Lze 48V lithiové baterie použít v telekomunikačních systémech?

Proč telekomunikační systémy přecházejí na technologii 48V lithiových baterií

Rostoucí přijetí 48V lithiových baterií v moderních telekomunikačních sítích

Po celém světě se telekomunikační společnosti vzdalují starším bateriovým technologiím a přecházejí k systémům lithiových iontových baterií 48 V, protože se snaží splnit požadavky na energii vyplývající z 5G sítí a edge computingu. Novější baterie snižují ztráty energie přibližně o 30 až 40 procent ve srovnání se staršími konfiguracemi 12 V nebo 24 V. Zároveň přesně odpovídají směrnicím Mezinárodního telekomunikačního svazu (ITU) DC48V pro různá síťová zařízení. Podle údajů z nedávné průmyslové analýzy z roku 2024 se ukazuje, že téměř tři čtvrtiny (přibližně 72 %) nových telekomunikačních instalací dnes rozhodují ve prospěch lithiových iontových baterií namísto olověných akumulátorů. Proč? Protože lépe škáluje a dobře funguje v kombinaci s hybridními solárně-dieselovými energetickými řešeními, která mnozí provozovatelé považují za stále atraktivnější.

Rostoucí poptávka po efektivních systémech skladování energie (ESS) v telekomunikační infrastruktuře

Dnešní telekomunikační stanice potřebují spolehlivé možnosti skladování energie, které udrží systémy v provozu a zároveň jsou ekonomicky výhodné. Baterie 48V s lithiovou technologií se oproti tradičním olověným modelům výrazně odlišují tím, že do přibližně stejného prostoru umístí až dva až třikrát více energie. To znamená, že tyto baterie celkově zabírají přibližně o 60 % méně místa, což je činí ideálními pro těsné prostory ve městských oblastech, kde se malé buňky nasazují všude. Pokud se podíváme na čísla, trh těchto 48V telekomunikačních baterií by podle údajů Market.US z minulého roku měl do roku 2032 dosáhnout více než 340 miliard dolarů. Jedním z hlavních důvodů tohoto růstu je skutečnost, že lithium jednoduše lépe funguje v situacích záložního napájení díky působivé účinnosti nabíjení a vybíjení kolem 95 %.

Potřeba spolehlivého záložního napájení podporuje přechod od zastaralých systémů

Olověné baterie, které byly dříve základem napájení telekomunikačních sítí, čelí stále větším omezením, jako je častá údržba a špatný výkon v extrémních teplotách (-20°C až 60°C). Mezi klíčové nevýhody, které urychlují jejich vyřazování, patří:

• 48 % kratší životnost : 2–4 roky oproti 8–10 letům u lithiových baterií
• 3násobně vyšší náklady na výměnu během deseti let (Ponemon Institute 2023)
• Hloubka vybíjení (DoD) omezena na 80 %, oproti 90–95 % u lithiových baterií

S tím, že prostoj sítě stál v roce 2023 průměrně 740 tisíc USD na incident, operátoři upřednostňují spolehlivé systémy založené na lithiu. Tento přechod podporuje standardy ITU-T L.1200 pro odolnost napájení telekomunikačních sítí nové generace.

Technická kompatibilita: Integrace 48V Lithium Ion Battery do telekomunikačních napájecích systémů

Normy napětí a kompatibilita 48V lithiové baterie s telekomunikačním zařízením

Většina moderních telekomunikačních systémů běží standardně na stejnosměrném napětí 48 V, což velmi dobře funguje s lithiovými bateriemi 48 V. Podle některých průmyslových výzkumů z minulého roku asi 92 procent mobilních vysílačů nepotřebuje při přechodu na lithiovou technologii žádnou konverzi napětí. To znamená, že eliminují veškeré ztráty vznikající při použití starších olověných akumulátorů. Přímé propojení těchto systémů udržuje napětí poměrně stabilní v rozmezí přibližně plus nebo mínus 2 %, což je velmi důležité pro spolehlivý provoz síťového zařízení bez neočekávaných výpadků.

Bezproblémová integrace prostřednictvím správné regulace napětí a návrhu systému

Úspěšná integrace vyžaduje inteligentní DC/DC měniče a modulární návrhy sběrnic schopné zvládnout špičkové zatížení až do 150 A. Mezi osvědčené postupy patří:

• Nabíjení kompenzované teplotou za účelem prevence podnapětí/přepětí
• Vícestupňové omezení proudu pro ochranu proti přepětí
• Komunikace přes CAN sběrnici pro sledování v reálném čase

Tato opatření zajišťují přechodové doby kratší než 50 ms během výpadků sítě, čímž splňují normy ETSI EN 300 132-3 pro nepřetržité napájení telekomunikačních zařízení.

Splnění požadavků na záložní napájení v telekomunikacích s lithiovými iontovými bateriemi

48V lithiové iontové baterie dosahují účinnosti nabíjení a vybíjení 95 %, což výrazně překonává alternativy VRLA s účinností 80 %. Při stejné kapacitě tím prodlužují dobu záložního provozu o 40 %. Díky plochému vybíjecímu profilu udržují výstupní napětí v rozmezí 48 V ± 1 % až do hloubky vybití 90 %, na rozdíl od olověných akumulátorů, které vykazují pokles napětí o 15 % již při 50 % DoD.

Role systému řízení baterií (BMS) při zajištění bezpečnosti a výkonu

Pokročilá technologie BMS je klíčová pro bezpečnost a dlouhou životnost, protože zabraňuje tepelnému řetězovému efektu následujícími způsoby:

• Vyvažování napětí na úrovni jednotlivých článků s přesností ±20 mV
• Teplotní senzory umístěné každých 5 °C napříč bateriovými bloky
• Prediktivní algoritmy, které detekují 89 % potenciálních poruch více než 48 hodin předem

Průmyslový výzkum ukazuje, že lithiové systémy vybavené BMS dosahují dostupnosti 99,995 % v telekomunikačních aplikacích – o 35 % více než tradiční řešení.

Výhody 48V lithium-iontových baterií v telekomunikačních aplikacích

Vyšší hustota energie, účinnost a delší životnost ve srovnání s tradičními bateriemi

48V lithium-iontové baterie nabízejí o 40–60 % vyšší hustotu energie ve srovnání s olověnými ekvivalenty, což umožňuje ukládání většího množství energie v omezeném prostoru. Chemie LiFePO4 umožňuje provozní životnost 8–10+ let a zachování 80 % kapacity po 5 000+ cyklech nabíjení. Tato odolnost snižuje frekvenci výměn a zajišťuje stálé napětí pro kritická telekomunikační zařízení.

Klíčové výhody 48V lithium-iontových baterií oproti olověným bateriím v telekomunikacích

Lithium-iontová technologie řeší hlavní nevýhody olověných systémů:

• Odolnost proti teplotě : Spolehlivě funguje v rozsahu od -20 °C do 60 °C, oproti užším -15 °C až 45 °C u olověných baterií
• Nulová údržba : Nevyžaduje doplňování vody ani vyrovnávací nabíjení
• Úbytku váhy : Až o 70 % nižší hmotnost na kWh, což snižuje náklady na konstrukční podpory

Tyto výhody zvyšují flexibilitu nasazení a snižují rizika během životního cyklu.

Celkové náklady vlastnictví: Nižší náklady na údržbu a dlouhodobé úspory s lithiově-iontovými akumulátory

Přestože počáteční náklady jsou o 1,5–2x vyšší, lithiově-iontové akumulátory dosahují během 10 let o 30–50 % nižších celkových nákladů vlastnictví. Úspory pocházejí z nižší údržby, menšího počtu výměn (2–3 cykly oproti 4–5 u olověných akumulátorů) a lepší energetické účinnosti (95 % oproti 80–85 %). Uživatelé hlásí až o 40 % méně výměn baterií během prvních osmi let provozu.

Kompaktní design a škálovatelnost pro různorodá telekomunikační prostředí

Modulární 48V lithiové bloky (100Ah–300Ah) usnadňují instalaci v prostředích s omezeným prostorem, jako jsou městské mikrobunky nebo vzdálené věže. Zásobníkové konfigurace umožňují postupné rozšiřování kapacity bez nutnosti přestavby infrastruktury – nabízejí tak neporovnatelnou škálovatelnost ve srovnání s tuhými bankami olověných akumulátorů.

Reálné nasazení baterie 48V Lithium Ion v telekomunikačních sítích

Použití lithiové baterie 48V 100Ah v telekomunikačních základnových stanicích

Telekomunikační základnové stanice po celé zemi dnes čím dál častěji přecházejí na systém lithiových baterií 48V 100Ah. Tyto baterie obvykle poskytují záložní napájení po dobu 8 až 12 hodin a zároveň zabírají přibližně o 40 procent méně místa ve srovnání se staršími olověnými modely, jak uvádí výzkum Ponemon z roku 2023. Modulární konstrukce umožňuje velmi rychlou výměnu baterií, čímž se snižuje výpadek provozu způsobený výpadky proudu přibližně o 70 %. Zajímavé je také jejich vynikající spolupráce s obnovitelnými zdroji energie. Mnoho provozovatelů je již začíná kombinovat se solárními panely na svých lokalitách, ať už se jedná o místa připojená k hlavní síti, nebo zcela samostatné lokality v oblastech bez přístupu k tradičnímu napájení.

Rozdíly mezi vnitřním a venkovním nasazením lithiových baterií 48V

Klimatické podmínky určují optimální strategie umístění:

Venkovní jednotky musí odolávat prachu, vlhkosti a extrémním teplotám, zatímco vnitřní systémy klade důraz na kompaktnost a tepelné řízení.

Řešení napájení pro vzdálené a mimo síťové telekomunikační stanice s využitím 48V lithiových iontových systémů

Vzdálené telekomunikační stanice čím dál častěji běží na hybridních systémech 48V lithium-iontových baterií ve spojení se solárními panely, což jim poskytuje přibližně 72+ hodin záložního napájení v případě výpadku sítě. Podle terénních výzkumů několika provozovatelů tato kombinace snižuje spotřebu paliva dieselových generátorů zhruba na polovinu ve vysokohorských lokalitách, a to při zachování dostupnosti sítě nad 99,8 %. Tím, co tyto systémy odlišuje, je jejich modulární konstrukce. Technické týmy mohou podle potřeby jednoduše přidávat další moduly, aniž by musely celý systém rozebírat. Tato flexibilita je velmi důležitá v oblastech, kde se přístup k internetu stále rozvíjí, zejména na venkovských územích rozvojových zemí, kde infrastruktura roste postupně, nikoli najednou.

Budoucí trendy a strategický výběr 48V lithium-iontových baterií pro telekomunikace

Integrace s obnovitelnými zdroji energie a hybridními energetickými systémy pro udržitelný provoz

Mnoho telekomunikačních společností se nyní obrací k hybridním napájecím systémům, které kombinují 48voltové lithiové baterie s fotovoltaickými panely pro dodávku energie. Podle výzkumu společnosti Ponemon z roku 2023 tyto systémy mohou snížit uhlíkovou stopu přibližně o 35 procent ve srovnání s tradičními dieselovými generátory. Moderní lithiové baterie také disponují působivými technickými parametry a často vydrží více než 4 000 nabíjecích cyklů, i když jsou vybíjeny do hloubky 80 procent. Tato odolnost je činí ideálními pro vzdálené vysílače, kde je po celém světě prováděna integrace solární energie. Tím nejen pomáhají splňovat environmentální cíle, ale také poskytují potřebná řešení záložního napájení v oblastech bez spolehlivého připojení do elektrické sítě.

Inovace ve tvaru a škálovatelnosti pro telekomunikační sítě nové generace

Nejnovější pokroky se zaměřují na kompaktní, modulární 48V lithiové konstrukce s o 25 % menšími rozměry ve srovnání s olověnými ekvivalenty. Škálovatelné stohovatelné jednotky umožňují zvýšit kapacitu úložiště až o 300 % bez nutnosti změn infrastruktury. Nové modely jsou vybaveny vylepšeným tepelným managementem, který umožňuje provoz v extrémních klimatických podmínkách až do -40 °C.

Klíčová kritéria výběru: Kapacita, BMS, bezpečnostní funkce a spolehlivost výrobce

Pro zajištění dlouhodobého výkonu by měli provozovatelé vyhodnotit:

• Život cyklu (>3 000 cyklů při 80% DoD) a energetická hustota (>140 Wh/kg)
• Možnosti BMS včetně vyrovnávání článků, monitorování teploty a ochrany proti přepětí
• Shodu s bezpečnostními normami, jako jsou UL 1973 a IEC 62619
• Výrobce s ověřenými více než 8 letými provozními daty v telekomunikačním prostředí

Vyvážení počáteční ceny a dlouhodobých provozních výhod

Ačkoli mají 48V lithiové baterie o 30–50 % vyšší počáteční náklady, poskytují o 55 % nižší celkové náklady vlastnictví (TCO) po dobu pěti let díky:

• 80% snížené náklady na údržbu
• 70% delší životnost
• Žádná degradace při částečném nabíjení

Provozovatelé, kteří strategicky investují do lithiové technologie, budoucími požadavky na energii zabezpečují své sítě a zajišťují nepřetržitou dostupnost služeb.

Sekce Často kladené otázky

Proč přecházejí telekomunikační společnosti na 48V lithium-iontové baterie?

Telekomunikační společnosti přecházejí na 48V lithium-iontové baterie, protože nabízejí vyšší účinnost, lepší škálovatelnost, menší ztráty energie a soulad s pokyny Mezinárodní telekomunikační unie. Dobře fungují s hybridními solárně-dieselovými systémy, čímž snižují provozní náklady.

Jaké jsou výhody 48V lithium-iontových baterií oproti olověným bateriím?

48V lithium-iontové baterie poskytují vyšší hustotu energie, delší životnost a větší účinnost. Vyžadují méně údržby, jsou odolnější vůči teplotním změnám a ve srovnání s olověnými bateriemi přinášejí výrazné úspory hmotnosti a prostoru.

Jak systém řízení baterie (BMS) zlepšuje výkon lithiových-iontových baterií?

BMS zajišťuje bezpečnost a výkon baterie vyrovnáváním napětí článků, sledováním teploty a využitím prediktivních algoritmů k detekci potenciálních poruch. Tato technologie přispívá ke vyšší dostupnosti a spolehlivosti v telekomunikačních aplikacích.

Lze 48V lithiové-iontové baterie použít jak uvnitř, tak venku v telekomunikačních zařízeních?

Ano, 48V lithiové-iontové baterie jsou vhodné pro nasazení jak uvnitř, tak venku. Vnitřní systémy se zaměřují na kompaktnost a tepelné řízení, zatímco venkovní jednotky jsou navrženy tak, aby odolaly environmentálním výzvám, jako je prach, vlhkost a extrémní teploty.

Jsou 48V lithiové-iontové baterie nákladově efektivní i přes jejich vyšší počáteční cenu?

I přes vyšší počáteční náklady snižují 48V lithiové-iontové baterie celkové provozní náklady díky nižším nákladům na údržbu, delší životnosti a lepší energetické účinnosti, což nakonec vede k významným dlouhodobým úsporám.

Jak se 48V lithium-iontové baterie integrují se zdroji obnovitelné energie?

Tyto baterie lze kombinovat s fotovoltaickými panely a dalšími zdroji obnovitelné energie za účelem vytvoření udržitelných energetických řešení. To pomáhá snižovat uhlíkovou stopu a zajišťuje spolehlivý přívod energie na dalekohlasných nebo vzdálených telekomunikačních lokalitách mimo síť.