丹麦奥尔堡大学和蓝色世界技术的一组研究人员APS合作，在线发表了一篇新论文能量。在论文中，他们报告了使用甲醇燃料电池和电池用于电信行业的电源备用系统的混合动力系统。使用建模优化了系统的操作策略，并报告了作者报告的设备性能结果。
学习：建模用于电信备用应用的混合动力甲醇燃料电池燃料电池系统。图片来源：Asharkyu/Shutterstock.com
克服21岁全球电信行业的问题英石世纪
全球电信行业目前正在经历指数增长，随后电力需求增加。到2025年，预计年度全球联系将达到1000亿，而5G技术的兴起正在对电信基础设施提出进一步的电力需求，传统上利用化石燃料来满足其能源需求。
仅5G仅5G就可以占该行业的电力需求增加160％。虽然一个5G基站消耗的功率很少，但大约1000-1400 W，但需要在同一区域分配几个频段，因为5G频段范围比传统的4G频段小。因此，这导致5G基站的电力需求增加。5G设备的功耗可以比4G设备高出1.7倍。2020欧洲杯下注官网
由于这些问题，电信行业需要更绿色的能源，以应对5G基础设施的功率需求以及全球电信设备日益增长的使用。2020欧洲杯下注官网此外，有必要生产绿色发电，以确保持续的网络稳定性。此外，需要创新的解决方案来减少行业的环境影响，并与国际商定的减少碳减少承诺保持一致。
传统备份系统
传统的备用系统通常使用铅酸电池的柴油发电机。两种类型的系统都有其缺点。柴油发电机，虽然可靠，但在污染化石燃料上运行，运行昂贵。电池虽然是一种绿色，低成本的选择，但受其低能量密度和对高温易感性的限制。
近年来，已经开发了第三种备份系统，并且由于解决了传统系统所面临的问题而越来越受欢迎。PEM燃料电池基于质子交换膜。与柴油发电机相比，这些电源系统紧凑，干净，可靠，高效，安静，维护便宜，并且比某些常规电池备用系统具有更高的能量密度。但是，它们需要更高的资本成本，并且与唯一的电池系统相比，它们具有缓慢的瞬态和启动动态。
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在汽车和海上行业中，已经对混合燃料电池组的系统进行了广泛的探索，对它们作为电源备用系统的应用有限的研究有限。研究表明，它们的效率和系统动态可以增强，从而克服局限性。此外，由于使用了两个电源，因此可以降低这些系统的大小和成本。
氢已被探索为这些混合动力系统的燃料。这种燃料选择具有很大的好处，尤其是对于电信设备，例如在偏远地区的蜂窝塔，在偏远地区可能很难加油备用电源系统。2020欧洲杯下注官网由于需要长时间提供备份功率以及氢液化和压缩的昂贵性质，因此将氢储存在醇和液态碳氢化合物中是一种非常实用的方法。
甲醇可以廉价和本地生产，是用于备用电源系统的氢载体的主要候选者。结合甲醇燃料电池和电池的混合系统通过常规电源备份系统克服了许多问题。
这个调查
作者报告了一种新型混合动力备用系统的发展。研究中开发的系统结合了一个改良的甲烷喂养的高温PEM燃料电池和电池组。该混合设备已被提议作为解决电信行业电力备份需求的解决方案。
MATLAB SIMULINK用于系统建模。通过延长燃料电池的寿命并将电池的SOC保持在合理的值中，以避免热应力和设备的降解，从而将基于州的EMS用于系统优化。通过比较BOL和EOT性能，作者评估了系统的降解。在研究中评估了1000小时和250个循环测试后的性能。
使用负载要求，SOC以及功率网络作为输入的缺失或存在，使用了十二个操作条件来表征EMS。预测甲醇的消耗是针对不同情况的，此外，作者研究了综合光伏太阳系。
作者指出，大量的夜间停电会影响电池的SOC。这可能会导致关键条件，因此可以增加氢燃料的消耗。燃料消耗不受集成光伏系统的影响，此外，光伏系统通过避免低电池SOC来增强混合动力备份的日间性能。
进一步阅读
Martinho，D.L等。（2022）建模用于电信备份应用的混合改革甲醇燃料电池 - 故障系统能量15（9）3218 [在线] mdpi.com。可用网址：
https://www.mdpi.com/1996-1073/15/9/3218
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