48 В литий-иондық аккумуляторлар байланыс жүйелерінде пайдаланыла алады ма?

Неліктен байланыс жүйелері 48 В литий-иондық аккумулятор технологиясына көшу үстінде

Қазіргі заманғы байланыс желілерінде 48 В литий-иондық аккумулятордың қолданылуының өсуі

Дүниежүзінде байланыс компаниялары 5G желілері мен шекаралық есептеулердің қуат қажеттіліктеріне сәйкес келе алу үшін ескі аккумуляторлық технологиядан 48 В литий-ионды жүйелерге өтуде. Жаңа аккумуляторлар ескі 12 В немесе 24 В конфигурацияларымен салыстырғанда шамамен 30-40 пайызға дейін энергияның шығындалуын азайтады. Сонымен қатар, олар халықаралық байланыс ұйымының түрлі желілік жабдықтар үшін белгілеген DC48V нұсқаулықтарына сәйкес келеді. 2024 жылғы соңғы салалық талдау мәліметтеріне сүйенсек, қазіргі заманғы жаңа байланыс орнатуларының жуық үштен екі бөлігі (72%) қорғасын-қышқыл аккумуляторлардың орнына литий-ионды аккумуляторларды таңдайды. Неге? Себебі олар масштабтауға жақсы беріледі және көптеген операторлар үшін барған сайын тартымды болып отырған күн-дизель гибридті қуат көздерімен жақсы жұмыс істейді.

Байланыс инфрақұрылымында тиімді энергошақылау жүйелеріне (ESS) деген сұраныстың өсуі

Бүгінгі телекоммуникациялық объектілер жүйелерді жұмыс істеу қабілетін сақтап, әрі қонышты болатын сенімді энергия сақтау құралдарын қажет етеді. 48 В литий-иондық аккумуляторлар дәстүрлі қорғасын қышқылды модельдермен салыстырғанда екіден үш есе көбірек энергияны шамамен бірдей кеңістікке орналастыруы мүмкін. Бұл батареялардың жалпы алғанда шамамен 60% аз орын алатынын білдіреді, бұл қалалық орталардағы тығыз кеңістіктерге әр жерде орнатылып жатқан кішігірім ұяшықтар үшін идеалды нұсқа болып табылады. Сандық көрсеткіштерге назар аударсақ, өткен жылғы Market.US деректеріне сәйкес, 2032 жылға дейін осындай 48 В телекоммуникациялық батареялар нарығы 340 миллиард доллардан астам көлемге жетеді деп күтілуде. Осы өсудің негізгі себебі неде? Литий резервтік қуат қажеттіліктері үшін 95% дейінгі әсерлілік коэффициентіне ие болғандықтан, ол әлдеқайда жақсы жұмыс істейді.

Сенімді резервтік қуат қажеттілігі кезіндегі көне жүйелерден ауысуға ықпал етуде

Телекоммуникациялық электрмен жабдықтудың негізі болып табылатын қышқылды-қорғасынды аккумуляторлар -20°C пен 60°C арасындағы температурада жиі техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді және нашар жұмыс істейді. Олардың пайдаланудан шығарылуына ықпал ететін негізгі кемшіліктері:

• 48% қысқа қызмет ету мерзімі : литий-иондықтан 2–4 жыл против 8–10 жыл
• алпыс есе жоғары ауыстыру құны он жыл ішінде (Ponemon Institute 2023)
• Литий-иондықтар үшін 90–95% құрайтын салмақтың тереңдігіне (DoD) қарсы 80%-ға дейін шектеледі

Желідегі үзілістердің 2023 жылы орташа алғанда әрбір оқиға үшін $740 мыңға тиесілі болуы, операторларды сенімді литий негізіндегі жүйелерге басымдық беруге итермелейді. Бұл өтпелі кезең хабарласу желілерінің келесі ұрпағының энергетикалық тұрақтылығы үшін ITU-T L.1200 стандарттарын қолдайды.

Техникалық үйлесімділік: Телекоммуникациялық электрмен жабдықтау жүйелерімен 48 В Литий-иондық Аккумуляторды интеграциялау

48 В Литий-иондық Аккумулятор мен телекоммуникациялық жабдықтардың кернеу стандарттары мен үйлесімділігі

Қазіргі заманның көпшілік байланыс жүйелері дереу 48 В тұрақты токпен жұмыс істейді, бұл 48 В литий-ионды аккумуляторлармен өте жақсы жұмыс істейді. Өткен жылы жасалған кейбір салалық зерттеулерге сәйкес, шамамен 92 пайыз ұялы байланыс мұнаралары литий-ионды технологияға ауысқан кезде кернеуді түрлендірудің ешқандай түріне мұқтаж емес. Бұл олардың көне қорғасын-қышқылды аккумуляторлармен болатын шығындардан құтылуын білдіреді. Бұл жүйелердің тікелей бір-біріне қосылуы кернеуді шамамен плюс немесе минус 2% шегінде тұрақты ұстап тұрады, бұл желілік жабдықтардың күтпеген істен шығуынсыз дұрыс жұмыс істеуі үшін өте маңызды.

Дұрыс кернеу реттеуі мен жүйе жобалау арқылы үйлесімді интеграция

Сәтті интеграциялау үшін токтың 150 А дейінгі шыңдық жүктемелерін қамтамасыз ете алатын ақылды DC/DC түрлендіргіштер мен модульді шинабар конструкциялар қажет. Ең жақсы тәжірибелерге мыналар жатады:

• Жеткіліксіз/артық кернеуден сақтану үшін температураға түзету енгізу арқылы зарядтау
• Толқыннан қорғану үшін көп сатылы токты шектеу
• Нақты уақытта бақылау үшін CAN bus байланысы

Бұл шаралар желі уақытша үзілген кезде 50 мс-тен аспайтын ауысу уақытын қамтамасыз етеді және байланыс қуатының үздіксіздігі үшін ETSI EN 300 132-3 стандарттарын сақтайды.

Литий-ионды аккумуляторлармен телекоммуникациялық резервтік қоректендіру талаптарын орындау

48 В литий-ионды аккумуляторлар 95% дейінгі циклдік ПӘК-ке ие, бұл 80% ПӘК-ке ие VRLA аналогтарынан айтарлықтай жоғары. Бірдей сыйымдылықта бұл резервтік қоректендірудің ұзақтығын 40% арттырады. Олардың тегіс разрядтық қисығы 90% тереңдікке жеткенге дейін шығыс кернеуін 48 В±1% ішінде сақтайды, ал қорғасын-қышқылды аккумуляторлар 50% DoD кезінде 15% кернеудің төмендеуіне ұшырайды.

Қауіпсіздікті және өнімділікті қамтамасыз ету үшін Батареяны басқару жүйесінің (BMS) рөлі

Қауіпсіздік пен қызмет ету мерзімі үшін алдыңғы қатарлы BMS технологиясы маңызды, ол мыналар арқылы жылулық денсаулықсыздықты болдырмақ:

• Ұяшық деңгейіндегі кернеуді теңестіру ±20 мВ дәлдікпен
• Аккумулятор блоктарының бойынша әрбір 5°C сайын орналастырылған температура сенсорлары
• Потенциалдық ақаулардың 89%-ын алдын ала 48 сағаттан да көбірек уақыт бұрын анықтайтын болжау алгоритмдері

Салалық зерттеулер BMS-пен жабдықталған литийлік жүйелердің байланыс қолданбаларында 99,995% жұмыс істеу уақытын қамтамасыз ететінін көрсетеді — бұл дәстүрлі шешімдерге қарағанда 35% жоғары.

Байланыс қолданбаларындағы 48 В литий-иондық аккумуляторлардың артықшылықтары

Дәстүрлі аккумуляторлармен салыстырғанда жоғары энергия тығыздығы, пайдалы әрекет коэффициенті және ұзақ қызмет ету мерзімі

48 В литий-иондық аккумуляторлар қорғасын-қышқыл аналогтарына қарағанда 40–60% жоғары энергия тығыздығын қамтамасыз етеді, бұл шектеулі кеңістікте көбірек энергия сақтауға мүмкіндік береді. LiFePO4 химиясы 8–10 жылдан астам қызмет ету мерзімін және 5000-нан астам зарядтау циклінен кейін 80% сыйымдылықты сақтауға мүмкіндік береді. Бұл беріктік алмастырудың жиілігін азайтады және маңызды байланыс жабдықтары үшін тұрақты кернеу беруін қамтамасыз етеді.

Байланыс қолданбаларында литий-иондық аккумуляторлардың қорғасын-қышқыл аккумуляторларға қарағандағы негізгі артықшылықтары

Литий-иондық технология қорғасын-қышқыл жүйелердің негізгі кемшіліктерін шешеді:

• Температураға төзімділік : -20°C-тан 60°C-қа дейін сенімді жұмыс істейді, ал қорғасын-қышқыл жүйелердің жұмыс температуралық диапазоны -15°C-тан 45°C-қа дейін болып келеді
• Сақтау үшін жұмыс емес : Су қосу немесе теңестіру зарядтары қажет емес
• Салмақ өсуі : Әр кВт-сағатқа шаққанда 70% жеңіл, құрылымдық қолдау құнын төмендетеді

Бұл артықшылықтар орнатудың икемділігін арттырады және циклдық қауіп-қатерлерді азайтады.

Иелік құнының жалпы құны: Литий-ионды аккумуляторлармен қызмет көрсетудің төмендеуі және ұзақ мерзімді үнемдеу

Бастапқы құны 1,5–2 есе жоғары болса да, литий-ионды аккумуляторлар 10 жыл ішінде иелік құнының жалпы сомасын 30–50% төмендетеді. Экономиясы салдарынан қызмет көрсетудің азаюы, ауыстырулардың азаюы (сыйымдылық бойынша 2–3 рет, ал қорғасын-қышқылды аккумуляторлар үшін 4–5 рет) және энергиялық тиімділіктің жоғарылауы (95% қақсында 80–85%) пайда болады. Операторлар жобаның алғашқы сегіз жылы ішінде аккумуляторларды ауыстырудың 40% азайғанын хабарлайды.

Әртүрлі байланыс орталары үшін компактты дизайн және масштабтау мүмкіндігі

Модульді 48 В литий-иондық блоктар (100 А·сағ – 300 А·сағ) қалалық микроклеткалар немесе алыстағы антенналар сияқты кеңістіктері шектеулі орындарға орнатуды жеңілдетеді. Жиналатын конфигурациялар инфрақұрылымды қайта жобалаусыз сыйымдылықты біртіндеп кеңейтуге мүмкіндік береді және қатаң қорғасын-қышқылды банктармен салыстырғанда салыстырмалы түрде масштабтау мүмкіндігін ұсынады.

Телеком желілеріндегі 48 В литий-иондық батареяның нақты қолданылуы

Телеком базалық станциялардағы 48 В 100 А·са литий-иондық батареяны қолдану

Ел бойынша телекоммуникациялық базалық станциялар қазіргі кезде бұрынғы қорғасын-қышқылды модельдерге қарағанда шамамен 40 пайыз кем орын алатын, 2023 жылғы Ponemon зерттеуіне сәйкес 8-ден 12 сағатқа дейін резервтік қуат ретінде жұмыс істейтін 48 В 100 А·са литий-иондық орнатымдарды біртіндеп қабылдап жатыр. Модульдік конструкция батареяларды ауыстыруды өте тез етеді және электр қуатының болмауынан туындайтын тоқтап тұру уақытын шамамен 70 пайызға дейін қысқартады. Бірақ ең қызықтысы — олардың жаңартылатын энергия көздерімен қаншалықты жақсы жұмыс істеуі. Көптеген операторлар бұл батареяларды электр желісіне қосылған немесе дәстүрлі электр қуаты қолжетімді емес алыстағы аудандардағы объектілер үшін күн сәулесі панельдерімен жұптастыруды бастады.

48 В литий батареяларын ішкі және сыртқы орналастырудың ерекшеліктері

Қолайлы орналастыру стратегияларын экологиялық жағдайлар анықтайды:

Сыртқы блоктар шаңнан, ылғалдан және температураның шекті мәндерінен қорғалуға тиіс, ал ішкі жүйелер компактілілікке және жылу басқаруға назар аударады.

48V Литий-ионды жүйелерді қолдана отырып, қашықтан орналасқан және желіден тыс телекоммуникациялық объектілерге арналған қуат шешімдері

Қашықтан орналасқан телекоммуникациялық объектілер бүгінде желісі өшкен кезде шамамен 72 сағатқа дейін созылатын резервтік қуатты қамтамасыз ететін, күн сәулесін пайдаланатын жүйелермен бірге 48 В литий-ионды аккумуляторлардың гибридті жүйелерінде жұмыс істейді. Бірнеше операторлардың жүргізген зерттеулеріне сәйкес, бұл комбинация таулы аймақтарда дизель генераторларының отын шығынын шамамен екі есе азайтады және желінің 99,8%-дан аса қолжетімділігін сақтайды. Осы жүйелердің ерекшелігі — модульдік конструкциясында. Техникалық командалар барлығын жойып тастамай-ақ қажетті мөлшерде жаңа модульдерді қоса алады. Бұл икемділік интернетке қол жеткізу әлі дамып келе жатқан, әсіресе дамушы елдердің ауылдық аймақтарында, инфрақұрылым бірден емес, біртіндеп дамып отыратын жерлерде өте маңызды.

Телекоммуникация үшін 48 В литий-ионды аккумуляторлардың болашақтағы даму бағыттары мен стратегиялық таңдауы

Тұрақты жұмыс істеу үшін қалпына келтірілетін энергия және гибридті электр қуат жүйелерімен интеграциялау

Көптеген байланыс компаниялары қазір энергия кірісі үшін 48 вольттық литий-иондық аккумуляторлар мен күн сәулесін пайдаланатын аралас электр желілеріне көшумен айналысуда. 2023 жылы Ponemon жүргізген зерттеулерге сәйкес, дәстүрлі дизель генераторларымен салыстырғанда мұндай жүйелер шығаратын көміртегі қалдықтарын шамамен 35 пайызға дейін азайта алады. Қазіргі заманғы литийлі аккумуляторлар өзінің техникалық сипаттамаларымен де ерекшеленеді, тіпті разрядтың 80 пайызында да жүктеме режимінде 4000-нан астам рет зарядталуға шыдайды. Мұндай төзімділік оларды күн сәулесін қолдану глобалды түрде таратылып жатқан алыстағы базалық станциялар үшін идеалды етіп жасайды. Бұл тек қана экологиялық мақсаттарға жетуге көмектесіп қоймайды, сонымен қатар сенімді электр желісі жоқ аймақтарда қажетті резервтік электрмен қамтамасыз ету шешімдерін құруға көмектеседі.

Келесі ұрпаққа арналған байланыс желілері үшін конструкциялық формалар мен масштабтаудағы инновациялар

Соңғы жаңартулар қорғасын-қышқылды аналогтарымен салыстырғанда 25% кіші ауданды алатын, компактты, модульді 48 В литийлік құрылымдарға бағытталған. Масштабтауға болатын стекке тізбектелетін құрылғылар инфрақұрылымды өзгертпей-ақ сақтау сыйымдылығын 300% дейін арттыруға мүмкіндік береді. Дамып келе жатқан модельдер жоғарылатылған жылу басқарумен жабдықталған, ол -40°C температураға дейінгі экстремалды климат жағдайларында жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

Негізгі таңдау критерийлері: Сыйымдылық, BMS, Қауіпсіздік функциялары және Өндірушінің сенімділігі

Ұзақ мерзімді өнімділікті қамтамасыз ету үшін операторлар мыналарды бағалауы керек:

• Өмір циклі (80% DoD кезінде >3000 цикл) энергия қысқартуы (>140 Вт·сағ/кг)
• Ұяшықтарды теңестіру, температураны бақылау және импульстік қорғанысты қосқан BMS мүмкіндіктері
• UL 1973 және IEC 62619 сияқты қауіпсіздік стандарттарына сәйкестік
• Телекоммуникациялық орталарда 8 жылдан астам нақты жұмыс істеу деректері бар өндірушілер

Бастапқы құнын Ұзақ мерзімді жұмыс пайдасымен тепе-теңдестіру

48 В литийлік аккумуляторлар бастапқы құны 30–50% жоғары болса да, олар ұзақ уақыт 55% төменірек жалпы иелік құны (TCO) мыналарға байланысты бес жыл ішінде:

• 80% төмендетілген техникалық қызмет көрсету
• 70% ұзағырақ қызмет ету мерзімі
• Жартылай зарядтаудан қабілетінің төмендеуі жоқ

Литий технологиясына стратегиялық түрде инвестиция салатын операторлар желілерін дамып отыратын электр энергиясының қажеттіліктеріне қарсы болашаққа бағыттап, үздіксіз қызмет көрсетуді қамтамасыз етеді.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

Неліктен байланыс компаниялары 48 В литий-ионды аккумуляторларға көшіп жатыр?

Байланыс компаниялары 48 В литий-ионды аккумуляторларға көшуі олардың жоғарырақ пайдалы әрекет коэффициенті, жақсырақ масштабдануы, энергия шығынының азайуы және Халықаралық электрбайланыс одағының нұсқаулықтарымен сәйкестігіне байланысты. Олар гибридті күн-дизель жүйелерімен жақсы жұмыс істейді және операциялық шығындарды азайтады.

Қышқылды-қорғасынды аккумуляторлармен салыстырғанда 48 В литий-ионды аккумуляторлардың артықшылықтары қандай?

48 В литий-ионды аккумуляторлар жоғарырақ энергия тығыздығын, ұзағырақ қызмет ету мерзімін және жоғарырақ тиімділікті қамтамасыз етеді. Олар қорғасын-қышқылды аккумуляторлармен салыстырғанда техникалық қызмет көрсетуді азырақ қажет етеді, температуралық тұрақтылығы жоғарырақ және салмақ пен кеңістік бойынша маңызды үнемдеу мүмкіндігін береді.

Батареямен басқару жүйесі (BMS) литий-ионды батареялардың өнімділігін қалай жақсартады?

BMS ұяшық кернеуін теңестіру, температураны бақылау және мүмкін болатын істен шығуларды анықтау үшін болжау алгоритмдерін қолдану арқылы батарея қауіпсіздігі мен өнімділігін қамтамасыз етеді. Бұл технология байланыс қолданбаларында қызмет көрсету уақытын арттырып, сенімділікті көтеруге үлес қосады.

48 В литий-ионды батареяларды ішкі және сыртқы байланыс объектілерінде пайдалануға бола ма?

Иә, 48 В литий-ионды батареялар ішкі және сыртқы орнатулар үшін де қолайлы. Ішкі жүйелер компакттілікке және жылу басқаруға назар аударса, сыртқы құрылғылар шаң, ылғалдылық және температураның шекті мәндері сияқты экологиялық қиыншылықтарға төзімді болып жасалады.

Бастапқы құны жоғары болса да, 48 В литий-ионды батареялар тиімді ме?

Бастапқы құны жоғары болса да, 48 В литий-ионды батареялар төмен сақтандыру құнын, ұзақ қызмет ету мерзімін және жақсырақ энергиялық тиімділікті ұсыну арқылы иелік құнын төмендетеді және нәтижесінде ұзақ мерзімді үлкен үнемдеуге әкеледі.

48 В литий-иондық аккумуляторлар қалай жаңартылатын энергия көздерімен интеграцияланады?

Бұл аккумуляторларды күн сәулесі панельдерімен және басқа да жаңартылатын энергия кірістерімен біріктіріп, тұрақты электрмен қамтамасыз ету шешімдерін жасауға болады. Бұл көміртегі іздерін азайтуға және желіден тыс немесе қашықтағы байланыс орындарында сенімді электрмен қамтамасыз етуді қамтамасыз етеді.