1.1 獨立太陽能光伏發電係統

獨立太陽能光伏發電係（xì）統是（shì）太陽能發電孤島運行模式，即光伏輸出電能（néng）不並入（rù）交（jiāo）流（liú）電網（wǎng），直接為負載（zǎi）供電或（huò）者直接為蓄電池充電（diàn），由蓄電池為負載（zǎi）供電。獨立發電係統主要由太陽（yáng）能（néng）電池陣（zhèn）列、最（zuì）大功率控製器、蓄電池、負（fù）載和其他輔助器件（jiàn）組成。太陽能電池陣列將太陽能轉換為電能（néng），光（guāng）伏陣列輸出的功率（lǜ）和其輸出的電流（liú）和電壓有關係，不同電流電壓對應的功率不相等，為了使光伏陣（zhèn）列（liè）輸出最大功率，需要光伏最大功率控製器，控製（zhì）光伏陣列輸出最（zuì）大功率。蓄電池可（kě）以將太陽能電池陣列輸（shū）出的電能儲存起來，在電力不足時，有蓄電池為負載供電（diàn）。

1.2 光伏組件

光伏組件是由很多個晶體矽電池進行單體串聯（lián）、並聯，並且嚴格組裝並密（mì）封而成的，原理是利用光入射（shè）到半導體時所引起的光電效應，可以用 PN結的原理進行簡單的說明，當少子（zǐ）進入 PN 結時，空穴會向 P 型半導體運動，電子則向 N 型半導體方（fāng）向移動（dòng），並（bìng）且分別聚（jù）集在半（bàn）導（dǎo）體的兩級的部分，即正電荷（hé）與（yǔ）負電荷分別聚集於其（qí）兩（liǎng）端，如果把這兩級用導線連接（jiē）起來，就會有電荷流動就會產生電能。 [1] 

1.太陽能光伏（fú）供電係統原理及組成

通信（xìn）用（yòng）太陽能光伏供電係統，是由（yóu）太陽能光伏（fú）電池方陣、蓄電池組、太陽能控製器、高頻開關電源（yuán）、直流配電（diàn）單元（yuán）等設備組成（chéng）。其各部分（fèn）設備的作用分（fèn）析如下：

（1）太（tài）陽能光伏電池方陣（zhèn）組

在有（yǒu）光照情（qíng）況下，光伏電池吸收光能，電池兩端出現異號電荷的積累，即（jí）產生“光生電壓”，這就是“光生伏（fú）打效應”。在（zài）“光生伏打效應”的作用（yòng）下，太陽能電池兩端產（chǎn）生電動（dòng）勢，將光能轉（zhuǎn）換成電能，它是能量轉換的器件。太陽能光伏電池（chí）一（yī）般為矽（guī）光電池，分為單晶矽太陽（yáng）能光伏電池、多晶（jīng）矽太陽能光伏電池和非晶矽太陽能光伏電池 3 種。

（2）蓄電池組

蓄電池組的作用是（shì）貯存（cún）太陽能光伏電池方陣受光照時發出（chū）的電能，並可隨時（shí）向負載供電。太陽能光伏電（diàn）池發電對所用（yòng）蓄電池組的基本要求是：自放電率低；使用壽命長；深放電能力強；充電（diàn）效率高；少維護或免維護；工作溫（wēn）度範圍寬；價格低廉。目前，我國與太陽能光（guāng）伏發電係統配套使用的蓄電池主要是鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池。配套 200Ah 以上的鉛酸蓄電池，一般選（xuǎn）用固定式或工業密封式（shì）免維護鉛酸蓄電池，每隻蓄（xù）電池的額定電壓為 2VDC；配套 200Ah 以下的鉛酸蓄電池（chí），一般選用小型密封免維護鉛酸蓄電池，每隻蓄電（diàn）池的（de）額定電壓為（wéi） 12VDC。

（3）控製（zhì）器以太陽（yáng）能光伏電池方陣組件產生（shēng）的直流電做為輸入，太陽能控（kòng）製器轉換後輸出穩（wěn）定的通信（xìn）用 48 VDC 直流電。通信用太（tài）陽能控製器一般分（fèn）為以下（xià）兩（liǎng）種：

① 投切型通過對（duì）太（tài）陽能光伏電池組（zǔ）的投入和切（qiē）換，輸出相對穩定的直流電壓，能自動對蓄電（diàn）池進行充放電管理，防止蓄電池過充電（diàn）和過放電的設備。

② MPPT 型（xíng）具備 MPPT（最大功率（lǜ）點（diǎn）跟蹤）功能 的模塊化（huà） 太陽能（néng）控製器。因為 MPPT 型效率更高（gāo），現在的趨勢是主要采用 MPPT型太（tài）陽能控製器。

（4）高頻開關電源將交流市電轉換為通信用 48 VDC 直（zhí）流電，並對蓄（xù）電池進行管（guǎn）理。

（5）直（zhí）流配（pèi）電主要作用是（shì）對各通信設備或其它用途的設備提供獨立的輸出分路，每路均裝有空開或熔絲用（yòng）作（zuò）過流保（bǎo）護和開關。根據負載的重要性，又分成重要負載和次要負載兩（liǎng）部分，在電池放電時，為了保證（zhèng）重要負載供電，當電池放到某一（yī）程度時切斷次要負載供（gòng）電，使重要負載有更長的供電時間；當電池深度放電時則切斷重（chóng）要負載，以防止（zhǐ）電池過度放電而損壞。

通信基（jī）站的負載主要由通信設備和輔助設備構（gòu）成，主要包（bāo）括：信號發（fā）射台、接收器、機房冷卻（què）係統（tǒng）、備用（yòng）電源、照明係統等。根據基站（zhàn）負載功率大小，可以將通信基站分為以下（xià）兩種。

1）宏基站。負載功率較大，用傳統 48V 直（zhí）流電源供（gòng）電。

2）微基站、直放站、室內分布、拉（lā）遠站。負載功率較小，用交流 220 V 電源供電。負載大的通信基（jī）站一（yī）般在室內的基站（zhàn）業務量比較大，負載也大一些，一般在 70 A 到 100 A 左右。如果單用太陽能供電的話，需要太（tài）陽能電池板數量過多，占（zhàn）地麵積過大，成本過高不夠經濟，所以不建議使用（yòng）太陽能光伏發電（diàn）。 [2] 

光電（diàn）互補係統是采用市電和太陽能光伏係統對基站進行供（gòng）電（diàn）的係統。當 日照充（chōng）足時，太陽能控製器充分（fèn）利用太陽能光伏（fú）電（diàn）源對（duì）負載進行（háng）供電，同時對蓄電池進行充電（diàn）。當日照不足時，蓄電池放電，對負載進行供電。當蓄電池容量下降到一定程度時，啟動通信電源，利用市（shì）電給（gěi）負載供電，同時（shí）給蓄電池供電。一旦蓄電（diàn）池充（chōng）滿或日照條件恢複到可以采用太陽（yáng）能給（gěi）負（fù）載進行供電時，則通（tōng）信電源關閉，最大限度（dù）地利（lì）用太陽能供電。同時，太陽（yáng）能光伏電源係統（tǒng）具有過壓、欠壓和過流保（bǎo）護及防雷裝（zhuāng）置，以保護通（tōng）信設備和蓄電池免遭雷（léi）擊，維護係統設備的安全使用。 [3] 

根據基站的特點和基站的種類，采用不同電源（yuán）為基站供（gòng）電，供電方式分為以下幾種（zhǒng）：

1）獨立（lì）太陽（yáng）能供電。隻采用太陽（yáng）能光伏陣列為（wéi）負載供電，主要應用在沒有電力供應的偏遠地區，如山區和海島，這種基站要求光伏陣（zhèn）列輸出功率較（jiào）大，可以滿足各（gè）種天氣變化。

2）太陽能供電為主並配備高頻開關（guān）電源供（gòng）電方式。此（cǐ）種方式（shì）供電安全級別較高，一（yī）般配以柴（chái）油機或者是電作為（wéi）備用的（de）電源，適用於比較（jiào）重（chóng）要（yào）的基站。

3）風光互補供電。主要用在風力資源和太陽能資源很好且電力供應較差的地區，由（yóu）風能和（hé）太（tài）陽能同時或者（zhě）分時為基站負載供電，提高供電（diàn）可靠性。