हाइब्रिड आर्किटेक्चर केस स्टडीः हाई-कैपेसिटी टेलीकॉम शेल्टर में सोलर और ग्रिड पावर को ब्रिज करना

हाइब्रिड आर्किटेक्चर केस स्टडी: उच्च-क्षमता वाले दूरसंचार आश्रय में सौर और ग्रिड पावर को जोड़ना

पृष्ठभूमि

जैसे-जैसे दूरसंचार ऑपरेटर ग्रामीण और उपनगरीय क्षेत्रों में प्रवेश कर रहे हैं, उन्हें अक्सर दोहरी चुनौती का सामना करना पड़ता है: ग्रिड या तो अविश्वसनीय है या पूरी तरह से अनुपस्थित है, लेकिन 5G उपकरण और एज कंप्यूटिंग नोड्स के कारण साइट लोड बढ़ रहे हैं। केवल डीजल जनरेटर पर निर्भर रहना महंगा और लॉजिस्टिक रूप से कठिन है, जबकि शुद्ध सौर सेटअप में अक्सर 24/7 महत्वपूर्ण अपटाइम के लिए आवश्यक अतिरेक की कमी होती है।

एक क्षेत्रीय अवसंरचना प्रदाता ने हाल ही में कई ऊर्जा स्रोतों को निर्बाध रूप से एकीकृत करने के लिए डिज़ाइन की गई एक कॉम्पैक्ट हाइब्रिड पावर सिस्टम को तैनात करके इसे संबोधित किया: 12U 16kW हाइब्रिड पावर रेक्टिफायर सिस्टम।

साइट की चुनौती

साइट एक दूरस्थ दूरसंचार आश्रय था जिसमें सक्रिय 5G ट्रांसमिशन उपकरण और बैटरी बैकअप था। ऑपरेटर को निरंतर -48VDC बिजली आपूर्ति की आवश्यकता थी, लेकिन स्थानीय ग्रिड बार-बार होने वाले ब्राउनआउट से ग्रस्त था। इसके अलावा, आश्रय में सीमित रैक स्थान था और प्राकृतिक शीतलन पर निर्भर था, जिसका अर्थ है कि थर्मल रनवे को रोकने के लिए बिजली समाधान अत्यधिक कुशल होना चाहिए।

मुख्य आवश्यकताएं थीं:

1. लचीला स्रोत एकीकरण: ग्रिड और ऑन-साइट सौर सरणी दोनों से बिजली खींचने की क्षमता।

2. अतिरेक के साथ उच्च क्षमता: N+1 सुरक्षा मार्जिन के साथ पीक लोड को संभालने के लिए पर्याप्त आउटपुट।

3. न्यूनतम पदचिह्न: एक कॉम्पैक्ट 19-इंच रैक समाधान जिसने ट्रांसमिशन गियर के लिए जगह छोड़ी।

4. रिमोट प्रबंधनीयता: RS485/SNMP पर रीयल-टाइम निगरानी।

समाधान: एक दोहरी-स्रोत पावर प्लेटफ़ॉर्म

ऑपरेटर ने एक 12U हाइब्रिड रेक्टिफायर सिस्टम चुना जो एक ही चेसिस में मानक एसी रेक्टिफिकेशन और सौर MPPT (मैक्सिमम पावर पॉइंट ट्रैकिंग) मॉड्यूल दोनों को जोड़ता है।

1. मल्टी-सोर्स इनपुट और इंटेलिजेंट डिस्ट्रीब्यूशन

सिस्टम एक सिंगल-फेज 220VAC इनपुट (बैकअप सुरक्षा के लिए डुअल 125A ब्रेकर के साथ) स्वीकार करता है और सौर एकीकरण के लिए 120VDC से 425VDC की एक अत्यंत विस्तृत डीसी इनपुट रेंज प्रदान करता है। यह साइट को बाहरी चार्ज कंट्रोलर के बिना सीधे पीवी सरणी को जोड़ने की अनुमति देता है।

सिस्टम की कुल क्षमता N+1 अतिरेक के साथ 34kW तक पहुंचती है, जिसमें चार 4kW एसी रेक्टिफायर मॉड्यूल (16kW) और छह 3kW पीवी मॉड्यूल (18kW) का मिश्रण उपयोग किया जाता है। दिन के दौरान, पीवी मॉड्यूल लोड को पावर देने और बैटरी चार्ज करने को प्राथमिकता देते हैं। जब सौर अपर्याप्त होता है, तो सिस्टम निर्बाध रूप से ग्रिड से बिजली खींचता है।

2. सील किए गए वातावरण में थर्मल दक्षता

चूंकि आश्रय प्राकृतिक शीतलन पर निर्भर करता है, गर्मी उत्पादन एक बड़ी चिंता थी। रेक्टिफायर और पीवी मॉड्यूल दोनों >96% दक्षता पर काम करते हैं। पूर्ण आउटपुट पर, वे 50 डिग्री सेल्सियस तक परिवेश के तापमान में संचालन के लिए रेटेड हैं। इस उच्च दक्षता का मतलब है कि आश्रय में कम अपशिष्ट गर्मी फैलती है, जिससे बैटरी और ट्रांसमिशन उपकरण पर थर्मल लोड कम हो जाता है।

3. व्यापक सुरक्षा

बिजली और ग्रिड स्पाइक्स के लिए साइट के जोखिम को देखते हुए, सिस्टम को एसी और डीसी दोनों तरफ 20/40kA सर्ज प्रोटेक्शन डिवाइस (एसपीओ) से लैस किया गया था। डीसी वितरण में कई बीएलवीडी (बैटरी लो वोल्टेज डिस्कनेक्ट) ब्रेकर शामिल थे, जिससे बैटरी वोल्टेज बहुत कम होने पर गैर-महत्वपूर्ण लोड को शेड किया जा सकता था, जिससे आवश्यक 5G उपकरण के लिए बिजली संरक्षित हो जाती थी।

4. रिमोट मॉनिटरिंग

एकीकृत MC2900 नियंत्रक ने ऑपरेटर को निरंतर दृश्यता प्रदान की। RS485 और SNMP संचार पोर्ट का उपयोग करके, नेटवर्क संचालन केंद्र (NOC) सौर इनपुट और रेक्टिफायर मॉड्यूल दोनों की रीयल-टाइम स्थिति की निगरानी कर सकता था, किसी भी मॉड्यूल या ब्रेकर के ट्रिप होने पर तत्काल ड्राई-कॉन्टैक्ट अलार्म प्राप्त कर सकता था।

परिणाम

12U हाइब्रिड सिस्टम को तैनात करके, ऑपरेटर ने ग्रिड निर्भरता और डीजल जनरेटर के उपयोग में काफी कमी हासिल की। कॉम्पैक्ट 12U पदचिह्न ने साइट को बड़े आश्रय की आवश्यकता के बिना अपने मौजूदा ट्रांसमिशन रैक लेआउट को बनाए रखने की अनुमति दी।

इसके अलावा, SNMP के माध्यम से सिस्टम की दूरस्थ रूप से निगरानी करने की क्षमता ने बार-बार भौतिक निरीक्षण की आवश्यकता को समाप्त कर दिया, जबकि N+1 अतिरेक ने सुनिश्चित किया कि एक एकल मॉड्यूल विफलता के परिणामस्वरूप साइट आउटेज नहीं होगा। उच्च-दक्षता रूपांतरण और विस्तृत इनपुट सहनशीलता का संयोजन भविष्य के ऑफ-ग्रिड दूरसंचार परिनियोजन के लिए एक व्यावहारिक, स्केलेबल मॉडल साबित हुआ।