浅谈通信机房的节能减排

1、贵州电信基站节能减排技术应用分析陶建华贵州省邮电规划设计院有限公司 贵阳 邮编550003摘要：本文结合贵州的自然气候条件以及现有节能减排技术发展情况，对智能通风换热、蓄电池恒温技术、开关电源自动休眠技术在贵州电信基站节能减排方面的应用情况进行了分析，此外还对新能源中的太阳能应用情况进行了简要分析，希望对相关人员进行基站节能减排工作有所帮助。关键词： 基站 节能减排 智能通风 蓄电池恒温技术 开关电源自动休眠 太阳能 节能效果 投资效益1 节能减排的重要性据预测，到2050年，全球平均温度将上升三度，马尔代夫、基里巴斯、图卢瓦等岛国面临淹没危险，两亿人将会背井离乡气

2、候变暖已成为全球气候灾难的重要原因。气候问题已引起全球重视，节能减排已成为人类共同的目标。2009年12月，世界气候大会哥本哈根会议，来自192个国家的谈判代表参会，商讨京都议定书一期承诺到期后的后续方案，即2012年至2020年的全球减排协议。中国政府在会上做出庄严承诺：2020年中国单位国内gdp总值二氧化碳排放比2005年下降4050%。2010年4月，国资委颁布了中央企业节能减排监督管理暂行办法，指导监督中央企业在节能减排和转变发展方式中进一步发挥表率作用，要求央企“十二五”万元gdp综合能耗下降20%，将节能减排纳入央企负责人任期考核指标。同期，国资委将中国电信从节能减排“一般企业”

3、转为“关注类企业”，加大监管力度。中国电信集团公司随即成立了节能减排处，专门负责节能减排工作。集团统计了2009年各省能耗基础数据，并以此为基础参照，分解节能任务考核指标，督促各分公司严格执行。同时，要求各省分公司制定节能减排专项规划，将节能减排工作纳入企业未来长期的工作计划中。企业节能、社会节能、国家节能，继而实现全球节能，控制气候变暖，是我们每一个企业应当肩负的责任。贵州电信作为有历史、有责任的国有企业，认真贯彻国家节能方针政策，努力实现节能目标，责无旁贷。2 贵州电信能耗分析根据统计数据，2008年贵州电信全年能耗总量为13225.5万度，2009年全年能耗总量为16436.3万度，20

4、10年上半年能耗为8380万度，近年能耗呈逐年上升趋势，一方面是因为网络的正常扩容，另一方面基站的建设及扩容成为贵州电信能耗增长的重点。表一 电能消耗统计表项 目单位2008年2009年2010年上半年耗电量（总）万度13225.516436.38380.01. 生产用房耗电量万度12094.915173.37781.7其中：基站耗电量万度1780.93032.91359.7其中：数据中心机房耗电量万度473.8592.5306.1其中：通信机房耗电量万度7056.28247.24364.0其中：接入局所及室外机柜耗电量万度2784.03300.71751.82非生产用房耗电量万度1130.6

5、1262.9598.3根据表一电能消耗统计表，2008年至2010年6月总耗电量为38041.8万度，其中生产用电为35049.9万度，占比为92%，非生产用电为2991.9万度，占比为8%。很明显，贵州电信能耗消耗主要是生产用电，而生产用电中基站耗电、通信机房和接入局所耗电占主要部分。基站设备构成简单，但局所数量较大，因此总能耗量较大。由上表一可见2008年基站耗电量占生产用电总量的15%，2009年上升至20%，2010年预计将上升至30%左右，因此，基站的节能减排日益成为贵州电信节能减排的重点。3 基站节能减排技术应用分析3.1 基站节能减排技术选择原则实效性原则：所选择的技术必须具有明

6、显的节能效果，节能减排效果差或者完全不节能的改造技术坚决不能用。适用性原则：每种节能减排技术必定有其适用条件，贵州电信基站节能减排选用的节能技术必须适应贵州省各地的气候条件、地理环境、人文环境以及网络现状等。在北方寒冷地区适用的节能减排技术在南方不一定适用，在沿海地区适用在内陆不一定适用。外部性原则：选用节能减排技术时不能仅仅考虑节能减排技术本身对企业带来的节能减排收益，还必须考虑规模应用此技术时对国家、对社会的正面与负面影响。例如：企业节能减排了，需要考虑社会是否节能减排；企业购买的大量节能减排新设备，是否会导致生产此类设备能耗增加以及污染排放增加等。经济性原则：节能减排技术的选择必须具备经

7、济可行性。如果企业节能减排了但没能获得经济效益，那么此项节能减排技术肯定是难以推广的。安全性原则：节能减排技术实施不得增加网络运行风险，必须考虑项目实施过程中的安全可行性。3.2 贵州气候贵州省位于副热带东亚大陆的季风区内，气候类型属中国亚热带高原季风湿润气候。主要气候特点为：(1) 全省大部分地区气候温和，冬无严寒，夏无酷暑，四季分明。高原气候或温热气候只限于海拔较高或低洼河谷的少数地区。(2) 境内包括省之中部、北部和西南部在内的占全省大部分地区，年平均气温在1416之间，而其余少数地区计有省之南部边缘的河谷低洼地带和省之北部赤水河谷地带，为1819，省之东部河谷低洼地带为1618，海拔较

8、高的省之西北部为1014。各地月平均气温的最高值出现在7月份，最低值出现在1月份。就全省大部分地区而言，7月平均气温为2225，1月平均气温为46，全年极端最高气温在34.036.0之间，极端最低气温在-6.0-9.0之间，但其出现天数均很少，或仅在多年之中偶尔出现。贵州主要城市气象条件如下表二所示：表二 贵州主要城市气象条件(2009)统计表城市名称年平均气温()年降水量(毫米)年日照时数(小时)年平均相对湿度(%)贵阳市14.9 849.5 934.6 74 六盘水市13.0 1051.9 1346.8 77 遵义市16.3 733.9 902.7 78 安顺市14.8 1009.4 14

9、18.4 76 铜仁市17.8 1037.1 1041.6 75 兴义市16.9 905.7 1642.7 76 毕节市13.8 698.6 1229.2 80 凯里市16.4 1009.0 1143.2 74 都匀市15.5 1178.5 1189.0 78 赤水市18.4 1109.6 1099.9 83 清镇市15.0 875.9 1153.8 84 仁怀市16.3 944.5 1120.3 73 福泉市15.5 978.7 1075.8 75 注：本表数据引自2010年贵州统计年鉴贵州主要城市各月平均气温如下表三及图一所示：表三 贵州主要城市各月平均气温(2009)统计表城市名称1月2

10、月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月贵阳市3.8 10.4 11.3 14.5 18.6 21.5 22.7 23.6 21.5 15.8 9.3 5.5 六盘水市2.6 11.8 10.2 13.0 16.1 18.7 20.0 19.6 18.5 13.2 7.9 4.4 遵义市5.1 10.6 12.4 15.3 19.9 23.5 25.4 26.1 23.8 17.2 10.3 6.4 安顺市4.2 12.1 11.4 14.5 18.0 21.0 21.8 22.2 20.9 15.6 9.9 5.9 铜仁市5.7 10.8 13.1 17.1 21.0 26.4 27

11、.6 28.7 25.4 20.0 10.6 7.2 兴义市6.5 16.8 14.1 17.1 19.9 22.1 22.7 22.8 21.8 17.6 12.2 9.4 毕节市2.9 9.9 10.0 13.5 17.3 20.3 22.0 21.8 20.6 14.2 8.5 5.1 凯里市4.9 11.1 12.3 15.6 20.2 23.9 25.5 26.1 23.7 17.9 9.9 6.2 都匀市4.5 10.7 11.8 15.1 19.1 22.3 23.4 24.5 22.4 16.8 9.6 5.8 赤水市7.7 13.4 14.5 18.8 21.1 24.4 2

12、7.4 26.9 25.4 18.8 12.5 9.7 清镇市4.4 11.1 11.5 14.6 18.4 21.3 22.7 23.2 21.3 15.9 9.6 6.0 仁怀市5.0 11.3 12.4 15.6 19.7 22.8 25.1 25.8 24.3 16.8 10.5 6.8 福泉市4.4 10.5 11.7 14.9 19.2 22.5 24.2 24.6 22.4 16.7 9.1 5.5 注：本表数据引自2010年贵州统计年鉴图一 贵州主要城市2009年各月平均气温分布图3.3 基站节能减排技术应用分析依据贵州的自然气候条件以及现有节能减排技术发展情况，下面就智能通风

13、换热、蓄电池恒温技术、开关电源自动休眠技术在贵州电信基站节能减排方面的应用情况作相应分析；此外对新能源中的太阳能应用情况做简要分析。3.3.1 智能通风换热（1）概述1）智能通风：该技术根据空气动力学的原理，在机房相对的两面墙壁上按不同的高度开两个孔，分别作为出风口和进风口。当室内外环境满足开启条件时，启动风机，不断的引入低温的室外空气，排出高温的室内空气，从而达到降温节能的目的。智能通风设备通常由进风口/出风口和控制器等三部分组成，控制器的功能智能化，可与空调联动控制，按预定的程序，根据室内外环境变化情况，执行进/排风或空调机的开/关机控制，以实现空气和热量的交换。2）智能换热：该技术由两套

14、独立的循环风道组成，室外冷空气经过管道，进入室内换热器与强制循环流动的室内热空气通过特制形状的金属换热芯体进行热量交换，从而降低室内温度，其中空气不交换，而只进行热量的交换。该设备可以实现与空调机的联动，按预定的程序执行换热器与空调机之间的开/关机控制。该技术的关键部件是换热芯体，又称为能量回收装置，室外空气不进入机房，在换热芯体内完成热交换作用。（2）适用场景智能通风设备适用于基站常年室内外温差大（建议在10以上），通风条件比较好，空气质量好的地区。不宜在外部环境和空气质量较差的地区安装，如灰尘较大的道路和工厂旁，海边或空气污染较重的地区。智能换热设备适用于基站常年室内外温差大（建议在10以

15、上），空气质量较差的地区。 (3) 该技术在贵州电信基站适用情况分析1) 自然环境条件适宜性分析根据通信中心机房环境条件要求yd/18212008，基站温度要求：1030，湿度要求：20%85%；一般基站室内温度为：2628，湿度为：50%70%。该技术在贵州主要城市适用情况如下表四所示：表四 智能通风换热技术在贵州主要城市适用情况表城市名称年平均气温()基站室内温度()基站室内外温差()该技术是否适用贵阳市14.928.013.1是六盘水市13.028.015.0是遵义市16.328.011.7是安顺市14.828.013.2是铜仁市17.828.010.2是兴义市16.928.011.1是

16、毕节市13.828.014.2是凯里市16.428.011.6是都匀市15.528.012.5是赤水市18.428.09.6否清镇市15.028.013.0是仁怀市16.328.011.7是福泉市15.528.012.5是由上表四可见，从自然环境条件角度，智能通风换热技术适用于贵州绝大部份区域。贵州目前是一个工业发展较落后的省份，工业污染较少，但植被覆盖较好，使得贵州空气整体质量较好，从整体的节能效益分析，在贵州应大力推广智能通风系统。2) 智能通风系统应用投资效益分析目前移动通信基站均为无人值守基站，不采用智能通风技术时，每个基站需配备1.5匹（1.5kw）的空调，而采用智能通风系统，其功耗

17、0.2kw，可节省功耗1.3kw，工作时间按每年运行360天，以每天运行10小时计算，单个站点年节约耗电0.468万度。贵州电信大部分拥有独立站房的基站及少部分城区基站可采用智能通风系统，此部分基站占贵州电信基站总数的60%左右，此部分基站均采用智能通风系统节能减排效果如下表五所示：表五 贵州电信智能通风技术节能减排效果分析本地网室外基站数可做智能通风技术的基站数年节电(万度)年节电费(万元)贵阳1660996466326遵义1442865405283安顺605363170119黔南1020612286200黔东南1109665311218铜仁721433202142毕节88553124917

18、4六盘水666400187131黔西南750450211147总计8858531524871741贵州电信基站智能通风技术改造投资效益情况，如下表六所示：表六 贵州电信基站智能通风技术投资效益情况表本地网室外基站数可做智能通风技术的基站数智能通风系统改造投资(万元)静态投资回收期(年)贵阳16609964981.5遵5安顺6053631821.5黔南10206123061.5黔东南11096653331.5铜仁7214332161.5毕节8855312661.5六盘水6664002001.5黔西南7504502251.5总计8858531526571.5由上可见，从投

19、资效益角度分析，贵州电信基站智能通风技术改造的投资效益比较理想，静态投资回收期只有1.5年，因而该项技术，适宜在贵州电信大力推广。3.3.2 蓄电池恒温技术(1) 概述基站内蓄电池对工作环境温度的要求在1525，可以采用蓄电池恒温箱/地埋保温箱技术，为蓄电池提供一个最适宜的局部温度环境，其他区域的温度控制范围可以根据主设备对环境温度的要求适当放宽，从而大大降低基站制冷设备的总能耗。(2) 适用场景蓄电池恒温技术一般适用于为了节省空调用电而升高机房温度的基站，或者有智能通风系统且无机房空调的基站。(3) 该技术在贵州电信基站适用情况分析 贵州电信目前90%以上的基站有站房和独立蓄电池组，如果这些

20、基站均采用这项技术，按照蓄电池恒温技术的年节电率在20%左右考虑，该技术的节能减排效果如下表七所示：表七 贵州电信蓄电池恒温技术节能减排效果分析本地网室外基站数可做蓄电池恒温技术的基站数年节电(万度)年节电费(万元)贵阳16601494299209遵义14421298260182安顺60554510976黔南1020918184129黔东南1109998200140铜仁72164913091毕节885797159112六盘水66659912084黔西南75067513595总计8858797215941116贵州电信基站蓄电池恒温技术改造投资效益情况，如下表八所示：表八 贵州电信基站蓄电池恒温

21、技术投资效益情况表本地网室外基站数可做蓄电池恒温技术的基站数蓄电池恒温改造投资(万元)静态投资回收期(年)贵阳16601494268913遵义14421298233613安顺60554598013黔南1020918165213黔东南1109998179713铜仁721649116813毕节885797143413六盘水666599107913黔西南750675121513总计885879721435013由上可见，贵州电信基站蓄电池恒温技术改造的投资效益并不理想，静态投资回收期高达13年，因而该项技术，目前不宜在贵州电信大规模推广，可在部分空调耗能过高的基站进行试点。3.3.3 开关电源自动休

22、眠技术(1) 概述通信设备的用电负荷往往是非恒定的，特别是正常工作和停电后供电恢复、电池均充状态时开关电源的负荷往往差别较大；另一方面，开关电源整流模块的电源转换效率一般是负荷在80%以上时效率最高。开关电源休眠正是基于此原理，在用电负荷低时集中由一至两个整流模块工作供电，提高ac/dc转换效率，实现节能。(2) 适用场景适用于开关电源负载率低于50%的基站。(3) 该技术在贵州电信基站适用情况分析基站通常负载约2000w，负载率约30%。不采用该技术，负载率为30%时效率为84%，基站电源典型配置为4个54v/50a整流模块，一般采用3+1备份模式，即三个电源模块工作。采用开关电源休眠技术，

23、负载率可达到90%，最多启用2个电源模块工作即可（每个休眠模块功耗为5w）。 不采用休眠技术单个电源年耗电量：（54v60a24365）/84%=3.38万度采用休眠技术单个电源年耗电量：（54v60a24365）/90%+5w24365/1000=3.16万度，单套基站开关电源年节电0.22万度。 贵州电信目前90%左右的基站有站房和开关电源，如果这些基站均采用这项技术，该技术的节能减排效果如下表九所示：表九 贵州电信开关电源自动休眠技术节能减排效果分析本地网室外基站数可做开关电源休眠技术的基站数年节电(万度)年节电费(万元)贵阳16601494 329 230 遵义14421298 286

24、 200 安顺605545 120 84 黔南1020918 202 141 黔东南1109998 220 154 铜仁721649 143 100 毕节885797 175 123 六盘水666599 132 92 黔西南750675 149 104 总计88587972 1754 1228 贵州电信基站开关电源自动休眠技术改造投资效益情况，如下表十所示：表十 贵州电信基站开关电源自动休眠技术投资效益情况表本地网室外基站数可做开关电源休眠技术的基站数开关电源休眠改造投资(万元)静态投资回收期(年)贵阳166014942991.3遵义144212982601.3安顺6055451091.3黔南

25、10209181841.3黔东南11099982001.3铜仁7216491301.3毕节8857971591.3六盘水6665991201.3黔西南7506751351.3总计8858797215941.3由上可见，贵州电信基站开关电源自动休眠技术改造的投资效益比较理想，静态投资回收期只有1.3年，因而该项技术，适宜在贵州电信大力推广。3.3.4 太阳能发电技术太阳能发电主要应用于偏远基站和微波及光缆中继站上，这类地方大都具有以下特点：1) 局站无市电引入；市电质量较差，包括市电不稳、长时间停电、季节性停电；2）负荷类型均为直流负荷，容量不宜超过2kw；3）年太阳能辐射总量不小于5000mj

26、/m2（或太阳能年平均日照时数不低于1800h）应用形式通常如下图二所示： 图二 太阳能应用方式图贵州主要城市年日照情况如下表十一所示：表十一 贵州主要城市年日照情况表城市名称年日照时数(小时)贵阳市934.6 六盘水市1346.8 遵义市902.7 安顺市1418.4 铜仁市1041.6 兴义市1642.7 毕节市1229.2 凯里市1143.2 都匀市1189.0 赤水市1099.9 清镇市1153.8 仁怀市1120.3 福泉市1075.8 由上表可见，贵州主要城市中没有年日照数大于1800h小时的，因而太阳能发电不适宜在贵州电信推广，只能在局部区域，如兴义市、安顺市等少数地方解决市电难

27、以引入市电引入投资较大，且基本能满足太阳能发电所需日照时间的少数基站上使用。4 结束语在基站节能减排工作的开展过程中，节能减排技术选择的优劣，将直接影响基站节能减排的效果。目前节能减排的技术较多，贵州电信须根据贵州的自然环境条件，以及基站自身设备的能耗情况，合理选择相应的节能减排技术，才能使基站节能减排工作在技术、经济上的效果取得最大化。以上就智能通风换热、蓄电池恒温技术、开关电源自动休眠技术在贵州电信基站节能减排方面的应用情况进行了分析，此外还对新能源中太阳能的应用情况进行了简要分析，希望对相关人员开展基站节能减排工作有所帮助。作者简介：陶建华、 男、1977年6月出生、2002年7月毕业于重庆邮电学院