微波站利用新能源设想

吴锋

摘要：微波站建无人值守站是科学技术发展的趋势，新能源自动化少不了，利用新能源是一种不错的选择，它可以与市电.火力发电互补给设备供电。

海南自贸港提出为更美好的发展‘留白，对自然生态的坚守保护。全面绿化’擦亮‘生态底色，低碳政策不断加码，列出精准时间表，建设热带雨林国家公园，开展生态环保整治，以激发‘绿色’效益为杠杆，撬动全域生态文明建设，提出了限塑料，2030年全面发展新能源汽车，控制碳排放量制定排放标准。

现今石油.煤等污染能源，在不断持续紧张，以及人类生存环境不断恶化，不少人想到了新能源利用，利用再生能源，提倡低碳生活，减少人类对大自然的破坏，保护好蓝天白云就是保护好新鲜的空气，保护好青山绿水，就是保护好海南的金山银山，保住了海南人民的铁饭碗，新能源是再生能源，用不尽取不完。保护环境从你我做起。

关建词;光太阳能.  风力太阳能.   安全环保

引言;石山微波站地处海南省海口市火山口地区是雷雨较多的地方，雷电光顾该站是常客，石山微波站由于客观环境的制约，电源的线路还采用架空電源线直接引入的方式，再加上石山微波站地处石山火山群，国家地质公园海拔222.8米高峰，是琼北最高的山峰，山高土少，石头多，电阻相对比较大，所以石山微波站遭到雷击可能性非常大，虽然石山微波站铁塔.房屋.发电机房，四周都安装有避雷针等设施，很多电源设备也配置了一些防雷器，但是接地电阻很难降很低。为此在雷雨季节很难阻止雷击，特别是对外电源影响最大，破坏力也最强，也容易发生设备被雷击损害的事故，影响广播电视信号传输的正常运行。

多年基层机房工作经验告诉我，电源的稳定是确保微波站传输广播电视信号正常之重中之重。

石山微波站是海南广播电视地面微波接力系统中的接力站，该站采用NI公司的复用器Nimba one ， Nimbra 380，和 Nimbra390。 其中复用器Nimba one配置8路STM一1光端口，8路ASI输出端口，8路IP信号端口以及8路E1信号输出端口，Nimbra 380配置8路STM一1光端口，8路ASI输出端口和8路IP信号端口。Nimbra390有4路STM一1光端口，4路GE光端口和8路IP信号端口。

石山微波站采用3个9500MPR收发信机，1个9600 MPR收发信机，4个通道捆绑一起来进行传输，传输带宽增加.也提高可靠性，该站采用3选1有源信号自动切换系统.由捷成箱以及机箱内的一块切换板卡DVS一5103，一块分配板卡SDA一1102组成，该机箱配有2块主备48V直流电源卡。

石山微波站E1编码器主要是针对由解码出来的中央一套广播，海南新闻广播音频信号进行E1编码后向府城中波台发送信号，一共有4路音频输入端口，2路ASI输出端口，4路E1输出端口，采用NEC的PDH微波pasolink，该小微波发信机为一48V供电2W功率小型收发信机，有一路天线端口，4路输入端口和4路输出端口以及一些备用端口。

总之，石山微波站是海南广播电视信号数字链路中起重新整理数据码流向的作用，是承前起后的中继站，也是广播电视信号传输的枢纽站，承载着接收来自海口微波站方向的广播电视信号，并分金鸡岭.临高.二个方向传输广播电视信号。具体节目内容为;中央一套电视. 海南卫视. 三沙卫视. 海南经济频道. 海南新闻频道.  海南公共频道. 海南文旅频道. 海南少儿频道 等共8套电视节目和中央广播. 海南新闻广播. 交通广播. 音乐广播. 民生广播. 旅游岛之声共6套广播信号传输。同时石山微波站下载中央广播. 海南新闻广播两套广播节目，分主备两路信号通过数字小微波往府城中波发射台，同时接收府城中波台回传的中央广播和 海南新闻广播信号进行监听。

目前，石山微波站为了提高传输信号的可靠性，稳定性，安全性。在设备供电上采用了柴油机发电.外交电流和整流及浮充电池联合供电方式【如图】

这种供电方式的原理是正常情况下由外交电流（主）给设备供电同时浮充电池组，如果由于某种原因外交流电（主）中断，瞬间电池组马上自动合上给设备供电，缓冲几分钟.柴油机自动启动给设备供电，直到外电恢复（主）或者人工合上外交流电（备）如果外交流电也中断了，只能靠柴油机给广播电视微波设备及生活供电了。

这种联合供电方式，一定程度上保证了设备用电的稳定性，但也有弊端与不足。

1.石山微波站的柴油机组发电，工作过程中会产生大量温废气和烟雾，排出的气体严重污染环境。无法回避的事实是燃料本高，发电机发出的噪声大，如果在寒冬季节，低温启动困难，供电有时电压.电流不稳定。

2.石山微波站市交流电电源的线路，由于环境条件的制约及经济投入的因素，采用架空电源线直接引入的方式，但是外界因素对这种电源架空直接引入方式影响较大如风 ，雷，雨，树枝等等会使电源线短路和跳闸，影响广播电视设备用电。

3.石山微波站地理位置处于高山上，海拔高，电阻大，遭遇雷击侵袭的概率和强度都比较大，对外交流电影响较大，影响广播电视设备用电。

4.石山微波站处于高发雷区，雷电较多，尽管铁塔天线机房均装有较好的避雷装置，如果遇到雷雨季节，电力输电线路常常会把雷电引入站区，使微波设备遭受雷击，影响广播电视信号正常传输。

5.石山微波站位于海南岛北部属于亚热带气候，是台风多发地区，该站又属于该地区海拔较高的山岭地带，一旦有台风，首当直冲就是微波外交流电，中断的危险最大。

记得2014年17级强台风威马逊袭击琼北，石山微波站由于外交流电中断，外交流不能及时恢复供电，十多天只能依靠柴油机发电供微波设备，假如山路出现山体滑坡，路不通柴油运不上山，那只能靠蓄电池电了。

石山微波站有两套电池供电，一48V整流器供电系统和UPS不间断电源系统.

假如在没有外交流电及火力发电的性况下，两套供电系统电池能放多久呢？

1.48V整流器供电系统电池深放电只能放电，电池总量的40%，该站500AH两组电池并联使用总容量为1000AH，可以放电1000AH*40%=400AH，以负载电流23.3A计算，400AH/23.3A=17小时，理论虽然是17小时，但是平常放电试验过程中，一般放10小时，放电容量已经达到电池的40%了。换句话说石山微波站48V整流器供电系统只能供10小时的电给该站微波设备。

2.一.  UPS不间断电源供电系统的作用是稳定电压，电网中的电压难免会受到外界因素影响而产生波动。

2.UPS不间断电源供电系统的作用是停电保护，也是UPS的主要功能，能够在停电后瞬间转入电池供电，不会因断电，造成广播电视微波设备用电受到干扰。

2.过欠电压保护。

2.稳定频率，输送电路的过程会产生不一样的频率，会影响广播电视微波设备用电情况。

石山微波站UPS不间断电源放电时间计算，同样深放电只放总量的40%，所以10KW*40%=4 KW，该机输电压为220V，则总的输出电流为4 KW/220 V约=18.2A，本站设备输出功率只有20%，即18.2A*20%=3.64 A（实际工作输出电流）。电池总容量为100 AH，100 AH*40%=40 AH，40 AH以3.64 A的電流放电，则40 AH/3.64 A约=10小时。理论石山微波站两组UPS不间断电池供电给设备可以放电20小时。

换句话说，石山微波站两套供电系统蓄电池只能保证该站微波设备用电10小时。

防火胜于救火，为了保证微波设备运行更加稳定，更加安全，更加保障。更加环保。应该考虑多加一组太阳能电池，其优点。

1.太阳能电池电源系统对外无引线不会将外雷电引入站内，使广播电视微波设备遭受雷击，太阳能电池电源系统的支架边柜和接地网等本身已是防雷系统，这即为何国内许多电力资源丰富地区，但考虑到通信系统的安全性，还是采用太阳能电池电源系统作为通信和广播电视设备用电电源。

2.太阳能光伏发电过程简单，没有机械转动部件，不消耗燃料，不排放包括温室气体在内的任何物质，无噪音，无污染，太阳能资源分布广泛且取之不尽.用之不竭。是一种最具可持续发展理想特征，最丰富的和最洁净资源。

3.只要太阳照射到的地方就可以发电，石山微波站远离市区，海拔高，风力大常年是照充足，独立庭院式的建筑风格，足够的空间摆放太阳能电池板。

4.太阳能电池电源系统有按装的灵活性，清洁性，对按装场所和方式要求不是很苛刻，我们所熟知的光伏发电系统类型很多，有并网系统，离网系统以及市电互补系统。石山微波站采用市电互补系统，地面安装，屋顶安装也可以建筑物体安装及建材一体化安装等等。

5.一次按装终身受益，石山微波站每月向石山供电所交电费几千元，如果充分的利用太阳能，不仅省电费钱，油费也相对减少，相对减少对空气的污染。

有关资料，采用柴油机组和整流及浮充蓄电池联合供电MIBF（平均故障时间是衡量一个产品可靠性指标，单位为小时）最高达到5000h，一般仅为2000 h至3000 h，但广播电视微波发信机MIBF达30万小时以上。

从目前我国正在运行的较最期建设的通信用硅太阳电池电源系统情况良好，还可以长时间无故障运行，可见其可靠性与广播电视微波发信机MIBF不相上下。

按教科书级别的计算，光伏太阳能日发电量计算，太阳能发电系统日发电量与所处地理位置的峰值日照时数成正比，峰值日照时数越久，发电量也越多，要估算太阳能发电系统的发电量，需要知道系统安装当地的有效日照时间，系统效率，系统安装容量。目前业界，主流的太阳能发电方式，是利用晶硅电池板进行发电，理想情况下一块面积约1.6㎡的单晶硅电池板每天可发电1.8度电。

假设1KW的光伏并网系统，安装地点为石山微波站，一天保守估算，有效日照时间为8个小时，光伏并网系统效率约为85%，太阳能发电系统日发电量计算公式;组件安装容量*有效日照小时数*系统效率=日均发电量。

1KW*8*85%=6.8 KW  ，  1 KW等于1度电 估算1KW容量的光伏发电系统在石山微波站按装日均可产生6.8度电。1度电等于1000 AH，石山微波按装光伏发电系统日均可产生6800 AH，

石山微波站48V整流器两组蓄电池1000 AH可以单独向设备供10小时用电量。假如1KW容量的光伏发电系统在石山微波站按装一天产生的电量可以向设备供68小时用电量。

太阳能发电有两种方式，一种是光—热—动—电转换方式。另一种是光——电直接转换方式（光伏效应）。

1.光—热—动—电转换方式是通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气再驱动汽轮发电，前一个过程是光热转换过程，后一个过程是热动再转换成电，最终转换过程与普通的火力发电一样。这种太阳能热发电的缺点是效率很低而成本且很高，有关资料，估计它的投资至少要比普通柴油机发（火电）电贵1—5倍，但它的环保性，安全性与不需要后期花钱买油，是最大的优点。

2.光——电直接转换方式，该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。这种太阳能电池是一种由光伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管时.光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流，当许多块电池板串联或并联起来时，容量就会变大，输出的功率就越大，这种光伏效应的太阳能电池大有前途的新型电源。具有永久性，清洁性，灵活性和光电转换的高效性。

目前，这种光伏效应的方法获取的新能源 泛应用在各行各业，这种光电直接转换的方式供电的优点;是转换筒单效率高所以被人们普遍认可。

利用太阳能电池的特点是寿命长，利于保护环境，只要有日照的地方，有风力存在的地方就可以发电，太阳能电池一次投资而长期使用，与火力发电相比，太阳能电池不会引起环境污染，省钱，省力。

近年来国家积极的推进新能源政策，利用再生能源是发展趋势，大家一起动手来吧，让我们的天更兰，水更清，空气更新鲜，来我们一起努力。

结束语：能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础，世界能源结构正由煤、石油为主要能源，现在逐渐向以天然气为主转变，同时太阳能、氢能、生物质能、核能、风能、地热能、海洋能等可再生能源也正得到广泛的利用，了解新能源的开发和利用现状与前景，对我国的能源开发与建设是很有意义的。

参考文献：

[1]容荠兰.数字微波技术在广播电视节目传输中的应用[J].电子元器件与信息技术，2021，（03）：88-89.

[2]朱仁超，黄志强.广播电视微波站中心机房的UPS供电系统改造方案[J].广播电视信息，2021，（01）：89-92.

[3]邓长江.广播电视信号传输中如何利用数字微波技术[J].西部广播电视，2021，（01）：214-216.

[4]陈聪.微波系统备品备件数字化管理的思考[J].数字传媒研究，2020，（12）：23-27.