当今社会，能源消耗日益增长，石油、煤炭等不可再生资源可开采年限越来越少，对新能源的需求越来越迫切。新能源中，核能的和平利用虽然已经很成熟，但是鉴于前苏联切尔诺贝利、美国三里岛事故、日本福岛核泄漏等事件的严重影响，世界各地反核声浪从未停息，人类对核能这把双刃剑的利用之路走的“步步惊心”。
因此从环境保护的观点来看，发展新能源应该以绿色能源为主，目前太阳能在移动通信基站中已有较多的应用，特别是在市电获取困难的偏远地区或海岛地区。
光伏系统以供电方式区分大致可分为独立系统、混合系统和并网系统三大类，本文仅讨论应用最广泛的独立光伏系统的设计。
1 独立光伏发电系统概述
1.1 太阳能光伏发电的基本原理
某些特定的半导体在太阳光照射下，内会产生自由电荷，这些自由电荷定向移动和积累后会产生一定的电动势，从而可以向外电路提供电流。这种现象被称为光生伏特效应或光伏效应，它是制造太阳能电池的物理基础。
1.2 典型通信基站太阳能光伏发电系统组成
独立光伏系统是指没有任何辅助电源，光伏发电是唯一电力来源的电源系统。独立光伏系统应用在移动通信基站时的连接示意图如下，直流负载主要是基站设备、传输设备，交流负载主要是交流交换机、基站照明等。
2 独立光伏发电系统设计步骤
2.1 太阳能光伏发电系统的设计原则
光伏发电系统的设计原则是通过计算最优的阵列倾角和蓄电池容量，使系统达到高可靠性与经济性的最佳组合。
2.2 太阳能光伏发电系统的负载计算
需列出通信基站中各种用电负载的耗电功率、工作电压及平均每天使用时数，还要计入系统的辅助设备如控制器、逆变器等的耗电量。选择蓄电池工作电压V，算出负载平均日耗电量QL(Ah/d)。
2.3 计算方阵面上太阳辐照量
倾斜面上的全年平均太阳辐照量(Kwh/m2)通常采用Klien和Theilacker的计算倾斜面上月平均太阳辐照量的方法，公式如下：
其中： 是倾斜面上月平均太阳辐照量与水平面上月平均太阳辐照量的比值;为水平面上月平均散射辐照量;为水平面上月平均总辐照量;β为方阵倾角;ρ是地面反射率。
2.4 计算各月发电盈亏量
对于某个确定的倾角，计算方阵输出的最小电流和最大电流
其中：η1为从方阵到蓄电池回路的输入效率;η2为由蓄电池到负载的放电回路效率。
方阵实际工作电流应在Imin和 Imax 之间，可先任意选取一中间值I，则方阵各月发电量为
Qg=N·I·Ht·η1·η2
其中：N 为当月天数，Ht为该月太阳辐照量
各月负载耗电量为：Qc= N·QL，进一步计算出各月发电盈亏量△Q=Qg-Qc
如果△Q<0,为亏欠量，表示该月发电量不足，需要由蓄电池提供部分储存的电量。
2.5 确定累计亏欠量
计算出各月发电盈亏量，如只有一个△Q < 0的连续亏欠期，则累计亏欠量即为该亏欠期内各月亏欠量之和。如有两个或以上的不连续△Q<0的亏欠期，则累计亏欠量∑∣-⊿Qi∣应扣除连续两个亏欠期之间⊿Qi为正的盈余量，最后得出累计亏欠量 ∑∣-⊿Qi∣。
2.6决定方阵输出电流
将累计亏欠量∑∣-⊿Qi∣代入公式：
将 n1与指定的蓄电池维持天数n相比较，若n1>n，则增大电流I，重新计算，反之亦然。直到n1≈n，即得出方阵输出电流Im。
2.7 求出方阵最佳倾角
改变倾角，重复以上计算，进行比较，得出最小的方阵输出电流Im值，相应的倾角即为方阵最佳倾角βopt。
2.8 得出蓄电池及方阵容量
这样可以求出蓄电池容量为：
光伏方阵容量为
P=k·Im·(Vb +Vd )
其中：k为安全系数;Vb为蓄电池充电电压;Vd为充
防反二极管及线路等压降。
3 结语
移动通信基站是组成移动通信系统的最基本单元，为了保证移动通信信号的连续覆盖，需要根据网络规划的结果进行基站部署。虽然有的时候可对基站位置进行微调，但是总体可调幅度不大，因此在远郊地区或海岛上建站不可避免。这些地方市电引入困难，但是往往有丰富的太阳能资源，因此这些地方的基站适宜采用太阳能发电系统，随着新材料技术的发展，对太阳能的利用效率将会进一步提高，一次建站成本将不断降低，新能源发电系统将有望在更多场景的移动基站中采用，成为市电的有效补充甚至是替代者。
新能源防反二极管专业制造商
