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1、太阳能无线直放站工程培训简明教材福建邮科通信技术有限公司2006年10月31日 使用说明：太阳能无线直放站工作原理和交流电无线直放站类似，主要是供 电系统的差异，本教材侧重介绍太阳能供电系统、设备功率等相关方 面的内容，其它内容可参见教材无线分册。一、系统概述1. 1工作原理太阳能无线直放站采用无线方式收发信号，系统构成包括天馈线系统（施主天线， 重发天线，传输馈线），主机系统，太阳能电源系统（含太阳能硅片组、蓄电池组、控 制系统），避雷系统。整个系统除了电源部分，其他的工作原理和交流电无线直放站类 似，具体可参见教材无线分册。太阳能电源系统一般由太阳能电池方阵、防反充二极管、蓄电池、充电控制
2、装置、 放电保护装置、负载电压调节器等部分组成。其工作原理：当白天有太阳时，太阳能 硅光电池把太阳能转化为电能，通过太阳能电源控制箱一方面为无线直放机供电，另 一方面对蓄电池充电，到了晚上或阴雨天时，由蓄电池为无线直放机供电，蓄电池具 有电压过充、过放保护。太阳能硅光电池的功率由无线直放机的实际消耗功率和当地 的日照时间情况决定，在日照充足的地方，一般取无线直放机的实际消耗功率的810 倍，在日照较差的地方，一般取1013倍。而蓄电池的配置将决定无线直放机连续阴 雨天的工作时间，譬如，工作电流为3A的无线直放机配600AH的蓄电池，其阴雨天连 续工作时间约为600*80% /3=160小时，即
3、可连续正常工作一周。太阳能电源无线直放站系统结构图1. 2控制箱结构1.2.1电源工作原理目前控制箱共有两个列阵，其中一个列阵是直充列阵，硅片的充电电流直接给蓄 电池充电（在蓄电池未过充的情况下）或给蓄电池浮充（在蓄电池过充保护状态下） ， 另一个列阵，是过充保护控制列阵。思考：浮充的原因。答案；是为了补偿电池的自放电，使电池处于满容量状态。 太阳能电源控制箱由自动充电调节电路与输出控制稳压电路组成。 晴天，太阳能 列阵将太阳辐射能转化为电能向蓄电池充电。当太阳入射光强较强充电电流较大时， 蓄电池组的电压可能上升到充电终止电压。此时控制电路输出过充信号，使防过充固 态继电器动作，将列阵 2 太
4、阳能列阵的充电电流旁路，使蓄电池组的充电电流减少， 电压下降。当蓄电池组电压下降到过充恢复点电位时，控制电路输出的过充信号消失， 防过充固态继电器截止。列阵 2 太阳能列阵恢复充电。保证蓄电池组在不过充的状态 下进行良好的充放电循环。遇到连续阴雨天，蓄电池组经过长时间放电，电压可能降到过放点电位。此时控 制电路输出过放信号到输出稳压模块的ON/OF端子，使该模块截止，切断负截，输出 指示灯灭。直至天气转晴，太阳能列阵恢复充电功能，蓄电池电压上升至过放恢复点 电位以上时，控制电路输出的过放信号消失，输出稳压模块脱离截止状态，自动恢复 输出，开始正常工作。客户常问的问题：问题1：为什么要采用两个充
5、电列阵，而不采用3 个充电列阵进行对蓄电池充电？A采用两个充电列阵减少了 30%的故障率。B采用两个充电列阵减少了 30%的线路损耗（从硅片到控制箱的连接线和接头损耗。）问题2：我公司的控制箱的优势（与其他厂家的比较）A转换效率高。我公司的控制箱已经发展到第四代，经过不断的实践，技术已经很成熟，转 换效率达到98%以上。（注：原来邮科所是邮电部太阳能电源研究所，从70年代就开始专门研究太 阳能电源，积累了很多的经验，同时参与了建设部关于太阳能电源安装规范的编写和制定。）B与直放站有效结合，提高整体系统运行的实效性。我公司不但是专业电源生产厂家，也是生产和工程应用相结合的厂家。122 主要技术参
6、数太阳能列阵的工作电压： 17V（100MW/CM， 225C）太阳能列阵的短路电流： 2A（100MW/CM， 225C）蓄电池组的额定电压：24V蓄电池组的充电终止电位：30V0.5V蓄电池组的充电恢复电位：27V0.5V蓄电池组的过放电位：21.5V0.5V蓄电池组的过放恢复点电位：24V0.5V防过充电路控制电流：=15A输出电压：24V 0.5V 12V 0.3V输出电路长期工作电流=4A问题1、蓄电池组的过放恢复点电位为什么要设成：24V0.5V，而不能设成22V0.5V？答：这是为了保护电池，提高电池的使用寿命。过放电压过低，就有可能使电池的使用寿命 降低。具体值根据电池厂家的电
7、池性能决定。问题2:以上这些指标在现在是否可调？答：可调。工程中不具备调试相关设施，不允许调整。问题3:蓄电池组的过放电位：21.5V 0.5V,蓄电池过放后，控制系统能否完全切断蓄电池 供电？蓄电池还会泄漏电能吗？如果没有及时充电，蓄电池会损坏吗？答：过放后，控制系统切断设备供电，但还对监控模块供电，监控模块耗电非常小，如果没 及时充电，蓄电池性能会有所下降。1. 2. 3面板说明控制箱面板面板元器件说明(1) 、V电压表(50):指示蓄电池电压；(2) 、A1电流表(10A):指示整机输出电流；(3) 、A2电流表(30A)：指示太阳能列阵的供电电流；( 4)、 YM024:5 输出低压稳
8、压模块；( 5)、控制板:主要对过充、过放进行控制。(6)、输出开关K2,必要时可人工切断直放机电源；F1( 25A为电池组熔丝；F2( 4A为输出电路溶丝；F3( 4A 为输出24V溶丝；F4(3A 为输出12V溶丝；(7) 、L1、L2、L3:分别为12V指示灯，24V指示灯，过充指示灯(8) 、JX1:为列阵I +极接线端子JX2:为电池+ 极接线端子JX3 、4、5:为负极接线端子JX6:为列阵U +极接线端子JX7 :监控采集接口JX8 9、10:分别为24V 12V 12V正极接线端子1 24 控制箱几种工作状态正常工作时:(1) 、30A电流表头显示太阳能列阵供电电流值；(2)
9、、10A电流表头显示负载电流值；( 3)、L1 过充指示灯熄灭(4) 、L2, L3输出指示灯亮；(5) 、50V电压表表头显示蓄电池组电压值。蓄电池组过充时：50V电压表表头显示值在过充恢复电位至30V之间波动，L1 过充指示灯闪烁。(6) 、蓄电池组过放时：50V电压表表头显示21.5V至过放恢复点电位之间的任 一数值。L2, L3输出指示灯灭。1 3 设备技术指标1 31 太阳能无线直放站技术指标主要参数工作指标工作频带上行：890-915MHz;下行：935-960MHZ也可按用户要求设定增益95dB （指直放机的有源增益，不包括天线增益）增益可调范围0-42dB (监控型为 0-31
10、dB)输出+33dBm载频（测试点在天线口）带内波动1.8dB （峰-峰值）带外抑制在100KHz-4GH（工作频带除外）内大于70dB三阶交调输出功率相对于1dB压缩点回退6dB时，失真产物小于-30dBc输出功率相对于1dB压缩点回退9dB时，失真产物小于-36dBc杂散发射在 9KHZ-1GH范围内，小于 0.25W(-36dBm)输入、输出阻抗50 Q （不平衡）N型连接器电压驻波比 1.4噪声系数4 dB （最大增益时）传输时延选频5卩S （宽带1.5 gS最长工作时间阴雨天最长为15天。（由配置确定）工作环境工作温度：-40 C - +55 C工作温度：100%1. 3. 2太阳能
11、电源系统技术指标项目名称技术指标备注太阳能硅板相输出电压及功率16.5V/40.3WP关技术指标硅光电池板面积1356mm*296m每块电源控制调节对蓄电池有无低电保护及均充功能对电池具有过充、过放以及稳压、过流、过压保护等功能器技术指标能否指示电压和电流控制系统具有显示电压、电流功能免维护蓄电池技术指标自放电率（每月）6.5%深度放电循环次数200 次(100%D0D)气密性（开闭阀压力）开启：10kPa-49kPa闭阀：1kPs10kPa浮充电压范围2.252.30V/ 单格（20 C 时）免维护蓄电池端电压均衡性（动态）1hr 放电， u 10mv针对多阴雨地区的处理提高浮充电压整个太阳
12、能电源系统技术指标防雷保护措施接地电阻小于10Q抗外界冲击力强度8级地震、可抵御台风、对一般冰雹有防护能力系统正常工作环境温度-40 C+55C平均使用寿命大于6万小时日常维护要求免维护二、勘测设计2. 1建站基本要求选址勘察时，要求站址四周无高大建筑物、树木等遮挡物，并一定要避免靠近水 泥厂等类似排放气体、浮悬物等有碍光转换的地方。太阳能电源的安装要求太阳能电 池受光面向正南，方阵平面正常情况应朝向正南方向。若由于地理条件和周围环境限 制或气象条件的关系，方阵面应向东或向西偏转小于地理纬度的适当角度。太阳光伏 发电系统可在环境温度-40 C+60C范围内使用，因此在严寒或高温地区，太阳硅 片
13、应选用相适应的产品。方阵安装点的当地最大风力大于10级的场所应采取加固措 施。其它设计要求参见教材一。2. 2勘测注意事项2. 2. 1增大隔离度的措施如果重发天线正前方500m内存在巨型山体，建筑等反射物，将会增大反馈，降 低系统隔离度。如果接收电平较弱（如低于-72dBm时），或者收发天线侧向相对时，由于天线侧 瓣增益大于后向增益，由以上分析可知，收发天线要求拉开更大间距；或是采用天线 前后比更大的天线（如角型天线）来进行覆盖。几种常用天线的前后比：GSM6度垂直极化板型天线（TDJ-SA900-15-65T0前后比25dBGSM12度垂直极化板型天线（TDJ-SA900-14-120T0
14、前后比大于20dBGSM角型天线（TDJ-CA900-17-45TO前后比35dB如果收发天线之间有隔离物，即附加衰耗更大时，收发天线间距要求则可降低（如 图，利用隔离物增大系统隔离度）。可以在两天线间安装隔离网。通常，我们给抛物面天线增加隔离网可提高3db隔离度2. 2. 2特殊情况有一些特殊的情况，如在高压电线路，变电站及无线通信发射机附近建站，一定 要做好安全隔离和干扰隔离，最好另择站址。如果客户要求在粉尘污染的地方建站， 则需要定期对硅光板进行清洗，把太阳能硅光板拆卸下来，使用清洁剂和钢丝球（一 块板配一个）清洗，根据污染风尘污染情况，通常一个季度清洗一次。2. 3直放站串联的考虑每个
15、直放站都直接与施主基站建立链路连接，确保中继有良好的无线信号，这是我们最希望的使用方式。但是在某些特殊场合，如公路应用，使用直放站串联的方式 有利于实现覆盖。串联应用直放站仍然需要从噪声分析着手，这里的瓶颈还是基站热 噪声升高和串联噪声系数。二级直放站串联应用，经过良好的规划和精确的工程优化， 在特殊应用场合还是可以接受的。二级以上的直放站应用应慎重规划。（二级以上直放 站如果设计不当会造成干扰基站，掉话的现象）2. 4太阳能电源配置设计2. 4. 1蓄电池组容量的考虑蓄电池的容量对保证连续供电是很重要的。在一年内，方阵发电量各月份有很大 差别。方阵的发电量在不能满足用电需要的月份，要靠蓄电池的电能给以补足；在超 过用电需要的月份，是靠蓄电池将多余的电能储存起来。所以方阵发电量的不足和过 剩值，是确定蓄电池容量的
