戶外電源節(jié)能減排的解決方案

　　1.節(jié)能技術(shù)

　　戶外電源節(jié)能可以直接降低站點(diǎn)運(yùn)營(yíng)成本。此外，戶外電源多應(yīng)用于偏遠(yuǎn)站點(diǎn)，供電條件較差，配電變壓器容量較小，配電線路損耗大。因此，戶外電源本身能耗的降低對(duì)降低線路損耗，保證供電質(zhì)量也有明顯意義。戶外電源的能耗主要產(chǎn)生于兩個(gè)方面，電源部分和環(huán)境控制單元，因此節(jié)能主要從兩方面入手解決。

　　針對(duì)電源部分的損耗，戶外電源的工作模式和室內(nèi)電源是一樣的，正常情況下為均流工作模式。市電正常時(shí)模塊負(fù)載率較低，電源系統(tǒng)大多數(shù)沒(méi)有工作在系統(tǒng)最佳效率區(qū)間，因此可以采用電源模塊休眠技術(shù)根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載狀態(tài)，動(dòng)態(tài)調(diào)整工作模塊數(shù)量，使系統(tǒng)始終工作在最佳效率區(qū)間，從而降低系統(tǒng)的能耗。圖1表示了電源系統(tǒng)在普通工作模式下和節(jié)能模式下的系統(tǒng)典型效率比較。從圖1可看出，采用休眠節(jié)能模式，電源系統(tǒng)的效率在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)基本保持不變，有效的降低了電源系統(tǒng)在低負(fù)載條件下的能耗。另一方面，對(duì)于戶外電源來(lái)說(shuō)，電源系統(tǒng)效率提高會(huì)降低設(shè)備倉(cāng)的發(fā)熱量，降低設(shè)備倉(cāng)的溫度。

　　與室內(nèi)電源相比，戶外電源具有自身的環(huán)境控制單元，環(huán)境控制單元根據(jù)外界環(huán)境溫度和自身發(fā)熱量的情況，通過(guò)實(shí)施熱量控制，保證柜內(nèi)設(shè)備的正常工作。其功能等同于室內(nèi)站點(diǎn)的空調(diào)系統(tǒng)，因此環(huán)境控制單元直接影響設(shè)備的可靠性及能耗。正如機(jī)房中空調(diào)系統(tǒng)一樣，戶外電源的環(huán)境控制單元本身也會(huì)帶來(lái)一定的能耗。通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)計(jì)，在保證設(shè)備可靠性的前提下降低環(huán)境控制單元的能耗，對(duì)降低站點(diǎn)的運(yùn)營(yíng)成本有實(shí)際意義。

　　降低換熱單元能耗，首先要求機(jī)柜的良好密封，良好的機(jī)柜密封和隔熱性能一方面可以提高設(shè)備的防護(hù)能力，另外可以提高環(huán)境控制單元的效率，從而降低機(jī)柜環(huán)境控制單元的能耗。對(duì)于戶外電源來(lái)講，柜內(nèi)熱量的散發(fā)主要通過(guò)冷熱空氣之間的熱交換將熱量帶走。換熱單元的換熱量決定于選擇的熱交換器及風(fēng)扇風(fēng)量。風(fēng)扇是環(huán)境控制單元的主要耗能部件，風(fēng)扇的風(fēng)量與能耗有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如圖2所示，風(fēng)扇通過(guò)調(diào)速改變風(fēng)量，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與耗能呈現(xiàn)二次曲線的特征，在轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速的80%條件下，風(fēng)扇的耗能處在額定能耗的60%以下。因此，風(fēng)扇在大部分調(diào)速區(qū)間可以顯著降低能耗。

　　考慮戶外電源設(shè)計(jì)條件，風(fēng)扇額定風(fēng)量的選擇是按照系統(tǒng)最極端工作條件考慮的。然而戶外電源在大多數(shù)條件下，環(huán)境溫度和設(shè)備倉(cāng)的發(fā)熱量均遠(yuǎn)低于系統(tǒng)極端條件。因此，在環(huán)境溫度較低或負(fù)載較輕時(shí)，風(fēng)扇可以以較低的轉(zhuǎn)速滿足系統(tǒng)散熱的要求，同時(shí)降低換熱單元的的能耗。圖3為艾默生某型戶外產(chǎn)品采用換熱單元調(diào)速技術(shù)，環(huán)境溫度與換熱單元能耗的關(guān)系曲線：

　　從圖3可看出，隨著環(huán)境溫度的降低，換熱單元的耗能隨至減少。當(dāng)環(huán)境溫度為20度時(shí)，換熱單元耗能只是滿負(fù)荷功耗的25%，日可節(jié)約電能約1.5度。

　　2.節(jié)地技術(shù)

　　節(jié)約占地是節(jié)能減排的一個(gè)重要指標(biāo)。戶外電源主要是滿足站點(diǎn)面積小，不方便建站的應(yīng)用，因此減少占地面積可方便站點(diǎn)尋址并可降低建站成本。如采用H型桿或塔架安裝時(shí)，減少占地面積可以減少配套鋼結(jié)構(gòu)的投資，在城市中樓頂或過(guò)道安裝時(shí)，減少占地面積可以減少租金和增加站點(diǎn)選擇靈活性。

　　戶外機(jī)柜采用全正面維護(hù)設(shè)計(jì)可以在較大程度上減小戶外機(jī)柜占地面積。圖4是采用不同維護(hù)方式的戶外電源占地面積的比較。從圖中可看出，雙面維護(hù)的系統(tǒng)要在兩面留足維護(hù)空間和四周的過(guò)道，最低占地面積要求也需要2.4平米，相比單面維護(hù)不到1平米的占地面積要求，雙面維護(hù)的柜體顯然會(huì)增加占地投資和站點(diǎn)選擇難度。

　　3.環(huán)保

　　環(huán)保包括材料污染，音頻噪聲污染及電網(wǎng)污染等方面。

　　考慮當(dāng)前的電源技術(shù)水平和戶外電源應(yīng)用場(chǎng)合，材料污染和音頻噪聲污染在戶外電源設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注。因?yàn)槎鄶?shù)戶外站點(diǎn)位于自然環(huán)境優(yōu)美的地區(qū)或者城市人口密集區(qū)。因此系統(tǒng)的材料污染尤其是重金屬污染對(duì)環(huán)境有較大的破壞，音頻噪音過(guò)大對(duì)居民工作生活帶來(lái)不便，從而影響設(shè)備使用。

　　針對(duì)材料污染，歐盟頒布了RoHS環(huán)保指令，國(guó)內(nèi)信息產(chǎn)業(yè)部頒布了《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》，要求設(shè)備不含重金屬污染并對(duì)設(shè)備污染排放控制承諾相關(guān)時(shí)間。艾默生戶外產(chǎn)品系列全面滿足歐盟及中國(guó)環(huán)保指令要求，并承諾50年的污染物排放控制時(shí)間。

　　音頻噪聲污染主要控制方法是選用低噪音換熱單元，同時(shí)機(jī)柜采用消音措施。研究表明，換熱單元調(diào)速可有效的降低機(jī)柜噪音。圖5是某型戶外產(chǎn)品