Solution de superposition solaire pour station de base

2026-03-23

Les solutions de superposition solaire pour stations de base combinent le caractère propre et renouvelable de l'énergie solaire avec les besoins énergétiques élevés des stations de base de communication, offrant des avantages significatifs et de larges perspectives d'application.

Caractéristiques de base:

Aucune interruption de l'alimentation électrique existante
Intégration des unités de production d'énergie photovoltaïque à l'infrastructure d'alimentation électrique existante par couplage CC
Utilisation prioritaire de l'énergie solaire pour alimenter la charge

I. Composants du système

Le système de superposition solaire pour station de base se compose principalement d'un champ photovoltaïque (panneaux solaires), d'un régulateur solaire (tel qu'un régulateur MPPT), d'un parc de batteries pour énergies renouvelables, de supports de montage pour panneaux photovoltaïques et de câbles de distribution électrique. L'ensemble de ces composants forme un système d'énergie verte en boucle fermée, hautement efficace, intelligent et fiable. L'architecture du système est conçue pour optimiser l'efficacité de la production d'énergie, la sécurité d'exploitation et la facilité de maintenance, garantissant ainsi une alimentation électrique stable dans des environnements complexes et variés.

Non.	nom de l'équipement	Fonction Description
1	Modules photovoltaïques	Fabriqués à partir de silicium monocristallin ou polycristallin à haut rendement, ces modules sont installés sur les toits des bâtiments utilitaires, les façades des pylônes métalliques ou sur des supports au sol. Ils convertissent l'énergie solaire en courant continu et constituent la principale source d'énergie du système.
2	Contrôleur de verrouillage lumineux	Dotés d'un module MPPT (suivi du point de puissance maximale) intégré, ils optimisent en temps réel le rendement de la production photovoltaïque, permettant des gains d'efficacité de 15 à 25 %. De plus, ils intègrent de multiples fonctions de sécurité, notamment des disjoncteurs d'entrée, une protection contre la foudre et des fusibles de sortie, ce qui en fait l'unité de contrôle centrale du système.
3	Disjoncteur d'entrée + protection contre les surtensions	Assure une protection contre les surcharges, les courts-circuits et les surtensions dues à la foudre, garantissant ainsi un fonctionnement sûr du système même dans des conditions météorologiques difficiles et prévenant les dommages matériels causés par les chocs électriques externes.
4	Fusible de sortie	Installé sur la borne négative de sortie, il empêche les courants inverses anormaux d'affecter ou d'endommager les équipements de communication en aval, garantissant ainsi la sécurité de l'alimentation électrique.
5	Compteur d'électricité CC	Surveille en temps réel les données de production d'énergie photovoltaïque et de consommation, fournissant ainsi des données précises pour l'analyse de la consommation d'énergie, l'évaluation des avantages et la gestion à distance.
6	Module RTU	Il prend en charge la surveillance à distance et le téléchargement de données, s'intégrant parfaitement aux systèmes de surveillance environnementale des stations de base pour permettre un fonctionnement et une maintenance sans surveillance, l'alerte précoce en cas de panne et la gestion visuelle de l'état.
7	Système de raccordement au réseau	Lorsque l'ensoleillement est insuffisant ou pendant le fonctionnement nocturne, l'alimentation à découpage existante redresse automatiquement l'alimentation secteur pour compléter le système, assurant ainsi une alimentation électrique continue ; les fluctuations de tension pendant le processus de commutation ne dépassent pas 0.1 V, elles n'affectent donc pas le fonctionnement normal des équipements de communication.
8	Supports de montage et câbles	Utilisées pour fixer les modules photovoltaïques et faciliter le transport de l'énergie, leurs spécifications sont sélectionnées en fonction des besoins en puissance et de la distance afin de réduire efficacement les pertes en ligne et d'assurer la stabilité structurelle et la fiabilité électrique.

II. Principe de fonctionnement

Récupération d'énergie solaire : Le réseau photovoltaïque (panneaux solaires) génère du courant continu (CC) lorsqu'il est exposé à la lumière du soleil.
Conversion de puissance : Un contrôleur de suivi du point de puissance maximale (MPPT) convertit efficacement la puissance CC générée par le réseau photovoltaïque et régule la tension et le courant de sortie pour correspondre aux besoins en énergie de la station de base de communication.
Stockage d'énergie : L'énergie électrique convertie est d'abord fournie à la station de base de communication, tandis que l'excédent est stocké dans une batterie pour être utilisé pendant les périodes sans ensoleillement ou lors des pics de consommation électrique.
Surveillance intelligente : Le système est équipé de capacités de surveillance à distance, permettant une surveillance en temps réel de l’état de fonctionnement et de la puissance de sortie du système d’énergie solaire afin de garantir un fonctionnement stable et une alimentation électrique efficace.

III. Fonctionnalités de la solution

Cette solution a démontré sa stabilité et son adaptabilité dans des environnements complexes et variés. Que ce soit dans des zones urbaines densément peuplées, des régions isolées sans réseau électrique ou sur des tours de communication à espace limité, elle permet un déploiement efficace et un fonctionnement stable.

Haute efficacité et économies d'énergie : grâce à l'adoption d'une alimentation CC directe, cette solution évite les pertes de conversion CA-CC pouvant atteindre 15 % par rapport aux systèmes CA traditionnels. Le rendement global de la liaison est supérieur ou égal à 95 %, avec un rendement maximal mesuré de 98.3 %. Un site type peut ainsi économiser environ 2 920 kWh d'électricité par an, avec des gains de production d'énergie de 10 à 30 % par rapport aux solutions CA.
Réduction des coûts : Les coûts annuels d’électricité par site peuvent être réduits jusqu’à 12 000 yuans, avec un retour sur investissement d’environ 5.5 ans ; ce délai est encore raccourci grâce aux subventions locales. Aucun permis de raccordement au réseau n’est requis et le processus de déploiement est simplifié, ce qui réduit considérablement les coûts liés aux démarches administratives.
Haute fiabilité : En conditions de jour, le système assure l’alimentation électrique en cas de coupure de réseau ; associé à un système de stockage d’énergie, il garantit une autonomie de plus de 3.5 jours par temps nuageux ou pluvieux. Des essais sur le terrain ont démontré une réduction de plus de 80 % des besoins en production d’énergie de secours, diminuant ainsi considérablement le risque d’arrêt des centrales et assurant la continuité du fonctionnement du réseau.
Avantages environnementaux exceptionnels : une seule centrale équipée de 18 modules photovoltaïques devrait produire 7 671 kWh par an, soit une réduction de 4 374 tonnes d’émissions de dioxyde de carbone ; à titre d’exemple, un projet à l’échelle de la province du Liaoning permettrait de réduire les émissions annuelles de carbone de 267 000 tonnes, contribuant ainsi de manière significative à la protection de l’environnement.
Installation facile et grande adaptabilité : la modernisation peut être effectuée sans coupure de courant et est compatible avec les systèmes d’alimentation existants de différents fabricants et modèles. Adaptée à diverses configurations d’installation, notamment sur les toits, les façades de tours et les baies au sol, elle offre une grande flexibilité de déploiement.
Forte adéquation aux politiques publiques : Le modèle d’« autoproduction pour l’autoconsommation » n’est pas soumis aux restrictions d’autorisation de raccordement au réseau. Il répond à l’objectif du ministère de l’Industrie et des Technologies de l’information d’une couverture photovoltaïque supérieure à 30 % pour les nouvelles stations de base, s’inscrit dans la politique nationale de développement des énergies distribuées et facilite un déploiement rapide et à grande échelle.

IV. Scénarios d'application

Le système de superposition solaire pour stations de base convient à divers scénarios de stations de base de communication, notamment les macro-stations de base, les micro-stations de base et les stations de base 4G/5G. Ce système présente des avantages uniques, en particulier dans les zones reculées où le réseau électrique national est inexistant ou l'alimentation électrique instable. Grâce à un modèle intelligent de consommation d'énergie basé sur l'autoproduction et l'autoconsommation locale, cette solution réduit efficacement la dépendance au réseau et fournit une alimentation électrique stable et fiable aux stations de base de communication.

V. Classification des solutions spécifiques

1. Classification selon le scénario d'installation et l'utilisation de l'espace

Solution d'empilage sur toiture

Scénarios applicables : Stations de base macro et nœuds d’agrégation situés sur les toits de salles d’équipements autonomes ou au-dessus de baies de serveurs.
Caractéristiques : Ce système utilise l’espace inutilisé sur le toit du local technique pour installer des modules photovoltaïques. Il s’agit de la méthode d’empilement la plus traditionnelle, de construction relativement simple ; toutefois, la capacité d’installation est limitée par la surface du toit et sa capacité portante.

Solution d'empilage de tours/mâts

Scénarios applicables : zones urbaines densément peuplées, régions où le foncier est limité et sites d’armoires extérieures sans locaux techniques indépendants.
Caractéristiques : Les modules photovoltaïques sont installés verticalement ou en angle sur le corps des tours de communication, les poteaux de support ou les revêtements esthétiques (c'est-à-dire « l'empilement minimaliste des tours »).
Avantages : N’occupe pas d’espace supplémentaire au sol ou sur le toit, répondant ainsi au problème du « manque de terrain disponible » dans les zones urbaines ; l’installation verticale offre une bonne résistance au vent et est moins sujette à l’accumulation de poussière.

Solution d'empilement de façades/murs

Scénarios applicables : Surfaces verticales telles que les murs extérieurs des locaux techniques, les murs périmétriques du site et les écrans antibruit.
Caractéristiques : Utilise les surfaces verticales des bâtiments entourant le site pour installer des panneaux photovoltaïques comme source d'énergie supplémentaire.

2. Classification par méthode de couplage électrique

Couplage CC / Empilage CC direct

Principe : Le courant continu (CC) généré par le système PV est directement converti en CC standard de -48 V requis par l'équipement de communication via un contrôleur d'empilement CC (convertisseur CC/CC) et injecté dans la barre omnibus CC du site.
Caractéristiques :
Rendement maximal : Élimine les pertes d'énergie du processus de conversion secondaire « CC-CA-CC ».
Facile à mettre en œuvre : aucune modification de l'architecture d'alimentation CA existante ; il se connecte directement en parallèle avec le système d'alimentation à découpage, offrant une solution « plug-and-play ».
Choix dominant : Il s’agit actuellement de l’approche la plus courante en matière de rénovation énergétique des stations de base de communication.

Solution d'empilage CA (couplage CA)

Principe : L'énergie photovoltaïque est convertie en courant alternatif via un onduleur, injectée dans le tableau de distribution CA du site, puis convertie en courant continu via un module redresseur pour alimenter la charge.
Caractéristiques : Convient aux grands sites ou aux scénarios nécessitant une alimentation simultanée à des charges CA telles que la climatisation ; cependant, le rendement est légèrement inférieur au couplage CC lors de l’alimentation de charges liées exclusivement à la communication.

3. Classification par fonction du système et objectifs évolutifs

Solution de base d'empilement PV

Objectif : Uniquement économiser de l'électricité.
Composants : Modules PV + contrôleur d'empilement PV.
Principe : Utilise l’énergie photovoltaïque lorsque le soleil brille et bascule automatiquement sur le réseau électrique en son absence. Permet principalement de réduire les coûts d’électricité (OPEX).

Solution d'empilement PV + stockage

Objectif : Économies d'énergie + alimentation de secours améliorée.
Composants : Contrôleur d'empilement PV + batterie lithium-ion/PV + système intelligent de gestion de l'énergie.
Logique : l’énergie photovoltaïque est utilisée en priorité pour alimenter les charges, le surplus étant stocké dans des batteries au lithium. En cas de coupure de réseau, l’alimentation est assurée par les batteries. Ce système permet d’écrêter les pointes de consommation et de combler les creux (charge pendant les heures creuses grâce à l’électricité du réseau ou à l’énergie photovoltaïque, et décharge pendant les heures de pointe) et d’allonger l’autonomie de l’alimentation de secours.

Solution intégrée PV-Stockage-Diesel/PV-Stockage-Réseau (Solution intégrée hybride)

Objectif : Durabilité maximale et haute fiabilité (couramment utilisé dans les zones connaissant des pénuries d'électricité ou des sites 5G à forte consommation d'énergie).
Composants : PV + Stockage d'énergie + Système de répartition intelligent (peut inclure une interface pour générateur diesel).
Logique : Le système EMS répartit intelligemment quatre sources d'énergie : photovoltaïque, stockage, réseau (électricité du service public) et diesel (générateur).