硅太陽(yáng)能電池電源系統(tǒng)在通信和廣播電視中的應(yīng)用

    隨著能源消耗問(wèn)題的加劇，可再生能源被廣泛關(guān)注。太陽(yáng)能作為取之不盡、用之不竭的綠色能源，充分利用太陽(yáng)能資源極其有利于環(huán)境的改善。太陽(yáng)能電池是一種將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成電能的半導(dǎo)體器件。近50年來(lái)，太陽(yáng)能電池的研究與應(yīng)用無(wú)論在效率的提高、成本的降低、工藝的改進(jìn)、應(yīng)用范圍的擴(kuò)大、新材料的采用等方面都得到了迅速的發(fā)展。單晶硅、多晶硅等常規(guī)硅太陽(yáng)能電池已形成大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。 

    在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的近20多年來(lái)，硅太陽(yáng)能電池的應(yīng)用領(lǐng)域已逐漸由空間擴(kuò)大到地面，由軍用擴(kuò)大到民用，廣泛地應(yīng)用于通信、廣播電視、電力、家用電器、氣象、地質(zhì)、石油、鐵路、航空、交通、農(nóng)牧業(yè)等領(lǐng)域。特別是在通信和廣播電視領(lǐng)域中，硅太陽(yáng)能電池電源系統(tǒng)以獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)正逐步取代一些傳統(tǒng)的電源設(shè)備，在常規(guī)電源系統(tǒng)中所占的比例已逐年擴(kuò)大。

    用硅太陽(yáng)能電池電源系統(tǒng)作為通信和廣播電視供電電源具有許多優(yōu)點(diǎn)，主要可歸納為10個(gè)方面：

    （1）使用方便，有利于擴(kuò)大通信和廣播電視的覆蓋范圍

    隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，邊遠(yuǎn)地區(qū)迫切需要與外界建立迅速而連續(xù)的通信聯(lián)系，并且需要接收廣播電視節(jié)目。這些地區(qū)多數(shù)都遠(yuǎn)離市電，即使在電網(wǎng)密集的美國(guó)，仍然有10％～20％的微波中繼站不靠近市電。而在發(fā)展中國(guó)家，則有高達(dá)一半以上的微波中繼站不能使用市電，即使少數(shù)能夠使用市電的地方，也大多不能保證24小時(shí)連續(xù)供電，這顯然影響了通信及廣播電視事業(yè)的發(fā)展。而硅太陽(yáng)能電池電源系統(tǒng)利用地球表面無(wú)所不在的光能，基本不受地域限制，可為用電設(shè)備提供綠色電能，從而解決了這一矛盾，極大的推動(dòng)了通訊網(wǎng)的建設(shè)。

    （2）提高通信聯(lián)系的可靠性

    在無(wú)市電的地區(qū)，如果采用柴油發(fā)電機(jī)組和整流器及浮充蓄電池聯(lián)合供電，MTBF最高達(dá)到5000h，一般僅為2000～3000h。若采用風(fēng)力發(fā)電機(jī)和浮充蓄電池組聯(lián)合供電，受自然條件的影響，可靠性更差。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，目前高質(zhì)量的低功耗微波收發(fā)信機(jī)MTBF已達(dá)30萬(wàn)小時(shí)以上，普通微波收發(fā)信機(jī)MTBF也已達(dá)15萬(wàn)小時(shí)以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，微波中繼站70％以上的故障來(lái)自電源設(shè)備。而國(guó)外的有關(guān)資料報(bào)道，硅太陽(yáng)能電池電源系統(tǒng)的MTBF已超過(guò)10萬(wàn)小時(shí)，目前從我國(guó)正運(yùn)行的較早期建設(shè)的通信用硅太陽(yáng)能電池電源系統(tǒng)情況來(lái)看，其MTBF已超過(guò)11萬(wàn)小時(shí)，且檢測(cè)數(shù)據(jù)表明運(yùn)行情況良好，還可以長(zhǎng)時(shí)間無(wú)故障運(yùn)行，可見(jiàn)其可靠性與微波收發(fā)信機(jī)不相上下。

    （3）節(jié)省輸電線路的建設(shè)投資

    目前輸電線路架設(shè)費(fèi)用日趨提高，尤其在山區(qū)，其費(fèi)用高出平原地區(qū)50％甚至1倍以上。我國(guó)邊遠(yuǎn)山區(qū)輸電線路的建設(shè)費(fèi)用需5～6萬(wàn)元/km（若考慮輔助公路的建設(shè)費(fèi)用，投資更大）。若改為埋設(shè)電纜供電，投資還將加倍，并且需要經(jīng)常性的人工維護(hù)。采用硅太陽(yáng)能電池電源系統(tǒng)供電就可免去這些費(fèi)用，大大節(jié)省投資。

    （4）避免把雷電引入站區(qū)

    山區(qū)雷電較多，盡管天線鐵塔、機(jī)房均裝有較好的避雷裝置，但電力輸電線路常常會(huì)把雷電引入站區(qū)，使設(shè)備遭受雷擊。采用硅太陽(yáng)能電池電源系統(tǒng)供電可避免此類(lèi)問(wèn)題。第一，因?yàn)楣杼��?yáng)能電池電源系統(tǒng)對(duì)外無(wú)引線，不會(huì)將站外雷電引入；第二，因?yàn)楣杼��?yáng)能電池電源系統(tǒng)的支架、邊框和接地網(wǎng)等本身已是防雷系統(tǒng)，能有效地消除雷擊隱患。這即為何國(guó)內(nèi)許多水電站雖然電力資源豐富，但考慮到通信系統(tǒng)的安全性，還是采用硅太陽(yáng)能電池電源系統(tǒng)作為通信和廣播電視系統(tǒng)的電源。