مع تفاقم عدم استقرار المناخ العالمي، أصبحت الظواهر الجوية المتطرفة - كالأعاصير والأمطار الغزيرة والعواصف الثلجية وموجات الحر والعواصف الرملية والبرق - تحدث بوتيرة أسرع من أي وقت مضى. وتُشكل هذه التحديات البيئية ضغطاً هائلاً على البنية التحتية للاتصالات.

باعتبارها "نقاط اتصال أساسية" لشبكات الاتصالات، تعتمد محطات الاتصالات بشكل كبير على استقرار الطاقة. وبمجرد تعطل أحد المواقع بسبب انقطاع التيار الكهربائي، تكون النتيجة فورية: انقطاع الخدمة على مستوى المنطقة، وضعف الاستجابة للطوارئ، ومخاطر على السلامة العامة، واضطرابات في الاتصالات اليومية.

يُعد نظام الطاقة خلف كل محطة أساسية خط الدفاع الأخير لاستمرارية الشبكة. وقد أصبح ضمان استمرارية الطاقة دون انقطاع أثناء الظروف الجوية القاسية أولوية أساسية للمشغلين وفرق الصيانة في جميع أنحاء العالم.

تستكشف هذه المدونة التهديدات الرئيسية التي تشكلها الأحوال الجوية القاسية على أنظمة الطاقة الخاصة بالاتصالات وتحدد استراتيجيات فعالة لبناء شبكات أقوى وأكثر مرونة.

1. كيف تهدد الظروف الجوية القاسية أنظمة الطاقة الخاصة بالاتصالات

تتسبب الظروف الجوية المختلفة في مخاطر مختلفة متعلقة بالطاقة، لكنها تشترك في تأثير مشترك: انخفاض توافر الطاقة وتسارع تدهور المعدات.

الأعاصير والأمطار الغزيرة

انقطاعات في شبكة الكهرباء

تسرب المياه يسبب حدوث ماس كهربائي

خطر انهيار البرج أو العمود

عواصف ثلجية وجليدية

تجمد خطوط الكهرباء وانقطاعها

تعطل البطارية في درجات الحرارة المنخفضة

تراكم الصقيع على المعدات

موجات الحر

انخفاض سريع في سعة البطارية

انخفاض قدرة المقوم بسبب ارتفاع درجة الحرارة

زيادة الحمل على مكيف الهواء

العواصف الرملية ورذاذ الملح

انسداد مسارات التهوية

تآكل لوحات الدوائر المطبوعة والموصلات

انخفاض أداء العزل

البرق

تلف وحدات الطاقة بسبب زيادة التيار

تعطل وحدات المراقبة

تُظهر بيانات الصناعة أن أكثر من 60% من حالات انقطاع الخدمة المرتبطة بالطقس تحدث بسبب أعطال في نظام الطاقة، وهو ما يتجاوز بكثير مشاكل أجهزة الإرسال أو الترددات اللاسلكية.

2. بناء بنية مرنة متعددة الطبقات للطاقة

مع ازدياد حدة الظواهر الجوية وعدم القدرة على التنبؤ بها، لم يعد الاعتماد على طريقة احتياطية واحدة كافياً. تتجه مواقع الاتصالات الحديثة نحو بنية "متعددة مصادر الطاقة + متعددة الحماية + تحكم ذكي".

2.1 بطاريات احتياطية عالية الموثوقية: تمديد فترة الطاقة

تُعدّ البطاريات خط الدفاع الأول ضد انقطاع التيار الكهربائي. فخلال العواصف أو الكوارث، قد لا تعود الكهرباء لساعات، أو حتى لأيام.

تشمل الاستراتيجيات الرئيسية ما يلي:

مدة النسخ الاحتياطي الممتدة: من 4 ساعات التقليدية إلى 8-12 ساعة في المناطق عالية المخاطر

تحديثات تقنية البطاريات:

تحافظ بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) على أكثر من 80% من سعة التفريغ حتى عند درجة حرارة -20 درجة مئوية

عمر دورة أطول وأمان أفضل مقارنة ببطاريات الرصاص الحمضية ذات الصمام المفرغ

حاويات بطاريات يتم التحكم بدرجة حرارتها:

تضمن ميزات التسخين والتبريد درجة حرارة التشغيل المثالية (15-25 درجة مئوية).

2.2 أنظمة الطاقة المتعددة: تقليل الاعتماد على الشبكة

في الجزر النائية والمناطق الريفية أو المواقع ذات البنية التحتية الضعيفة للشبكة الكهربائية، يتجه المشغلون نحو حلول الطاقة الهجينة:

الطاقة الشمسية والتخزين: توفر الألواح الكهروضوئية الشحن خلال النهار، بينما تغطي البطاريات فترات الليل أو الأجواء الغائمة.

نظام هجين يعمل بالطاقة الشمسية والرياح: فعال في المناطق الجبلية والصحراوية والساحلية

واجهات توصيل المولدات السريعة: تسمح لمولدات الديزل الخارجية بتوفير الطاقة في حالات الطوارئ

تعمل هذه التكوينات على تحسين استقلالية الموقع بشكل كبير أثناء سيناريوهات الكوارث.

2.3 الحماية المعززة: الدفاع ضد الإجهاد البدني والكهربائي

لتحمل الظروف البيئية القاسية، تتطلب معدات الطاقة الخاصة بالاتصالات حماية ميكانيكية وكهربائية معززة:

خزائن خارجية بتصنيف IP55+: توفر الحماية من الغبار والمطر والتآكل

حماية من الصواعق بثلاثة مستويات: تصنيف الحماية من الصواعق ≥ 40 كيلو أمبير والتأريض < 5 أوم في المناطق المعرضة للعواصف

أنظمة محكمة الإغلاق أو مبردة بالسوائل: تمنع دخول الغبار والملح

تركيب مرتفع: رفع ارتفاع الخزانة إلى حوالي 1.5 متر في المناطق المعرضة للفيضانات

تساهم هذه الإجراءات بشكل كبير في تقليل أعطال الأجهزة أثناء الأحوال الجوية السيئة.

2.4 المراقبة الذكية: الانتقال من الصيانة التفاعلية إلى الصيانة الاستباقية

بفضل إدارة الطاقة الذكية، أصبحت مواقع الاتصالات تستجيب الآن للظروف الجوية القاسية قبل حدوث الأعطال.

تنبيهات مسبقة مرتبطة بالطقس:

تقوم الأنظمة بتفعيل الشحن الكامل للبطارية تلقائيًا قبل الأعاصير أو العواصف

المراقبة عن بعد:

إمكانية رؤية الجهد الكهربائي، وحالة الشحن، ودرجة الحرارة، والإنذارات في الوقت الفعلي عبر وحدات مراقبة FSU

الصيانة التنبؤية القائمة على الذكاء الاصطناعي:

يكشف عن العلامات المبكرة لخلل في المقوم أو تقادم البطارية

استراتيجيات تحديد أولويات التحميل:

تبقى المعدات الأساسية مزودة بالطاقة لفترة أطول، مما يطيل وقت تشغيل الموقع أثناء انقطاع التيار الكهربائي

يؤدي هذا التحول من الإصلاح السلبي إلى الحماية الاستباقية إلى تقليل وقت التوقف وتكاليف الصيانة بشكل كبير.

3. نحو شبكات طاقة اتصالات مقاومة لتغير المناخ

مع تحول الظواهر الجوية المتطرفة إلى ظاهرة عالمية، يتجه مشغلو الاتصالات بسرعة نحو بنى تحتية للطاقة أكثر ذكاءً واستدامة ومرونة. وتشمل أبرز التوجهات المستقبلية ما يلي:

التكامل مع محطات الطاقة الافتراضية (VPPs):

السماح لبطاريات المحطات الأساسية بالمشاركة في موازنة الشبكة

تجارب احتياطية لوقود الهيدروجين:

توفير طاقة نظيفة وطويلة الأمد في المناطق ذات الإشعاع الشمسي المنخفض والرياح المنخفضة

نمذجة التوأم الرقمي:

محاكاة سلوك النظام في ظل ظروف قاسية

التقييس:

تطوير المبادئ التوجيهية الصناعية لتصميم أنظمة الطاقة المقاومة لتغير المناخ

خاتمة

قد يكون الطقس القاسي أمراً لا مفر منه، لكن انقطاع الاتصالات ليس كذلك. لقد تطورت أنظمة الطاقة في قطاع الاتصالات من وحدات إمداد طاقة بسيطة إلى أنظمة طاقة ذكية ومرنة ومتعددة الطبقات.

من خلال الابتكار المستمر في مجال البطاريات وأنظمة الطاقة الهجينة وحماية البيئة والمراقبة الذكية، يمكن للمشغلين بناء شبكات تظل مستقرة "حتى عندما تضرب العاصفة".

كل إشارة متواصلة هي أكثر من مجرد خدمة - إنها التزام بالسلامة والموثوقية والثقة.