Lösung die Abhängigkeit vom Stromnetz und gewährleistet eine stabile und zuverlässige Stromversorgung für Kommunikationsbasisstationen.

V. Klassifizierung spezifischer Lösungen

1. Klassifizierung nach Installationsszenario und Raumnutzung

Dachstapellösung

  • Anwendungsszenarien: Makro-Basisstationen und Aggregationsknoten, die sich auf den Dächern von eigenständigen Technikräumen oder auf Serverracks befinden.
  • Merkmale: Nutzt ungenutzten Raum auf dem vorhandenen Dach des Technikraums zur Installation von PV-Modulen. Dies ist die traditionellste Form der Modulstapelung mit relativ einfacher Konstruktion; die Installationskapazität ist jedoch durch die Dachfläche und die Tragfähigkeit begrenzt.

Turm-/Maststapellösung

  • Anwendungsbereiche: Dicht besiedelte städtische Gebiete, Regionen mit begrenzter Fläche und Außenanlagen ohne separate Technikräume.
  • Merkmale: Photovoltaikmodule werden vertikal oder schräg am Körper von Kommunikationstürmen, Stützpfählen oder ästhetischen Abdeckungen installiert (d. h. „minimalistische Turmstapelung“).
  • Vorteile: Benötigt keine zusätzliche Boden- oder Dachfläche und begegnet damit dem Problem des „Landmangels“ in städtischen Gebieten; die vertikale Installation bietet eine gute Windbeständigkeit und ist weniger anfällig für Staubablagerungen.

Fassaden-/Wandstapellösung

  • Anwendungsbereiche: Vertikale Flächen wie Außenwände von Technikräumen, Mauern um das Gelände und Lärmschutzwände.
  • Merkmale: Nutzt vertikale Gebäudeflächen rund um das Gelände zur Installation von PV-Modulen als zusätzliche Energiequelle.

2. Klassifizierung nach elektrischer Kopplungsmethode

DC-Kopplung / Direkte DC-Stapelung

  • Prinzip: Der vom PV-System erzeugte Gleichstrom (DC) wird über einen DC-Stacking-Controller (DC/DC-Wandler) direkt in den von Kommunikationsgeräten benötigten Standard-Gleichstrom von -48 V umgewandelt und in die Gleichstromschiene des Standorts eingespeist.
  • Merkmale:
  • Höchste Effizienz: Eliminiert Energieverluste aus dem sekundären Wandlungsprozess „DC-AC-DC“.
  • Einfache Implementierung: Die bestehende AC-Stromversorgungsarchitektur muss nicht verändert werden; es wird direkt parallel zum Schaltnetzteilsystem angeschlossen und bietet somit „Plug-and-Play“.
  • Mainstream Choice: Derzeit die gängigste Methode bei der energetischen Nachrüstung von Kommunikationsbasisstationen.

AC-Stapellösung (AC-Kopplung)

  • Funktionsprinzip: Der PV-Strom wird über einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, in die Wechselstromverteilung des Standorts eingespeist und dann über ein Gleichrichtermodul in Gleichstrom umgewandelt, um die Last zu versorgen.
  • Merkmale: Geeignet für große Standorte oder Szenarien, die eine gleichzeitige Stromversorgung von Wechselstromverbrauchern wie Klimaanlagen erfordern; die Effizienz ist jedoch etwas geringer als bei der Gleichstromkopplung, wenn ausschließlich kommunikationsbezogene Verbraucher versorgt werden.

3. Klassifizierung nach Systemfunktion und evolutionären Zielen

Grundlegende PV-Stacking-Lösung

  • Ziel: Reine Stromeinsparung.
  • Komponenten: PV-Module + PV-Stacking-Controller.
  • Funktionsweise: Nutzt PV-Strom, wenn Sonnenlicht vorhanden ist, und schaltet automatisch auf Netzstrom um, wenn dies nicht der Fall ist. Reduziert primär die Stromkosten (Betriebskosten).

PV + Speicher-Kombinationslösung

  • Ziel: Energieeinsparung + verbesserte Notstromversorgung.
  • Komponenten: PV + Lithium-Ionen-Batterie/PV-Stacking-Controller + intelligentes Energiemanagementsystem.
  • Logik: PV-Strom wird vorrangig für die Verbraucher genutzt, überschüssiger Strom wird in Lithiumbatterien gespeichert; bei Netzausfällen wird die Stromversorgung über die Batterien sichergestellt. Dies ermöglicht die Spitzenlastkappung und Lasttalfüllung (Laden außerhalb der Spitzenzeiten mit kostengünstigem Netzstrom oder PV-Strom und Entladen während der Spitzenzeiten) und verlängert die Notstromversorgung.

PV-Speicher-Diesel/PV-Speicher-Netz-integrierte Lösung (Hybrid-integrierte Lösung)

  • Zielsetzung: Maximale Nachhaltigkeit und hohe Zuverlässigkeit (Wird häufig in Gebieten mit Stromknappheit oder an 5G-Standorten mit hohem Energieverbrauch eingesetzt).
  • Komponenten: PV + Energiespeicher + Intelligentes Leitsystem (kann eine Schnittstelle für einen Dieselgenerator beinhalten).
  • Logik: Das Energiemanagementsystem steuert intelligent vier Energiequellen: Photovoltaik, Speicher, Netzstrom (öffentlicher Strom) und Diesel (Generator).