Kann eine 48-V-Lithium-Ionen-Batterie in Telekommunikationssystemen verwendet werden?

Warum Telekommunikationssysteme auf die 48-V-Lithium-Ionen-Batterietechnologie umsteigen

Zunehmende Verbreitung von 48-V-Lithium-Ionen-Batterien in modernen Telekommunikationsnetzen

Weltweit wechseln Telekommunikationsunternehmen von älteren Batterietechnologien zu 48V-Lithium-Ionen-Systemen, um den steigenden Energieanforderungen von 5G-Netzen und Edge-Computing gerecht zu werden. Die neuen Batterien reduzieren Energieverluste um etwa 30 bis 40 Prozent im Vergleich zu den alten 12V- oder 24V-Konfigurationen. Zudem entsprechen sie genau den DC48V-Richtlinien der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) für verschiedene Netzwerkkomponenten. Laut einer aktuellen Branchenanalyse aus dem Jahr 2024 setzen mittlerweile fast drei Viertel (rund 72 %) aller neuen Telekominstallationen auf Lithium-Ionen-Batterien statt auf Blei-Säure-Batterien. Der Grund: Sie sind besser skalierbar und funktionieren effizient in Kombination mit Solar-Diesel-Hybrid-Stromversorgungslösungen, die für viele Betreiber zunehmend attraktiv sind.

Steigende Nachfrage nach effizienten Energiespeichersystemen (ESS) in der Telekommunikationsinfrastruktur

Telekommunikationsstandorte benötigen heute zuverlässige Energiespeicherlösungen, die Systeme am Laufen halten und gleichzeitig kosteneffizient sind. Die 48-V-Lithium-Ionen-Batterie zeichnet sich im Vergleich zu herkömmlichen Blei-Säure-Modellen aus, indem sie etwa zwei- bis dreimal so viel Energie in nahezu dem gleichen Raum unterbringt. Das bedeutet, dass diese Batterien insgesamt etwa 60 % weniger Platz einnehmen, was sie ideal für beengte Verhältnisse in städtischen Gebieten macht, wo kleine Zellen überall eingesetzt werden. Blickt man auf die Zahlen, wird der Markt für diese 48-V-Telekommunikationsbatterien laut Daten von Market.US aus dem vergangenen Jahr bis 2032 voraussichtlich mehr als 340 Milliarden Dollar erreichen. Ein wesentlicher Grund für dieses Wachstum? Lithium funktioniert einfach besser in Backup-Stromsituationen mit einer beeindruckenden Rundreise-Wirkungsgradrate von 95 %.

Bedarf an zuverlässiger Notstromversorgung treibt den Wechsel von veralteten Systemen

Blei-Säure-Batterien, einst die Grundlage der Telekommunikationsstromversorgung, stoßen zunehmend an ihre Grenzen, darunter häufige Wartung und schlechte Leistung bei extremen Temperaturen (-20 °C bis 60 °C). Zu den wichtigsten Nachteilen, die deren schrittweisen Auslauf beschleunigen, zählen:

• 48 % kürzere Lebensdauer : 2–4 Jahre gegenüber 8–10 Jahren bei Lithium-Ionen
• dreifach höhere Austauschkosten über ein Jahrzehnt (Ponemon Institute 2023)
• Tiefentladung (DoD) auf 80 % begrenzt, im Vergleich zu 90–95 % bei Lithium

Da Netzwerkausfälle im Jahr 2023 durchschnittlich 740.000 USD pro Vorfall kosten, setzen Betreiber verstärkt auf zuverlässige, lithiumbasierte Systeme. Dieser Übergang unterstützt die ITU-T L.1200-Normen für die Resilienz der Stromversorgung in der nächsten Generation der Telekommunikation.

Technische Kompatibilität: Integration einer 48-V-Lithium-Ionen-Batterie in Telekommunikations-Stromversorgungssysteme

Spannungsstandards und Kompatibilität der 48-V-Lithium-Ionen-Batterie mit Telekommunikationsgeräten

Die meisten modernen Telekommunikationssysteme laufen werksseitig mit 48-V-Gleichstrom, was sehr gut mit 48-V-Lithium-Ionen-Batterien funktioniert. Laut einer Branchenstudie des vergangenen Jahres benötigen etwa 92 Prozent der Mobilfunkmasten keine Spannungsumwandlung beim Wechsel zur Lithium-Ionen-Technologie. Das bedeutet, dass sie alle Verluste vermeiden, die bei herkömmlichen Blei-Säure-Batterien auftreten. Die direkte Verbindung dieser Systeme hält die Spannung innerhalb von etwa ±2 % stabil, was entscheidend ist, um sicherzustellen, dass Netzwerkgeräte ordnungsgemäß laufen und unerwartete Ausfälle vermieden werden.

Nahtlose Integration durch geeignete Spannungsregelung und Systemdesign

Eine erfolgreiche Integration erfordert intelligente Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler (DC/DC) und modulare Sammelschienen-Designs, die Spitzenlasten von bis zu 150 A bewältigen können. Zu den bewährten Verfahren gehören:

• Temperaturgekompensierte Ladung zur Vermeidung von Unterspannung bzw. Überspannung
• Mehrstufige Strombegrenzung zum Überspannungsschutz
• CAN-Bus-Kommunikation für die Echtzeitüberwachung

Diese Maßnahmen gewährleisten Übergangszeiten von weniger als 50 ms bei Stromausfällen und erfüllen die ETSI EN 300 132-3-Normen für die Stromversorgungskontinuität in der Telekommunikation.

Erfüllung der Anforderungen an die Notstromversorgung in der Telekommunikation mit Lithium-Ionen-Technologie

48-V-Lithium-Ionen-Batterien erreichen eine Rundtriebs-Effizienz von 95 % und übertrumpfen damit deutlich VRLA-Alternativen mit 80 %. Bei gleicher Kapazität verlängert sich dadurch die Backup-Dauer um 40 %. Ihre flache Entladekurve hält die Ausgangsspannung bis zu einer Entladetiefe von 90 % innerhalb von 48 V±1 % konstant, im Gegensatz zu Blei-Säure-Batterien, die bereits bei 50 % DoD einen Spannungsabfall von 15 % aufweisen.

Rolle des Batteriemanagementsystems (BMS) bei der Sicherstellung von Sicherheit und Leistung

Fortgeschrittene BMS-Technologie ist entscheidend für Sicherheit und Langlebigkeit und verhindert thermisches Durchgehen durch:

• Zellgenaue Spannungsabgleichung mit einer Genauigkeit von ±20 mV
• Temperatursensoren, die alle 5 °C über den Batteriemodulen platziert sind
• Prädiktive Algorithmen, die 89 % aller möglichen Störungen mehr als 48 Stunden im Voraus erkennen

Branchenforschung zeigt, dass Lithium-Systeme mit BMS in Telekommunikationsanwendungen eine Verfügbarkeit von 99,995 % erreichen – 35 % höher als bei herkömmlichen Lösungen.

Vorteile der 48V-Lithium-Ionen-Batterie in Telekommunikationsanwendungen

Höhere Energiedichte, Effizienz und längere Lebensdauer im Vergleich zu herkömmlichen Batterien

48V-Lithium-Ionen-Batterien bieten eine um 40–60 % höhere Energiedichte als bleibasierte Varianten, wodurch mehr Leistung in beengten Räumen gespeichert werden kann. Die LiFePO4-Chemie ermöglicht eine Nutzungsdauer von 8–10+ Jahren und behält nach über 5.000 Ladezyklen noch 80 % ihrer Kapazität. Diese Langlebigkeit reduziert die Austauschhäufigkeit und gewährleistet eine konstante Spannungsversorgung für kritische Telekommunikationsgeräte.

Wesentliche Vorteile von 48V-Lithium gegenüber Blei-Säure-Batterien in der Telekommunikation

Die Lithium-Ionen-Technologie behebt wesentliche Nachteile von Blei-Säure-Systemen:

• Temperaturbeständigkeit : Funktioniert zuverlässig von -20 °C bis 60 °C, im Vergleich zum engeren Bereich von -15 °C bis 45 °C bei Blei-Säure-Batterien
• Null Wartung : Keine Wassernachfüllung oder Ausgleichsladungen erforderlich
• Gewichtsreduktion : Bis zu 70 % leichter pro kWh, wodurch die Kosten für strukturelle Halterungen gesenkt werden

Diese Vorteile erhöhen die Flexibilität bei der Bereitstellung und verringern die Risiken über den Lebenszyklus.

Gesamtbetriebskosten: Geringere Wartungskosten und langfristige Einsparungen mit Lithium-Ionen

Trotz 1,5- bis 2-mal höherer Anschaffungskosten ergeben sich über 10 Jahre gesehen 30–50 % niedrigere Gesamtbetriebskosten. Die Einsparungen resultieren aus geringerem Wartungsaufwand, weniger Austauschvorgängen (2–3 Zyklen gegenüber 4–5 bei Blei-Säure) und einer besseren Energieeffizienz (95 % gegenüber 80–85 %). Betreiber berichten von bis zu 40 % weniger Batteriewechseln innerhalb der ersten acht Jahre nach Inbetriebnahme.

Kompaktes Design und Skalierbarkeit für vielfältige Telekommunikationsumgebungen

Modulare 48-V-Lithium-Blöcke (100 Ah–300 Ah) vereinfachen die Installation in platzbeschränkten Umgebungen wie städtischen Mikrozellen oder abgelegenen Sendemasten. Stapelbare Konfigurationen ermöglichen eine schrittweise Kapazitätserweiterung, ohne dass eine grundlegende Infrastrukturumstellung erforderlich ist – im Gegensatz zu starren Blei-Säure-Batteriebänken eine beispiellose Skalierbarkeit.

Praxisnahe Einsatz von 48V Lithium-Ionen-Batterien in Telekommunikationsnetzen

Verwendung von 48V 100Ah Lithium-Ionen-Batterien in Telekommunikations-Basisstationen

Telekommunikations-Basisstationen im ganzen Land setzen zunehmend auf die 48V 100Ah Lithium-Ionen-Anordnung. Diese Batterien halten typischerweise zwischen 8 und möglicherweise 12 Stunden als Notstromversorgung und benötigen dabei etwa 40 Prozent weniger Platz im Vergleich zu den alten Blei-Säure-Modellen, wie aus der Ponemon-Studie aus dem Jahr 2023 hervorgeht. Durch das modulare Design ist der Austausch der Batterien außerdem äußerst schnell möglich, wodurch Ausfallzeiten aufgrund von Stromausfällen um rund 70 % reduziert werden. Besonders interessant ist jedoch ihre gute Kompatibilität mit erneuerbaren Energiequellen. Viele Betreiber kombinieren sie mittlerweile mit Solaranlagen an ihren Standorten, unabhängig davon, ob diese an das öffentliche Stromnetz angeschlossen sind oder vollständig autark in abgelegenen Gebieten liegen, in denen herkömmliche Stromversorgung nicht verfügbar ist.

Überlegungen zum Einsatz in Innenräumen vs. im Freien für 48V Lithium-Batterien

Umweltbedingungen bestimmen die optimale Platzierungsstrategie:

Außengeräte müssen Staub, Feuchtigkeit und extremen Temperaturen standhalten, während innen installierte Systeme auf Kompaktheit und effektives Wärmemanagement ausgelegt sind.

Stromversorgungslösungen für entfernte und netzferne Telekommunikationsstandorte mit 48V-Lithium-Ionen-Systemen

Ferntelekommunikationsstandorte werden zunehmend mit hybriden 48-V-Lithium-Ionen-Batteriesystemen betrieben, die mit Solarmodulen kombiniert sind, wodurch sie bei Netzausfall etwa 72 oder mehr Stunden lang über Notstrom verfügen. Laut Feldforschungen mehrerer Betreiber reduziert diese Kombination den Kraftstoffverbrauch von Dieselgeneratoren in Hochlagen ungefähr um die Hälfte, während gleichzeitig die Netzverfügbarkeit über 99,8 % gehalten wird. Besonders an diesen Systemen ist ihr modulares Design. Technikteams können nach Bedarf einfach weitere Module hinzufügen, ohne alles auseinandernehmen zu müssen. Diese Flexibilität ist besonders wichtig in Regionen, in denen der Internetzugang noch im Aufbau begriffen ist, insbesondere in ländlichen Gebieten von Entwicklungsländern, wo die Infrastruktur schrittweise und nicht auf einmal ausgebaut wird.

Zukunftstrends und strategische Auswahl von 48-V-Lithium-Ionen-Batterien für die Telekommunikation

Integration mit erneuerbaren Energien und hybriden Stromsystemen für nachhaltige Betriebsabläufe

Viele Telekommunikationsunternehmen setzen heute auf hybride Stromversorgungssysteme, die 48-Volt-Lithium-Ionen-Batterien mit Solarmodulen zur Energieerzeugung kombinieren. Laut einer Studie von Ponemon aus dem Jahr 2023 können solche Systeme im Vergleich zu herkömmlichen Dieselgeneratoren den CO₂-Fußabdruck um etwa 35 Prozent reduzieren. Moderne Lithium-Batterien weisen zudem beeindruckende Spezifikationen auf und halten häufig über 4.000 Ladezyklen durch, selbst bei einer Entladetiefe von 80 Prozent. Diese Langlebigkeit macht sie ideal für entfernte Mobilfunkmasten, wo weltweit eine Integration von Solaranlagen stattfindet. Dies trägt nicht nur zur Erreichung ökologischer Ziele bei, sondern schafft auch dringend benötigte Notstromlösungen in Gebieten ohne zuverlässige Netzanschlüsse.

Innovationen bei Formfaktor und Skalierbarkeit für Telekommunikationsnetze der nächsten Generation

Aktuelle Entwicklungen konzentrieren sich auf kompakte, modulare 48-V-Lithium-Designs mit einer um 25 % geringeren Stellfläche im Vergleich zu Blei-Säure-Systemen. Skalierbare, stapelbare Einheiten ermöglichen eine Erhöhung der Speicherkapazität um bis zu 300 %, ohne dass Infrastrukturänderungen erforderlich sind. Neuere Modelle verfügen über ein verbessertes thermisches Management, das den Betrieb in extremen Klimabedingungen bis hinunter zu -40 °C ermöglicht.

Wichtige Auswahlkriterien: Kapazität, BMS, Sicherheitsfunktionen und Herstellerverlässlichkeit

Um eine langfristige Leistung sicherzustellen, sollten Betreiber Folgendes bewerten:

• Lebensdauer (>3.000 Zyklen bei 80 % DoD) und energiedichte (>140 Wh/kg)
• BMS-Funktionen wie Zellenausgleich, Temperaturüberwachung und Überspannungsschutz
• Einhaltung von Sicherheitsstandards wie UL 1973 und IEC 62619
• Hersteller mit nachgewiesenen mehr als 8 Jahren Felderfahrung in Telekommunikationsumgebungen

Abwägung zwischen Anschaffungskosten und langfristigen betrieblichen Vorteilen

Obwohl 48-V-Lithium-Batterien 30–50 % höhere Anschaffungskosten verursachen, bieten sie dafür 55 % geringere Gesamtbetriebskosten (TCO) über fünf Jahre aufgrund:

• 80 % reduzierte Wartung
• 70 % längere Nutzungsdauer
• Keine Degradation durch Teilaufladung

Betreiber, die strategisch in Lithium-Technologie investieren, zukunftssichern ihre Netzwerke gegenüber sich wandelnden Leistungsanforderungen und gewährleisten gleichzeitig eine kontinuierliche Verfügbarkeit des Services.

FAQ-Bereich

Warum wechseln Telekommunikationsunternehmen zu 48-V-Lithium-Ionen-Batterien?

Telekommunikationsunternehmen wechseln zu 48-V-Lithium-Ionen-Batterien, da diese eine höhere Effizienz, bessere Skalierbarkeit, geringeren Energieverlust und die Einhaltung der Richtlinien der Internationalen Fernmeldeunion bieten. Sie funktionieren gut mit hybriden Solar-Diesel-Systemen und senken so die Betriebskosten.

Welche Vorteile bieten 48-V-Lithium-Ionen-Batterien gegenüber Blei-Säure-Batterien?

48-V-Lithium-Ionen-Batterien bieten eine höhere Energiedichte, eine längere Lebensdauer und größere Effizienz. Sie erfordern weniger Wartung, sind widerstandsfähiger gegenüber Temperaturschwankungen und bieten im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien erhebliche Gewichts- und Platzersparnis.

Wie verbessert das Batteriemanagementsystem (BMS) die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien?

Das BMS gewährleistet Sicherheit und Leistung der Batterie, indem es die Zellspannung ausbalanciert, Temperaturen überwacht und prädiktive Algorithmen zur Erkennung möglicher Ausfälle verwendet. Diese Technologie trägt zu einer höheren Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit in Telekommunikationsanwendungen bei.

Können 48-V-Lithium-Ionen-Batterien sowohl in Innen- als auch in Außeneinsatzstellen der Telekommunikation verwendet werden?

Ja, 48-V-Lithium-Ionen-Batterien eignen sich sowohl für den Einsatz im Innen- als auch im Außenbereich. Innensysteme legen Wert auf Kompaktheit und thermisches Management, während Außenaggregate dafür ausgelegt sind, Umwelteinflüssen wie Staub, Feuchtigkeit und extremen Temperaturen standzuhalten.

Sind 48-V-Lithium-Ionen-Batterien trotz ihrer höheren Anschaffungskosten kosteneffizient?

Trotz der höheren Anfangskosten senken 48-V-Lithium-Ionen-Batterien die Gesamtbetriebskosten, da sie geringere Wartungskosten, eine längere Nutzungsdauer und eine bessere Energieeffizienz bieten, was letztendlich zu erheblichen Einsparungen auf lange Sicht führt.

Wie werden 48-V-Lithium-Ionen-Batterien in erneuerbare Energiequellen integriert?

Diese Batterien können mit Solarpanelen und anderen Eingängen aus erneuerbaren Energien kombiniert werden, um nachhaltige Stromversorgungslösungen zu schaffen. Dies trägt zur Verringerung des CO2-Fußabdrucks bei und gewährleistet eine zuverlässige Stromversorgung an netzfernen oder abgelegenen Telekommunikationsstandorten.