Soluție Telecom Power: Ghid complet pentru sistemele fiabile de alimentare Telecom

Rețelele moderne de telecomunicații necesită energie fiabilă 24/7. De la stațiile de bază 5G și rețelele de acces prin fibră până la site-uri de comunicații la distanță, o soluție stabilă de alimentare pentru telecomunicații este esențială pentru menținerea disponibilității rețelei, protejarea echipamentelor critice și reducerea costurilor de operare.

Site-urile de telecomunicații în aer liber sunt adesea expuse la temperaturi extreme, praf, ploaie, umiditate și condiții instabile ale rețelei. Prin urmare, un sistem de alimentare de telecomunicații nu înseamnă doar furnizarea de energie electrică. Este nevoie de o soluție integrată care să combine alimentarea cu energie, bateria de rezervă, protecția în aer liber și managementul termic.

În acest articol, explicăm componentele cheie ale unei soluții moderne de alimentare pentru telecomunicații și modul în care dulapurile de telecomunicații în aer liber și sistemele de management termic pot ajuta la construirea unei infrastructuri de telecomunicații fiabile.

Ce este o soluție de energie pentru telecomunicații?

O soluție de alimentare pentru telecomunicații este un sistem de alimentare integrat conceput pentru a furniza energie electrică fiabilă și continuă echipamentelor de telecomunicații.

O soluție tipică de alimentare pentru telecomunicații poate include:

• Sisteme de alimentare AC/DC

• Redresoare

• Unități de distribuție DC

• Baterii litiu-ion sau plumb-acid

• Dulapuri pentru baterii și rafturi pentru baterii

• Dulapuri electrice pentru telecomunicații în aer liber

• Sisteme de monitorizare si control

• Sisteme de racire si management termic

• Protecție la supratensiune și componente de distribuție a energiei

Obiectivul principal este de a se asigura că echipamentele de telecomunicații continuă să funcționeze chiar și atunci când sursa primară de alimentare se defectează.

Pentru implementările de telecomunicații în aer liber, aceste componente sunt instalate în mod normal într-un dulap sau carcasă de telecomunicații în aer liber rezistent la intemperii..

Proiectul Telecom Power 

De ce puterea de încredere este critică pentru rețelele de telecomunicații?

Echipamentele de telecomunicații funcționează continuu. Chiar și o scurtă întrerupere a alimentării poate cauza opriri ale rețelei, întreruperi ale serviciului sau defecțiuni ale echipamentelor.

Acest lucru este deosebit de important pentru:

• Stații de bază 5G

• Rețele 4G/LTE

• Rețele de acces prin fibră optică

• Sisteme de comunicații fără fir

• Unități radio la distanță

• Implementări cu celule mici

• Site-uri de comunicare cu microunde

• Edge computing și infrastructură de telecomunicații

• Site-uri de telecomunicații rurale și în afara rețelei

O soluție de alimentare pentru telecomunicații proiectată corespunzător oferă atât putere de funcționare normală, cât și putere de rezervă , permițând rețelei să rămână operaționale în timpul defecțiunilor rețelei sau al altor întreruperi de alimentare.

Componentele principale ale unei soluții de energie de telecomunicații

1. Redresor și sistem de alimentare DC

Rețelele de telecomunicații folosesc în mod obișnuit curent continuu, -48V CC fiind una dintre cele mai utilizate arhitecturi de alimentare.

Redresorul convertește puterea AC de intrare în putere DC reglată pentru echipamentele de telecomunicații, în timp ce încarcă și sistemul bateriei de rezervă.

O arhitectură tipică poate fi simplificată astfel:

AC Grid → Redresor → DC Distribution → Telecom Equipment

În același timp:

Redresor → Baterie → Distribuție DC → Echipament telecom

Când rețeaua de curent alternativ este disponibilă, redresorul alimentează sarcina de telecomunicații și încarcă bateriile.

Când rețeaua se defectează, bateria furnizează automat energie echipamentelor de telecomunicații.

Această arhitectură ajută la menținerea funcționării continue fără a necesita pornirea imediată a generatorului.

2. Baterie de rezervă Telecom

Bateria de rezervă este una dintre cele mai importante părți ale unei soluții de alimentare pentru telecomunicații.

Site-urile de telecomunicații tradiționale au folosit în mod obișnuit baterii plumb-acid, în timp ce implementările moderne folosesc din ce în ce mai mult baterii litiu-ion datorită densității lor mai mari de energie, duratei de viață mai lungi și amprentei mai mici.

În funcție de aplicație, bateriile pot fi instalate în:

• Dulapuri pentru baterii exterioare

• Dulapuri electrice pentru telecomunicații

• Rafturi pentru baterii

• Carcase integrate pentru alimentare și baterii

Capacitatea bateriei trebuie selectată în funcție de sarcina de telecomunicații și de timpul necesar de rezervă.

De exemplu, un site de telecomunicații de la distanță poate necesita câteva ore de rezervă a bateriei pentru a menține disponibilitatea rețelei în timpul unei întreruperi de rețea.

3. Cabinet de alimentare pentru telecomunicații în aer liber

Pentru site-urile de telecomunicații în aer liber, sistemul de alimentare are nevoie de protecție împotriva mediului.

Un dulap de telecomunicații în aer liber oferă un spațiu protejat pentru:

• Redresoare

• baterii

• distribuție DC

• Echipamente de monitorizare a puterii

• Controlorii

• Echipamente de rețea

• Alte componente auxiliare

Carcasa poate fi proiectată cu niveluri de protecție precum IP55, IP65 sau IP66 , în funcție de mediul amplasamentului și de cerințele echipamentelor.

Un dulap de telecomunicații în aer liber proiectat corespunzător ar trebui să ofere protecție împotriva:

• Ploaie și apă

• Praf

• Umiditate

• Radiația solară

• Vânt

• Medii corozive

• Temperaturi extreme

• Acces neautorizat

Pentru mediile exterioare dure, materialul carcasei, tratamentul suprafeței, etanșarea, intrarea cablurilor, încuietorile și designul de ventilație sau răcire trebuie luate în considerare împreună.

Managementul termic: o parte critică a soluțiilor de energie pentru telecomunicații

Unul dintre cele mai neglijate aspecte ale proiectării sistemului de alimentare de telecomunicații este managementul termic.

Echipamentele electrice generează căldură în timpul funcționării. Redresoarele, bateriile, sursele de alimentare, comutatoarele și alte componente electronice contribuie toate la sarcina de căldură internă.

Dacă această căldură nu poate fi îndepărtată eficient, temperatura interioară a cabinetului poate crește semnificativ.

Temperatura ridicată poate duce la:

• Durată de viață redusă a bateriei

• Fiabilitate redusă a echipamentului

• Alarme termice

• Degradarea componentelor

• Întreținere sporită

• Opriri neașteptate

• Durată de viață redusă a sistemului

Din acest motiv, managementul termic trebuie luat în considerare în același timp cu proiectarea sistemului de alimentare.

Cum să răciți un dulap electric de telecomunicații

Există mai multe abordări comune pentru răcirea cabinetelor de telecomunicații.

Opțiunea 1: Răcire cu ventilator

Răcirea cu ventilator este una dintre cele mai simple și mai economice soluții.

Ventilatoarele schimbă aerul interior fierbinte cu aer ambiental mai rece.

Cu toate acestea, răcirea cu ventilator are o limitare importantă: aerul exterior pătrunde în dulap.

Prin urmare, răcirea cu ventilator poate să nu fie potrivită atunci când dulapul necesită o protecție ridicată a mediului împotriva prafului, umidității, stropilor de sare sau a altor contaminanți.

Pentru medii relativ curate și încărcări interne mai mici de căldură, răcirea cu ventilator poate fi o opțiune rentabilă.

Opțiunea 2: Schimbător de căldură aer-aer

Un schimbător de căldură aer-aer elimină căldura internă fără a amesteca direct aerul din interior și cel exterior.

Aerul intern circulă printr-o parte a schimbătorului de căldură, în timp ce aerul ambiental circulă prin cealaltă parte.

Căldura este transferată prin miezul schimbătorului de căldură.

Acest lucru oferă mai multe avantaje:

• Fără schimb direct de aer contaminat

• Protecție mai bună împotriva prafului și umezelii

• Potrivit pentru dulapuri de exterior sigilate

• Cerințe mai mici de întreținere

• Nu este necesar agent frigorific

• Potrivit pentru multe aplicații de telecomunicații

Pentru dulapurile de telecomunicații în care menținerea unei carcase etanșe este importantă, un schimbător de căldură aer-aer poate fi o soluție excelentă.

Opțiunea 3: Aer condiționat din dulap

Când sarcina de căldură internă este mare sau temperatura exterioară este extremă, poate fi necesar un aparat de aer condiționat din dulap.

Un aparat de aer condiționat din dulap asigură o refrigerare activă și poate menține temperatura internă a cabinetului sub limita necesară chiar și atunci când temperaturile ambientale sunt ridicate.

Aplicațiile tipice includ:

• Dulapuri de telecomunicații de mare putere

• Dulapuri electrice de exterior

• Dulapuri pentru baterii

• Sisteme de stocare a energiei

• Dulapuri de control industriale

• Adăposturi de comunicare

În funcție de aplicație, aparatele de aer condiționat din cabinet pot fi furnizate în diferite capacități de răcire și configurații de putere, inclusiv soluții AC și DC.

Pentru site-urile de telecomunicații cu sisteme de alimentare de 48 V DC , aparatele de aer condiționat din cabinet DC pot fi deosebit de utile, deoarece pot funcționa direct din arhitectura de alimentare DC a site-ului.

Alegeți între ventilator, schimbător de căldură și aer condiționat

Tehnologia corectă de răcire depinde de mai mulți factori.

Cei mai importanți parametri de luat în considerare sunt:

1. Disiparea internă a căldurii

Calculați căldura totală generată de redresoare, baterii, echipamente de telecomunicații, surse de alimentare și alte componente.

2. Temperatura ambientală maximă

Un dulap instalat într-un mediu deșert poate experimenta temperaturi de peste 50°C, în timp ce un site într-un climat rece poate necesita funcționarea sub -30°C sau mai puțin.

3. Temperatura internă necesară

Diferite echipamente de telecomunicații și baterii au cerințe diferite de temperatură de funcționare.

4. Nivel de protecție a carcasei

Dacă dulapul necesită protecție IP65 sau IP66, este posibil ca o soluție de ventilație deschisă să nu fie adecvată.

5. Disponibilitatea puterii

Pentru site-urile de telecomunicații la distanță, consumul de energie al sistemului de răcire este un aspect important.

Soluții de alimentare pentru telecomunicații pentru medii în aer liber dure

Rețelele de telecomunicații sunt din ce în ce mai mult implementate în medii provocatoare.

Exemplele includ:

• Deșerturi

• Zonele de coastă

• Regiunile tropicale

• Locuri de mare altitudine

• Zone industriale

• Locații rurale îndepărtate

• Site-uri de telecomunicații alimentate cu energie solară

• Stații de comunicații în afara rețelei

În aceste medii, carcasa și sistemul de management termic trebuie proiectate împreună.

Temperatură ambientală ridicată

Temperaturile ridicate pot afecta în mod semnificativ bateriile și componentele electronice.

Un aparat de aer condiționat sau un schimbător de căldură adecvat pot preveni creșterea excesivă a temperaturii interne.

Praf și nisip

Site-urile de telecomunicații din deșert pot avea un nivel ridicat de praf și nisip.

Un dulap de exterior etanș, combinat cu un schimbător de căldură aer-aer sau cu un aparat de aer condiționat poate oferi o protecție mai bună decât un sistem de ventilație deschis.

Medii costiere și corozive

Pulverizarea cu sare și umiditatea ridicată pot accelera coroziunea.

Pentru aplicațiile de telecomunicații de coastă, ar trebui luate în considerare materialele rezistente la coroziune, tratamentul adecvat al suprafeței, acoperirile de protecție și componentele rezistente la coroziune.

Medii reci

Echipamentele de telecomunicații desfășurate în regiunile nordice sau în zonele de mare altitudine pot experimenta temperaturi extrem de scăzute.

În astfel de aplicații, sistemul de management termic poate avea nevoie atât de funcții de răcire, cât și de încălzire pentru a menține temperatura internă necesară.

Soluție Telecom Power pentru site-uri la distanță și în afara rețelei

Site-urile de telecomunicații de la distanță au adesea acces limitat sau inexistent la rețeaua electrică.

O soluție tipică de energie pentru telecomunicații în afara rețelei poate combina:

Panouri Solare + Controler MPPT + Baterie + Sistem de Alimentare DC + Echipament Telecom

Panourile solare generează energie electrică în timpul zilei.

Controlerul MPPT optimizează conversia energiei solare și încarcă bateria.

Bateria furnizează energie atunci când energia solară este insuficientă, cum ar fi noaptea sau pe vreme înnorată.

Pentru aceste aplicații, un dulap exterior poate integra bateriile, electronicele de alimentare, componentele de distribuție și sistemul de management termic într-o singură carcasă protejată.

Acest tip de soluție integrată poate reduce timpul de instalare și poate simplifica implementarea la locații la distanță.

Monitorizare inteligentă pentru sistemele electrice de telecomunicații

Soluțiile moderne de alimentare pentru telecomunicații încorporează din ce în ce mai mult monitorizarea de la distanță.

Un sistem de monitorizare poate oferi informații precum:

• Tensiunea bateriei

• Temperatura bateriei

• tensiune DC

• Curent de sarcină

• Consumul de energie

• Temperatura cabinetului

• Starea ușii

• Starea sistemului de răcire

• Alarme de întrerupere AC/DC

• Alarme baterie

Monitorizarea de la distanță este deosebit de importantă pentru site-urile de telecomunicații nesupravegheate.

În loc să trimită tehnicieni la fiecare loc pentru inspecție de rutină, operatorii pot monitoriza echipamentele de la distanță și pot răspunde la alarme atunci când este necesar.

Acest lucru poate reduce semnificativ costurile de întreținere și poate îmbunătăți disponibilitatea rețelei.

Cum să proiectați o soluție completă de alimentare pentru telecomunicații

O soluție fiabilă de energie pentru telecomunicații ar trebui proiectată ca un sistem integrat, mai degrabă decât să selecteze separat componentele individuale.

Un proces tipic de proiectare include:

Pasul 1: Determinați sarcina de telecomunicații

Calculați consumul total de energie al tuturor echipamentelor de telecomunicații.

Pasul 2: Stabiliți timpul de rezervă

Definiți cât timp trebuie să funcționeze site-ul când energia rețelei este indisponibilă.

Pasul 3: Selectați Capacitatea bateriei

Capacitatea bateriei trebuie selectată în funcție de încărcare, timpul de rezervă, caracteristicile bateriei și condițiile de mediu.

Pasul 4: Selectați dulapul exterior

Luați în considerare:

• Dimensiunile dulapului

• Greutatea bateriei

• Dispunerea echipamentului

• Protecție IP/NEMA

• Material

• Rezistenta la coroziune

• Intrare cablu

• Securitate

• Cerințe de transport și instalare

Pasul 5: Calculați disiparea căldurii

Calculați căldura totală generată în interiorul dulapului.

Acest pas este esențial pentru selectarea sistemului de management termic corect.

Pasul 6: Selectați tehnologia de răcire

În funcție de aplicație, alegeți:

• Răcire cu ventilator

• Schimbător de căldură aer-aer

• Schimbător de căldură termosifon

• Aer conditionat dulap

• Soluție de răcire hibridă

Pasul 7: Luați în considerare condițiile de mediu

Proiectarea ar trebui să ia în considerare întregul mediu de operare, inclusiv:

• Temperatura mediului ambiant

• Umiditate

• Praf

• Ploaie

• Spray cu sare

• Altitudine

• Radiația solară

• Coroziune

• Vânt

De ce să alegeți un cabinet de telecomunicații integrat și o soluție de management termic?

Alegerea carcasei și a sistemului de răcire de la același producător poate simplifica integrarea sistemului.

În loc să selecteze separat un dulap, o unitate de răcire, un sistem de montare, un management al cablurilor și o soluție termică, un furnizor integrat poate optimiza întregul sistem.

Acest lucru poate oferi avantaje precum:

• Compatibilitate mai bună cu echipamentele

• Flux de aer optimizat

• Instalare simplificată

• Lucrări de inginerie reduse

• Desfășurare mai rapidă a proiectului

• Întreținere mai ușoară

• Dimensiuni personalizate ale dulapului

• Capacitate de răcire personalizată

• O mai bună protecție a mediului

Pentru operatorii de telecomunicații, integratorii de sisteme și clienții OEM, acest lucru poate face întregul proces de implementare mai eficient.

Soluții de gestionare a energiei și termice CYTECH Telecom

CYTECH oferă soluții de management termic și incinte exterioare pentru telecomunicații și alte aplicații de infrastructură critică.

Portofoliul nostru de produse include dulapuri de telecomunicații în aer liber, dulapuri de telecomunicații, dulapuri pentru baterii, dulapuri de alimentare, aparate de aer condiționat, schimbătoare de căldură aer-aer, schimbătoare de căldură cu conducte de căldură și alte soluții de management termic.

Soluțiile pot fi personalizate în funcție de cerințele proiectului, inclusiv:

• Dimensiunile dulapului

• Configurarea bateriei

• Capacitate de racire

• Sursa de alimentare AC sau DC

• Nivel de protecție IP

• Material și tratament de suprafață

• Configurație intrare cablu

• Dispunerea echipamentului intern

• Cerințe de încălzire și răcire

• Condiții de mediu

Pentru implementările de telecomunicații solicitante, combinația dintre o carcasă exterioară robustă și un sistem de management termic dimensionat corespunzător poate ajuta la protejarea echipamentelor critice de alimentare și la îmbunătățirea fiabilității sistemului pe termen lung.

Concluzie

O modernă de alimentare pentru telecomunicații soluție este mult mai mult decât un redresor și o baterie.

Un sistem fiabil trebuie să combine:

Alimentare + Baterie de rezervă + Protecție în aer liber + Management termic + Monitorizare

Dulapul exterior protejează echipamentul de condițiile dure de mediu, în timp ce sistemul de management termic menține temperatura internă în intervalul de funcționare necesar.

Pentru aplicații cu putere redusă, răcirea ventilatorului poate fi suficientă. Pentru dulapurile exterioare sigilate, un schimbător de căldură aer-aer poate asigura o disipare eficientă a căldurii, menținând în același timp protecția carcasei. Pentru încărcături mari de căldură și temperaturi extreme, un aparat de aer condiționat poate asigura răcirea activă.

Prin proiectarea sistemului de alimentare, a bateriei, a carcasei și a sistemului de management termic ca o singură soluție integrată , operatorii de telecomunicații și integratorii de sisteme pot construi site-uri de telecomunicații în aer liber mai fiabile, eficiente din punct de vedere energetic și mai ușor de întreținut.

Căutați un cabinet telecom personalizat sau o soluție de management termic? Contactați CYTECH pentru a discuta despre dimensiunea cabinetului, sarcina de putere, capacitatea bateriei, temperatura ambiantă și cerințele de răcire.