CN106899261B - 一种用于移动通讯基站铁塔的光伏电池板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于移动通讯基站铁塔的光伏电池板，所述光伏电池板安装在移动通讯基站铁塔上，所述光伏电池板呈几何图形，该几何图形和所述移动通讯基站铁塔的几何结构相匹配；所述光伏电池板的边缘有安装有金属眼圈的固定孔，钢丝绳穿过所述固定孔同所述移动通讯基站铁塔的金属角铁固定连接；所述光伏电池板上分布有空气震动孔。一是最大化地提高了铁塔表面的光伏电池板覆盖率，二是以简单的结构实现了电池板和铁塔的牢固固定，三是设置空气震动孔，使得空气穿过这些孔洞引发光伏电池板的低频震动，从而达到风力自动除尘的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于移动通讯基站铁塔的光伏电池板，属于通讯设备技术领域。
背景技术
移动通讯基站是移动通讯系统的重要组成部分，它负责移动通讯信号的转发和中继。为了保证移动通讯基站信号的最大覆盖范围，这些基站通常都建设在较高的位置上，如建筑物的屋顶上、山坡上或专用铁塔上。
无论移动通讯基站建设在什么位置，都需要有足够的电力供应，功率较小的基站需要220V的二相交流电，功率较大的基站需要380V的三相交流动力电。为了给建设在偏远山区的移动通讯基站供电，还需要专门为它安装动力输变电系统。为保证移动通讯基站的通讯不间断，这些供电系统还必须保证有应急备用电源。
为了降低移动通讯的供电成本，近几年来越来越多的移动通讯基站开始采用光伏技术供电，这不仅大大降低了移动通讯基站的供电成本，也开拓了清洁能源新的应用领域。
采用光伏技术给移动通讯基站的供电方式有两种，其一是在基站附近安装固定角度的光伏阵列，其二是采用聚光光伏技术，在基站附近安装追日式光伏设备。但由于这些光伏设备需要较大的安装场地，因此增加了移动通信基站建设征地总成本。此外，在我国西北和西南地区，多数基站都建设在高山上，安装这种光伏设备需要平整山上的土地，需要动用重型设备，这也是一笔不小的开支。
移动通讯的铁塔高度一般在40米到60米之间，除了在铁塔之上安装了中继转发器之外，铁塔的塔身没有其它用途。能否利用移动通讯基站铁塔塔身安装光伏设备，为移动通讯系统提供电力呢？现有技术中为了解决上述技术问题，提出利用通信塔和钢结构的建筑表面设置太阳能电池板，比如 CN201610359822.8和CN201320183291.3，它们给了相应的解决方案，但上述现有技术仅仅给出大致的技术设想，申请人发现在实际安装过程中，在实际铁塔上设置太能电池板存在以下技术问题，一，太阳能电池板覆盖率低，二，太阳能电池板无法稳固固定于铁塔上，三，太阳能电池长期在户外恶劣条件下，灰尘的覆盖大大降低了太阳能电池的供电效率。
发明内容
针对以上技术问题，本申请提出了一种用于移动通讯基站铁塔的光伏电池板。
本发明涉及的用于移动通讯基站铁塔的光伏电池板，
所述光伏电池板安装在移动通讯基站铁塔上，所述光伏电池板呈几何图形，该几何图形和所述移动通讯基站铁塔的几何结构相匹配；
所述光伏电池板的边缘有安装有金属眼圈的固定孔，钢丝绳穿过所述固定孔同所述移动通讯基站铁塔的金属角铁固定连接；
所述光伏电池板上分布有空气震动孔；空气穿过这些孔洞时引发光伏电池板的低频震动，达到利用风力自动除尘的目的；
所述光伏电池板安装在移动通讯基站铁塔朝阳的塔面上；
所述光伏电池板通过串联和/或并联的方式级联后，输出光伏并向蓄电池组充电控制器供电，充电控制器接收光伏输入的光伏电流后向蓄电池组供电，蓄电池组向移动通讯基站设备供电，移动通讯基站设备把中继转发信号和电力传送到移动通讯基站铁塔的中继转发器上，达到移动通讯中继转发的目的。其中，所述光伏电池板呈等腰三角形状，其中，两个等腰边角均为45度，所述光伏电池板的边缘开有多个固定孔，固定孔有金属眼圈铆接，钢丝绳穿过所述固定孔将所述光伏电池板固定在移动通讯基站铁塔的角铁上。
其中，所述光伏电池板上分布有不同几何形状的空气震动孔，震动孔上有震舌。当风能达到一定数值时，这些震动孔将引起光伏电池板的低频震动，起到对光伏电池板自动除尘的作用。
其中，所述光伏电池板是单晶硅、多晶硅、碲化镉、砷化镓或铜铟镓硒光电池，光电池被切割成较小的尺寸串并连接，并通过透明面板、热熔胶和背板层压粘合，所述光伏电池板是柔性光伏电池板。
其中，所述光伏电池板是相互串联的，光伏电池板的输出端安装有防反二极管。
其中，所述光伏电池板是相互并联的。
其中，单个所述电池板输出电压为2伏特，总输出电压是48伏特。
其中，所述光伏电池板由五层薄膜结构组成，第一层是透明塑料面板；第二层是透明热熔胶层；第三层是光电池层；第四层是透明热熔胶层；第五层是柔性背板层。
其中，将两个光伏电池板的长边水平相对安装或垂直相对安装。
其中，将一个光伏电池板单独安装。
附图说明
图1是移动通讯基站铁塔系统的结构框图
图2a是包括本申请的光伏电池板的移动通讯基站铁塔的结构框
图2b是安装在铁塔上的光伏电池板的放大图
图3a是本申请的光伏电池板整体结构示意图
图3b是本申请的光伏电池板部分结构示意图(带有钢丝绳)
图4是包括本申请的光伏电池板的移动通讯基站铁塔的功能框
其中，
1是移动通讯基站铁塔
2是移动通讯基站的站房
3是移动通讯基站信号和电力输出端
4是移动通讯信号和电力供应电缆
5是通讯设备
6是蓄电池系统
7是移动通讯基站的电源系统
8是移动通讯基站铁塔的局部结构
10是动力电网
11是变压器
12是经变压器输出供移动通讯基站专用的三相交流动力电
13是铁塔顶端的移动通讯中继转发器
14是塔顶设备
20是安装在移动通讯基站铁塔上的光伏电池板
22是铁塔光伏系统充电控制器
23是铁塔光伏系统的蓄电池组
24是移动通讯基站的通讯设备
25，26是串并连接后光伏电池板总电力输出电缆
27是由移动通讯基站通讯设备输出的中继转发信号和电力供应
30是本发明的三角形光伏电池板
31是光伏电池
32是分布在光伏电池板边缘上的固定孔
33是光伏电池板的光伏电压输出端子
35是分布在光伏电池板上的空气动力震动孔
36是两个等腰边和底边的夹角
38是钢丝绳
40是将本发明的两个三角光伏电池板长边水平相对的安装方式
41是将本发明的两个三角光伏电池板长边垂直相对的安装方式
43是光伏电池板输出的总电缆
44是光伏控制器
45是蓄电池组
46是移动通讯基站铁塔的中继转发设备
47是移动通讯设备向中继转发器提供的通讯信号和电力。
具体实施方式
下面结合图以及具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
需要说明的是，下文中关于数字“n是……”的描述，仅为表示，n代表的附图标记在附图中含义。
图1是移动通讯基站铁塔系统的结构框图，以图1为基础，详细说明移动通讯基站铁塔系统的结构及工作原理。
1是移动通讯基站铁塔。按照我国移动通讯基站铁塔建设标准，这类铁塔有三角塔和四角塔，塔柱由圆形金属管级联构成，塔身由镀锌角铁组合构成，为增加铁塔的稳固性，这些角铁的相互连接多数呈三角形结构。铁塔下阔上窄，在铁塔的顶端有安装平台，专门为安装人员安装中继转发器和其它设备所用。从铁塔基座到铁塔顶端有步梯，可以让施工或维修人员攀爬铁塔。无论是三角塔还是四角塔，也无论这些塔基在地面上是如何分布的，在白天日照期间，塔身上总有两面是可以接收到光辐射的，这就为安装在塔身上的光伏设备接受足够的光辐照能提供了保证。满足移动通讯基站的光伏功率不能小于10000W，在一个高度40米或60米的移动通讯基站铁塔的塔身上安装光伏设备，输出不少于10000W 的光伏功率是没有问题的。这样就省去了在地面安装光伏设备的征地和土地平整的工作，为移动通讯基站铁塔的光伏供电节省了大量投资。
2是移动通讯基站的站房，用来安装移动通讯基站的电源设备和通讯设备。3是移动通讯基站信号和电力输出端。5是通讯设备，它负责向铁塔顶端的中继转发器提供通讯信号和电力供应。6是蓄电池系统，是移动通讯基站的备用电源，当电力供应中断时，这个蓄电池组可以连续为铁塔的移通讯保持不少于24小时的电力供应。7是移动通讯基站的电源系统，包括交直流变换系统，蓄电池充电系统。10 是动力电网，在没有动力电网的地方，要为移动通讯基站建设专用动力电供电系统。11是变压器，在需要的时候，将电网的高压转换为低压。12是经变压器输出供移动通讯基站专用的三相交流动力电。 4是和3相连接的移动通讯信号和电力供应电缆，它将移动通讯的中继转发信号和电力供应提供给铁塔顶端的移动通讯中继转发器13。
8移动通讯基站铁塔的局部结构。
图2a是包括本申请的光伏电池板的移动通讯基站铁塔的结构框图，图2b是安装在铁塔上的光伏电池板的放大图，以图2a，图2b为基础，详细说明本发明的技术方案。
1是移动通讯基站铁塔，20是安装在移动通讯基站铁塔上的光伏电池板。25，26是串并连接后光伏电池板总电力输出电缆，22是铁塔光伏系统充电控制器，23是铁塔光伏系统的蓄电池组，24是移动通讯基站的通讯设备。27是由移动通讯基站通讯设备输出的中继转发信号和电力供应，直接输出到塔顶设备14。30是安装在铁塔上的光伏电池板的放大图样，它可以是三角形，也可以是矩形或其它几何形状，尺寸可以是固定一致的，也可以是几种不同尺寸。31是光伏电池，可以是多晶硅、单晶硅、碲化镉、铜铟镓硒或其它形式的光伏电池。32是固定孔，固定孔分布在光伏电池板的四周，钢丝绳穿过这些固定孔，把光伏电池板固定安装在移动通讯基站的铁塔上。33是光伏电池板的光伏电压输出端子。在移动通讯基站铁塔上安装光伏板，必须做到防风、防沙、防冰雹、抗高低温、安装简便、易于维修并保证输出足够电力。安装在铁塔上的光伏板还必须有较轻的重量和较小的风阻，以保证不会给移动通讯基站铁塔增加过大的承重和风压。此外，移动通讯基站铁塔本身是一种建筑形式，在其上安装光伏电池板要符合公共建筑艺术的审美要求。
要做到以上几点，移动通讯基站铁塔光伏电池板必须进行特殊的设计并采用特殊的生产工艺。
图3a是本申请的光伏电池板整体结构示意图，图3b是本申请的光伏电池板部分结构示意图(带有钢丝绳)，以此为基础对本发明涉及的光伏电池板做进一步说明。
30是本发明的三角形光伏电池板，它是一个等腰三角形，36是两个等腰边和底边的夹角，均为45度。这样的设计一是便于在移动通讯基站铁塔上的固定安装，二是可以做任意角度的旋转拼接和铁塔自身结构完美结合，三是可以做到生产材料的最为节省。光伏电池板30由五层薄膜组成，第一层是透明塑料面板，它具有抗低温、耐高温、抗冲击、高绝缘的特征；第二层是透明热熔胶，它在高温下融化并成透明状，常温固化后可以将透明面板和光电池粘接在一起；第三层是光电池，它可以是单晶硅、多晶硅、碲化镉、铜铟镓硒或其它光伏电池，通过激光切割将其分割成较小的光电池并相互串并连接，确保其不破碎不断路；第四层仍然是透明热熔胶层；第五层是柔性背板层，它对光伏电池板起到保护和反射光线的作用。
32是分布在光伏电池板边缘上的固定孔，这些固定孔由金属眼圈铆接而成，钢丝绳38穿过这些金属眼圈，把光伏电池板固定在移动通讯基站铁塔的塔身上。35是分布在光伏电池板上的空气动力震动孔，这些孔洞具有不同的几何形状和震动舌，当具有一定能量的高空风从这些孔洞穿过时，会引发光伏电池板的低频震动，起到对光伏电池板自动除尘的作用。此外这些孔洞也可以减少对光伏电池板的一定风压。本发明光伏电池板中的光伏电池是全部串联的，每个光伏电池板之间是全部并联的，每个光伏电池板的输出电缆都接有防反向电流二极管，以此保证任何一块光伏电池板出现故障，都不会影响到整个系统的光伏发电。
图4是包括本申请的光伏电池板的移动通讯基站铁塔的功能框图，以此为基础，详细从系统的功能上阐述本申请的技术方案。
1是移动通讯三角铁塔，塔高60米，塔基阔4.09米，塔上最低一层平台到塔基的高度为37米，光伏电池板就安装在这37米高的一个三角塔面上，三角塔面选择面向南方的一面。
20是安装在铁塔上的等腰三角形光伏电池板，40是将本发明的两个三角光伏电池板长边水平相对的安装方式，41是将本发明的两个三角光伏电池板长边垂直相对的安装方式，光伏电池由SunPower多晶硅电池片切割后拼接串联使用，每片光伏电池板的输出光伏电压为52.08伏特，输出电流为2.9安培，输出功率为142.8W。100片光伏电池板全部并联连接，输出电压52.08伏特，输出电流290安培，输出功率14200瓦。
43是光伏电池板输出的总电缆，它连接到光伏控制器44上，光伏控制器44通过电源控电路向蓄电池组45充电，蓄电池组45由24块1500Ah的2伏特输出电压胶体电池串联组成，总输出电压为48伏特。 46是移动通讯基站铁塔的中继转发设备，47是移动通讯设备46向中继转发器提供的通讯信号和电力。由上述描述可知，本申请涉及的一种用于移动通讯基站铁塔的光伏电池板，最大化地提高了铁塔表面的光伏电池板覆盖率，以简单的结构实现了电池板和铁塔的牢固固定，安装简便、易于维修，其中光伏电池板上设置空气震动孔以及进一步优化配置的空气(动力)震动孔，使得空气穿过这些孔洞引发光伏电池板的低频震动，从而达到风力自动除尘的目的。
以上所述仅是本发明优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应该视为本发明 的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于移动通讯基站铁塔的光伏电池板，其特征在于，
所述光伏电池板安装在移动通讯基站铁塔上，所述光伏电池板呈几何图形，该几何图形和所述移动通讯基站铁塔的几何结构相匹配；
所述光伏电池板的边缘有安装有金属眼圈的固定孔，钢丝绳穿过所述固定孔同所述移动通讯基站铁塔的金属角铁固定连接；
所述光伏电池板上分布有空气震动孔；
所述光伏电池板安装在移动通讯基站铁塔朝阳的塔面上；
所述光伏电池板通过串联和/或并联的方式级联后，输出光伏并向蓄电池组充电控制器供电，充电控制器接收光伏输入的光伏电流后向蓄电池组供电，蓄电池组向移动通讯基站设备供电，移动通讯基站设备把中继转发信号和电力传送到移动通讯基站铁塔的中继转发器上，达到移动通讯中继转发的目的。
2.根据权利要求1中所述的光伏电池板，其特征在于，所述光伏电池板呈等腰三角形状，其中，两个等腰边角均为45度，所述光伏电池板的边缘开有多个固定孔，固定孔有金属眼圈铆接，钢丝绳穿过所述固定孔将所述光伏电池板固定在移动通讯基站铁塔的角铁上。
3.根据权利要求1中所述的光伏电池板，其特征在于，所述光伏电池板上分布有不同几何形状的空气震动孔，震动孔上有震舌。
4.根据权利要求1中所述的光伏电池板，其特征在于，所述光伏电池板是单晶硅、多晶硅、碲化镉、砷化镓或铜铟镓硒光电池，光电池被切割成较小的尺寸串并连接，并通过透明面板、热熔胶和背板层压粘合，所述光伏电池板是柔性光伏电池板。
5.根据权利要求1中所述的光伏电池板，其特征在于，所述光伏电池板是相互串联的，光伏电池板的输出端安装有防反二极管。
6.根据权利要求1中所述的光伏电池板，其特征在于，所述光伏电池板是相互并联的。
7.根据权利要求1中所述的光伏电池板，其特征在于，单个所述电池板输出电压为2伏特，总输出电压是48伏特。
8.根据权利要求1中所述的光伏电池板，其特征在于，所述光伏电池板由五层薄膜结构组成，第一层是透明塑料面板；第二层是透明热熔胶层；第三层是光电池层；第四层是透明热熔胶层；第五层是柔性背板层。
9.根据权利要求1中所述的光伏电池板，其特征在于，将两个光伏电池板的长边水平相对安装或垂直相对安装。
10.根据权利要求1中所述的光伏电池板，其特征在于，将一个光伏电池板单独安装。
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