氢燃料动力电池系统在通信系统备用电源中的应用

一、通信备用电源系统简介

通信基站一般用市电供电，为保证基站正常工作，要给基站配备备用电源系统如铅酸蓄电池组和移动油机，在断电时，备用电源系统为基站中的负载供电，保证设备的正常运行。

铅酸蓄电池的优点是比较安全且采购成本较低，其缺点是体积大、笨重、造成一次和二次环境污染、备电时间有限且有不确定性、对环境温度要求苛刻。

当铅酸蓄电池因放电时间较长将要退服或出现故障时，移动油机成为现实可用的备用电源，但移动油机后勤保障复杂，需有人值守，有噪声污染及废气污染。

鉴于铅酸蓄电池和移动油机的种种缺点，加之能源危机和人们环保意识的提高，寻求新的备用电源的呼声越来越高，氢燃料动力电池是最理想的替代者之一。

二、氢燃料动力电池的原理

氢燃料动力电池是一种高效电化学能量转换器，把氢气（燃料）和氧气（来自空气）中的化学能直接转化成电能。只要有燃料和空气不断输入，燃料动力电池就能源源不断地出现电能，因此，燃料动力电池兼具电池和油机的特点。

燃料在燃料动力电池的阳极被氧化，生成质子和电子；质子通过电解质迁移到阴极，电子通过外电路迁移到阴极为外界负载供应电能；迁移到阴极的质子、电子和阴极处来自空气中的氧气结合生成水。燃料动力电池的重要优点包括：高效率（不受卡诺循环的限制）、零或超低排放、机械结构简单、扩展容易、安静、安全、可靠、能用可再生能源为燃料、只要有燃料就可持续不断地发电。

三、氢燃料动力电池与现有备用电源的比较

1、与铅酸电池的比较

和铅酸电池相比，燃料动力电池的重要优点包括：

适应环境温度范围宽广，基站温度可设定在32℃或更高，这样每年可节约大量空调电费。

只要保证氢气的供应就可持续供电，在发生大的自然灾害时可以保持长时间的通信畅通，为此而保护的生命、财产是难以用金钱来衡量的。

按设定电压稳定输出电能，而不像铅酸电池在剩余电量达到最低值前，放电电压衰减很快且难以预测。

重量轻，不需特殊的承重处理。

占地面积小，安置位置灵活，既可安置在室外也可安置在室内。

寿命设计一般是累计使用时间1500小时、累计开关次数超过600次、储存寿命10年，而铅酸电池几年就要更换。

安全性高，燃料动力电池系统中有多种传感器，系统可自动采取应对措施，如：当氢气泄漏时，燃料动力电池控制系统会自动关闭气源，防止泄漏持续；可远程监控，及时发现问题。世界上还没有燃料动力电池发生氢气燃爆事故。

2、与移动油机的比较

与移动油机比较，氢燃料动力电池最大优点是：

自动控制，可实现无人值守，通过遥测、遥控手段来监控系统的运行状态及氢气的剩余量，实现远程管理。

低噪音、无废气排放。燃料动力电池系统机械运动部件较少，所以系统比较安静，其排放物为水，对环境友好。

四、通信备用氢燃料动力电池系统的应用

1、系统的接入

燃料动力电池系统可以布置于室内和室外，但作为通信备用电源系统，根据现有通信机房的相关管理规范，燃料动力电池备用电源系统只能布置于室外。

燃料动力电池系统的功率输出线只需和整流器中的直流母线连接即可，另外，由于配置启动电池（小容量），需供应一路市电给启动电池充电。燃料动力电池系统支持手动启动、自动启动和远程启动三种方式。