氫燃料電池系統在通信系統備用電源中的應用

一、 通信備用電源系統簡介

通信基站一般用市電供電，為保證基站正常工作，需要給基站配備備用電源系統如鉛酸蓄電池組和移動油機，在斷電時，備用電源系統為基站中的負載供電，保證設備的正常運行。

鉛酸蓄電池的優點是比較安全且采購成本較低，其缺點是體積大、笨重、造成一次和二次環境污染、備電時間有限且有不確定性、對環境溫度要求苛刻。

當鉛酸蓄電池因放電時間較長將要退服或出現故障時，移動油機成為現實可用的備用電源，但移動油機后勤保障復雜，需有人值守，有噪聲污染及廢氣污染。

鑒于鉛酸蓄電池和移動油機的種種缺點，加之能源危機和人們環保意識的提高，尋求新的備用電源的呼聲越來越高，氫燃料電池是最理想的替代者之一。

二、 氫燃料電池的原理

氫燃料電池是一種高效電化學能量轉換器，把氫氣（燃料）和氧氣（來自空氣）中的化學能直接轉化成電能。只要有燃料和空氣不斷輸入，燃料電池就能源源不斷地產生電能，因此，燃料電池兼具電池和油機的特點。

燃料在燃料電池的陽極被氧化，生成質子和電子；質子通過電解質遷移到陰極，電子通過外電路遷移到陰極為外界負載提供電能；遷移到陰極的質子、電子和陰極處來自空氣中的氧氣結合生成水。燃料電池的主要優點包括：高效率（不受“卡諾循環”的限制）、零或超低排放、機械結構簡單、擴展容易、安靜、安全、可靠、能用可再生能源為燃料、只要有燃料就可連續不斷地發電。

三、 氫燃料電池與現有備用電源的比較

1、與鉛酸電池的比較

和鉛酸電池相比，燃料電池的主要優點包括：

適應環境溫度范圍寬廣，基站溫度可設定在32℃或更高，這樣每年可節約大量空調電費。

只要保證氫氣的供應就可持續供電，在發生大的自然災害時可以保持長時間的通信暢通，為此而保護的生命、財產是難以用金錢來衡量的。

按設定電壓穩定輸出電能，而不像鉛酸電池在剩余電量達到最低值前，放電電壓衰減很快且難以預測。

重量輕，不需特殊的承重處理。

占地面積小，安置位置靈活，既可安置在室外也可安置在室內。

壽命設計一般是累計使用時間1500小時、累計開關次數超過600次、儲存壽命10年，而鉛酸電池幾年就要更換。

安全性高，燃料電池系統中有多種傳感器，系統可自動采取應對措施，如：當氫氣泄漏時，燃料電池控制系統會自動關閉氣源，避免泄漏持續；可遠程監控，及時發現問題。世界上還沒有燃料電池發生氫氣燃爆事故。

2、與移動油機的比較

與移動油機比較，氫燃料電池最大優點是：

自動控制，可實現無人值守，通過遙測、遙控手段來監控系統的運行狀態及氫氣的剩余量，實現遠程管理。

低噪音、無廢氣排放。燃料電池系統機械運動部件較少，所以系統比較安靜，其排放物為水，對環境友好。

四、 通信備用氫燃料電池系統的應用

1、系統的接入

燃料電池系統可以布置于室內和室外，但作為通信備用電源系統，根據現有通信機房的相關管理規范，燃料電池備用電源系統只能布置于室外。

燃料電池系統的功率輸出線只需和整流器中的直流母線連接即可，另外，由于配置啟動電池（小容量），需提供一路市電給啟動電池充電。燃料電池系統支持手動啟動、自動啟動和遠程啟動三種方式。