عندما تخترق إشارات الجيل الخامس ناطحات السحاب في المدن وتصل إلى المناطق الريفية النائية، لا يولي سوى عدد قليل من الناس اهتمامًا لـ نواة الطاقة وراء كل ذلك — نظام الطاقة لمحطة القاعدة من بين العديد من اعتبارات التصميم لهذه الأنظمة، تبرز خاصية التكرار في سعة الطاقة كحجر أساس لضمان اتصال موثوق.

مع ازدياد استهلاك الطاقة لمحطات الجيل الخامس بشكل ملحوظ وتوسع سيناريوهات الخدمة باستمرار، لم تعد سعة الطاقة الاحتياطية خيارًا. — إنه عامل رئيسي يحدد ما إذا كان بإمكان محطة القاعدة العمل بشكل مستمر وموثوق.

ما هو مفهوم التكرار في سعة الطاقة؟

تعني خاصية فائض الطاقة تصميم نظام طاقة لمحطة القاعدة بسعة خرج أعلى بكثير من الحد الأقصى للحمل المتوقع. كما تشمل وحدات طاقة احتياطية لضمان التشغيل المستقر في حالة تعطل وحدة أساسية أو ارتفاع مفاجئ في الطلب على الطاقة.

تخيل الأمر كأنك تُركّب مفتاحًا رئيسيًا في منزلك يتجاوز احتياجاتك اليومية من الكهرباء. حتى لو كانت عدة أجهزة عالية الطاقة تعمل في وقت واحد، يستمر النظام في العمل دون انقطاع. بالنسبة لمحطات القاعدة، هذا... سعة إضافية؟ يمنع تعطل المعدات وانقطاع الخدمة الناتج عن عدم كفاية الطاقة.

لماذا يُعدّ التكرار مهمًا في عصر الجيل الخامس؟

في شبكات الجيل الرابع، يتراوح استهلاك الطاقة في الموقع الواحد عادةً من 300 – 500 واط، مما يجعل التكرار أقل أهمية. ومع ذلك، فقد غيّر الجيل الخامس المشهد:

غالباً ما يصل استهلاك الموقع الواحد إلى 1000 – 2000 واط.

يمكن أن تتجاوز الأحمال القصوى للمحطات المجهزة بتقنية MIMO الضخمة 3000 واط.

تُظهر البيانات الميدانية من شركات الاتصالات أن محطات الجيل الخامس غير المتكررة شهدت أكثر من 12 انقطاعًا قصيرًا سنويًا خلال فترات الذروة، استمر كل منها لمدة 1 – 3 ثوانٍ — يكفي ذلك لقطع آلاف المكالمات واتصالات البيانات. في المقابل، المحطات التي تبلغ سرعتها 1.5 × لم تسجل أنظمة الطاقة الاحتياطية أي أعطال متعلقة بالطاقة، مع انخفاض شكاوى المستخدمين بنسبة 92%.

توفر خاصية التكرار الحماية من تقلبات الأحمال والترقيات.

الطلب على الطاقة في محطات البث ديناميكي للغاية:

قد لا تستخدم فترات انخفاض الطلب (الصباح الباكر، الليل المتأخر) سوى 40% من ذروة الطاقة.

خلال ساعات الذروة، يمكن أن يرتفع الاستهلاك بشكل كبير.

بدون وجود أنظمة احتياطية، تحدث ارتفاعات مفاجئة في الأحمال — مثل أعطال المحطات القريبة أو وصول المستخدمين بأعداد كبيرة — يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة الحمل على النظام. في أحد المراكز الحضرية، تعطلت محطة غير احتياطية خلال حدث ذروة، مما تسبب في توقف الخدمة لمدة 3 ساعات وأثر على ثلاث محطات مجاورة، مما أدى إلى خسائر مباشرة تزيد عن 15000 دولار.

بالإضافة إلى ذلك، تُبرز ترقيات محطات البث أهمية وجود أنظمة احتياطية. تبدأ العديد من المحطات بمعدات أساسية، ثم تُضيف إليها تدريجيًا إمكانيات نقل البيانات أو الحوسبة الطرفية. وبدون وجود أنظمة احتياطية مُخطط لها مسبقًا، تتطلب الترقيات استبدال نظام الطاقة بالكامل، مما يُسبب توقفًا في الخدمة وتكاليف باهظة. أما المحطات التي تتمتع بسعة إضافية بنسبة 30%، فيمكنها دمج المعدات الجديدة في أقل من ساعة، مما يوفر وقتًا ومالًا كبيرين.

استراتيجيات التكرار الرئيسية

1. تكرار الوحدات N+X

الحل الأكثر استخدامًا.

N = عدد الوحدات المطلوبة للحمل الحالي

X = عدد وحدات النسخ الاحتياطي (X ≥ 1)

مثال: محطة ذات حمل ذروة يبلغ 2000 واط باستخدام وحدات 500 واط:

N = 4 وحدات للحمل الأقصى

يُضيف تكوين N+1 وحدة احتياطية واحدة، ليصبح إجمالي السعة 2500 واط.

في حال تعطل إحدى الوحدات، يتم تفعيل نظام النسخ الاحتياطي في غضون أجزاء من الثانية، مما يضمن استمرارية الطاقة. تشمل المزايا المرونة، وإمكانية استبدال الوحدات أثناء التشغيل، والحد الأدنى من الصيانة المطلوبة.

2. قدرة كهربائية مصنفة ذات حجم كبير

تعتمد هذه الاستراتيجية على نظام طاقة مصنف بقدرة أعلى بكثير من الطلب الحالي.

مثال: محطة بقدرة 1500 واط مع نظام طاقة بقدرة 3000 واط (تكرار بنسبة 100٪)

المزايا: يدعم التحديثات طويلة الأمد (5) – 8 سنوات) وسيناريوهات الأحمال القصوى

شائع في المحطات الحيوية القريبة من خطوط السكك الحديدية عالية السرعة أو مراكز قيادة الطوارئ

التكرار في البيئات القاسية

يمكن أن تؤثر درجات الحرارة القصوى على إنتاج الطاقة:

المناخات الباردة: قد ينخفض إنتاج الوحدة بنسبة 30% عند درجة حرارة -20 ° ج

المناخات الحارة: سعة إضافية تدعم التبريد، وتمنع ارتفاع درجة الحرارة.

يضمن التكرار التشغيل المستقر في ظل الظروف البيئية القاسية، مما يحافظ على عمر المعدات وموثوقية الاتصالات.

القيمة طويلة الأجل للتصميم الزائد

لا تُعدّ أنظمة الطاقة الاحتياطية تكلفة إضافية — إنه استثمار:

يقلل من تكاليف معالجة الأعطال السنوية بنسبة تصل إلى 70%

يطيل عمر المعدات بمقدار 3 – خمس سنوات

تجهيز الشبكات لتقنية الجيل السادس والتطبيقات المستقبلية ذات الطلب العالي

من مكالمات الفيديو اليومية إلى الاتصالات الطارئة أثناء الكوارث، تضمن سعة الطاقة الاحتياطية موثوقية شبكات الجيل الخامس بشكل غير ملحوظ. في اقتصاد رقمي يعتمد بشكل متزايد على الاتصالات، لم يعد التكرار خيارًا. — إنه شرط أساسي لكل محطة أساسية.

خاتمة:

يُعدّ توفير سعة طاقة احتياطية أساسًا غير مرئي لتشغيل محطات البث الأساسية بكفاءة. فمن خلال تصميم أنظمة ذات سعة إضافية ووحدات احتياطية، يضمن المشغلون خدمة مستقرة ومستمرة، ويحمون من تقلبات البيئة والأحمال، ويؤمّنون شبكاتهم لمواكبة الأجيال التقنية القادمة.