لا يتم تحديد متطلبات طاقة محطة الأساس لشبكة الجيل الخامس (5G) من خلال خرج الراديو وحدها. إذ يجب أن يوفر الموقع طاقة مستمرة ومستقرة بالتيار المستمر (DC) لوحدات الهوائي النشطة، ومعالجة النطاق الأساسي، ومعدات الإرسال، والتبريد، والمراقبة، مع الحفاظ على شحن البطارية وجاهزية مصدر الطاقة الاحتياطي. بالنسبة للمخططين وفرق المشتريات، فإن السؤال المفيد لا يقتصر فقط على مقدار الطاقة التي يستهلكها الموقع في ذروة الاستهلاك، بل يتعلق أيضاً بكيفية تفاعل الحمل أثناء انقطاع الشبكة، وحركة المرور العالية، والتشغيل الهجين عن بُعد. تشرح هذه المقالة هيكلية الأحمال، وقرارات تقدير الحجم، وخيارات النسخ الاحتياطي التي تحدد ما إذا كان موقع الجيل الخامس سيظل متصلاً بالإنترنت وقابلاً للخدمة.

ما الذي يتغير في حمل طاقة محطة الأساس لشبكة الجيل الخامس

لا يُعد موقع الجيل الخامس مجرد موقع جيل رابع (4G) مزود براديو أكبر فحسب. فهو غالباً ما يحمل عناصر هوائي نشطة أكثر، وحزم إرسال متزامنة أكثر، وطلب معالجة أعلى. يمكن أن يتباين حمل الراديو بشكل حاد مع حركة المرور، ويتغير طلب التبريد مع المناخ، ونوع الكابينة، وكثافة المعدات. ونظراً لأنه قد يتم تركيب الهوائي النشط بالقرب من الهوائي، يجب أن يخدم نظام الطاقة حملاً موزعاً للتيار المستمر بدلاً من الاكتفاء بكابينة داخلية محمية.

تتمثل النتيجة التخطيطية في أن ذروة حمل الموقع وحدها لا تكفي. بل يحتاج التصميم أيضاً إلى مراعاة وقت إعادة شحن البطارية، وبدء تشغيل المولد، وهبوط الجهد بين مقوم التيار ووحدة الراديو. الموقع الذي يفي برقم ذروة الاستهلاك على الورق لا يزال بإمكانه الفشل إذا كانت تغذية التيار المستمر صغيرة جداً بالنسبة لراديو بعيد أو إذا تعذر إعادة شحن البطارية ضمن نافذة الشبكة المتاحة.

هيكلية الطاقة التي تحافظ على تشغيل موقع الجيل الخامس

تفصل هيكلية طاقة الجيل الخامس الموثوقة بين إمداد الشبكة، والمصدر الاحتياطي، وتقويم التيار، وتوزيع التيار المستمر، وحماية الأحمال. تدخل تغذية المرافق عبر معدات الحماية والنقل، ويقوم مقوم التيار بتحويل التيار المتردد (AC) إلى ناقل مستقر للتيار المستمر، وتشترك أحمال البطارية والراديو في هذا الناقل. وعندما تعطل الشبكة، تحافظ البطارية على الحمل حتى يبدأ تشغيل المصدر الاحتياطي أو يقوم الموقع بفصل المعدات غير الأساسية.

خيار التصميم المهم هو تحديد الأحمال الأساسية. وعادةً ما تظل معدات الراديو، والنطاق الأساسي، والإرسال محمية. ويمكن وضع مراوح الكابينة، ومكيفات الهواء، وأحمال التوسعة المستقبلية على مسار منفصل بحيث يمكن فصلها أثناء انقطاع التيار لفترة طويلة دون انقطاع الخدمة.

كيفية تحديد حجم طاقة الاحتياط وتخزين البطاريات

يبدأ تحديد الحجم بقائمة أحمال مقاسة للموقع، وليس فقط إجمالي لوحة البيانات الخاصة بالشركة المصنعة. يجب فصل الحمل المستمر عن الذروة قصيرة الأجل، ويجب تحديد حجم المقوّم بما يتناسب مع الحمل المستمر بالإضافة إلى التيار اللازم لإعادة شحن البطارية بعد انقطاع التيار. إذا تم تجاهل إعادة الشحن، فقد يتعافى الموقع بعد انقطاع قصير ثم يتعطل مرة أخرى لأن البطارية لم تعد أبداً إلى الشحن الكامل.

وقت تشغيل البطارية هو القرار الثاني. وهو يعتمد على الاستقلالية المطلوبة، وسهولة الوصول إلى الموقع، ونوافذ إعادة التزود بالوقود أو الصيانة، ودرجة الحرارة. غالباً ما تُستخدم وحدات بطاريات فوسفات حديد الليثيوم (LFP) في الخزانات المعيارية لأنه يمكن ربطها على التوازي لتناسب وقت تشغيل الموقع دون الارتباط بسلسلة واحدة كبيرة الحجم. على سبيل المثال، تتضمن مجموعة تخزين الطاقة الموردة من Tide Power حزم بطاريات LFP بقدرة 5.12 كيلوواط ساعة، ووحدات بطاريات LFP بقدرة 16.1 كيلوواط ساعة، وتكوينات TP-200BESS التي تسمح بملاءمة منظومة البطاريات مع حمل الموقع.

بالنسبة للبطارية، يجب على المخططين تثبيت رقمين قبل الطلب: الحمل الذي يجب أن يظل مزوداً بالطاقة، والساعات التي يجب أن يصمد خلالها هذا الحمل دون مصدر إعادة شحن.

تساعد سعة البطارية المعيارية المخططين على مواءمة وقت الاستقلالية مع ظروف الموقع، ولكن يجب أن تدعم البطارية أيضاً الدعم المقوّم والمراقبة عن بعد. <بطارية Tide Power BESS: مستقبل تخزين الطاقة الذكي> يغطي تكويناعات أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) لتبيقات تخزين الطاقة الذكية.

خيارات الطاقة الهجينة لمواقع الجيل الخامس (5G) ذات الشبكات الضعيفة

بالنسبة للمواقع ذات إمدادات الشبكة الضعيفة، أو الموسمية، أو المكلفة، يمكن للهندسة المعيارية الهجينة أن تقلل الاعتماد على المولد. تتشارك طاقة الطاقة الشمسية، وتخزين البطاريات، ومولد الديزل ناقل الحركة (البار) المستمر أو المتردد تحت إدارة وحدة تحكم تقرر أي مصدر يخدم الحمل ومتى يبدأ المولد. يختلف هذا عن النسخ الاحتياطي البسيط الذي يعتمد على الديزل فقط، حيث يمكن للبطارية تغطية انقطاعات الشبكة قصيرة الأجل بينما تقلل الطاقة الشمسية من وقت التشغيل والضوضاء.

يكون التصميم مفيداً للغاية عندما يحتوي الموقع على مساحة للطاقة الشمسية، وخطة صيانة واضحة للمولد، ووحدة تحكم يمكنها تبديل المصادر دون إسقاط الحمل. لا يزال ينبغي التعامل مع النظام الهجين باعتباره قراراً لتوفر الطاقة وليس فقط قراراً بالانبعاثات: يجب أن يكون المولد موثوقاً لأطول انقطاع متوقع، ويجب أن تكون البطارية قادرة على قبول الشحن المتجدد دون الشحن الزائد. تتضمن مجموعة الأنظمة الهجينة المتاحة تكوينات متكاملة ومنفصلة، بقدرات تتراوح من 10 كيلو فولت أمبير إلى 250 كيلو فولت أمبير مع وحدات بطاريات LFP للتخزين. يدعم التبديل بمستوى الميلي ثانية الأحمال الحرجة، ولكن يجب أن يتحقق التشغيل التجريبي من سلوك النقل تحت حمل الموقع الفعلي.

أصبحت التصاميم الهجينة أكثر شيوعاً حيث تكون موثوقية الشبكة منخفضة، ولكن عبء التحكم والتشغيل التجريبي أعلى من المولد الثابت. <تيد باور تكشف عن حلول طاقة هجينة متقدمة، تعيد تعريف مرونة الطاقة الصناعية> يغطي الحزم الهجينة المطبقة على احتياجات الطاقة الصناعية والبعيدة الحرجة.

فحوصات قبول الموقع قبل تسليم طاقة الجيل الخامس

قبل التسليم، يجب اختبار نظام الطاقة كمسار كامل، وليس كمعدات منفصلة. ابدأ باختبار بنك الأحمال أو ما يعادله الذي يتحقق من قدرة المقوم، البطارية، ومسار التوزيع على دعم الحمل الفعلي للموقع من الراديو والنطاق الأساسي. ثم قم بمحاكاة فشل الشبكة وتأكد من أن البطارية تحتفظ بالحمل، وأن المولد يبدأ خلال النافذة المتوقعة، وأن النقل مرة أخرى إلى الشبكة يحدث بدون انقطاع في الخدمة.

يجب أن يتضمن سجل القبول جهد الشحن المُعد، حدود تفريغ البطارية، إعدادات تشغيل/إيقاف المولد، وقائمة الإنذارات المرسلة إلى مركز العمليات. إذا لم يكن إنذار درجة الحرارة أو حالة البطارية مرئيًا عن بُعد، فإن الموقع غير جاهز للعمل بدون مراقبة.

بالنسبة لموقع يتطلب مولدًا، يجب أن يتطابق الاختيار مع الحمل الابتدائي والمستمر للموقع، ويجب أن يتناسب الغطاء أو الحاوية مع قيود الضوضاء والوصول. يمكن أن يقلل التصميم المعزول صوتيًا مع خيار محرك لستر بيتر من إزعاج الموقع، لكن احتياطي الوقود والوصول إلى الخدمة للمولد لا يزالان يحددان ما إذا كان يمكنه دعم انقطاع طويل.

الأعطال الشائعة في الطاقة وكيف يجب أن يمنع التصميم حدوثها

معظم الأعطال التي يمكن تجنبها في طاقة الجيل الخامس تأتي من عدم تطابق بين التصميم الأصلي والواقع التشغيلي. الأول هو مسار التيار المستمر غير كافٍ: قد يكون المقوم والبطارية بحجم مناسب لخزان الراديو، لكن الكابل إلى الهوائي النشط المثبت على السقف لم يتم التحقق من انخفاض الجهد تحت الحمل الأقصى. الثاني هو تقدم عمر البطارية. البطارية التي اجتازت السعة الأولية يمكن أن تتدهور بسرعة أكبر في درجات الحرارة العالية أو بعد دورات جزئية متكررة، لذلك يجب أن تشمل الصيانة فحوصات دورية للسعة.

الخلل الثالث هو مولد يعمل أثناء التشغيل التجريبي لكنه يفشل بعد شهور من عدم التشغيل. هذه مشكلة تصميم صيانة، وليست مشكلة معدات فقط. يجب أن يتضمن نظام التحكم فحوصات تلقائية أو مجدولة للتشغيل، ويجب أن يخزن الموقع كمية كافية من الوقود لأطول فترة انتظار ممكنة.

المراقبة عن بُعد تغلق العديد من هذه الثغرات. الموقع الذي يمكنه الإبلاغ عن حالة المقوم، حالة شحن البطارية، جاهزية المولد، درجة الحرارة، وإنذارات الأبواب قبل إرسال فريق العمل أسهل في التشغيل وأقل عرضة للبقاء متوقفًا بعد حدث بسيط.

خطط لفحص حجم طاقة موقع الجيل الخامس

إذا كنت تخطط لنشر الجيل الخامس أو ترقية موقع قائم، أرسل الحمل المستمر والأقصى للتيار المستمر، ومدة الاعتماد على البطارية، وتوافر الشبكة، وتفضيل المولد أو الهجين، وقيود الوصول إلى البريد الإلكتروني [email protected] أو اتصل على +86 591 2806 8999. يمكن لتايد باور تكنولوجي مراجعة بنية الطاقة مقابل ظروف تشغيل الموقع وتقديم توصية ببطارية، أو هجين، أو تكوين احتياطي يحافظ على خدمة مسار الراديو.

الأسئلة الشائعة

هل يحتاج كل محطة أساسية للجيل الخامس إلى مولد ديزل؟

ليس كل موقع يحتاج إلى ذلك. إذا كانت الشبكة مستقرة ومدة الاعتماد على البطارية تغطي مدة الانقطاع المتوقعة، فقد يكون المولد اختياريًا. يصبح الأمر أكثر أهمية عندما تكون انقطاعات الشبكة طويلة، وصعوبة الوصول إلى الموقع، أو يجب أن يظل الراديو متاحًا خلال الإصلاحات الممتدة.

كم من الوقت عادةً يحتاج مواقع الجيل الخامس إلى احتياطي بطارية؟

لا يوجد وقت تشغيل صحيح واحد. يتم تحديد الساعات المطلوبة بواسطة التزام التغطية من قبل المشغل، ووقت استجابة الصيانة، وما إذا كان يمكن للمولد أو مصدر متجدد أن يتولى المهمة. يجب على المخططين تحديد حد أدنى لوقت الاعتماد استنادًا إلى سهولة الوصول إلى الموقع والوقت اللازم لإعادة التزويد بالوقود أو الوصول إلى الموقع.

هل يمكن للطاقة الشمسية وتخزين البطاريات أن يحل محل مولد الديزل في موقع الجيل الخامس؟

في بعض المواقع، نعم لمعظم الانقطاعات القصيرة. يمكن للبطارية والطاقة الشمسية تغطية انقطاعات الشبكة الروتينية، بينما يبدأ المتحكم المولد فقط للانقطاعات الأطول أو الأعمق. يعتمد القرار على إمكانية الوصول إلى الشمس، سعة البطارية، وتحمل المشغل لوقت تشغيل المولد وزيارات الموقع.

ما هو الخطأ الأكثر شيوعًا في حجم أنظمة طاقة الجيل الخامس؟

الخطأ الأكثر شيوعًا هو تحديد الحجم فقط للحمولة القصوى للراديو وتجاهل وقت إعادة الشحن، انخفاض الجهد، حمولة التبريد، والتوسع المستقبلي. يمكن للموقع أن يمر بالتشغيل الأولي ثم يفشل بعد انقطاع طويل لأن البطارية لا يمكنها إعادة الشحن خلال نافذة الشبكة المتاحة أو أن تغذية التيار المستمر لا تدعم راديو إضافي.

إذا كنت مهتمًا، اطلع على هذه المقالات ذات الصلة:

تقدم تايد باور حلاً مبتكرًا للطاقة الهجينة في مؤتمر سمارت إ أوروبا 2025
طاقة المد والجزر في بطولة كرة القدم الخماسية في أمريكا اللاتينية
التنقل في تخزين الطاقة: الفروق الرئيسية بين أنظمة تخزين الطاقة الكبيرة والصغيرة الحجم