祥和基站型中央节能保护机

为何是削减5G基站高能耗等“5高”难题的最牛“黑科技”？

来源：开云官方网站登录入口总工办

祥和基站型中央节能保护机，是开云官方网站登录入口优化5G/4G基站用电环境的“黑科技”，其总的节电率高，综合成本低，降温降噪效果好。

开云官方网站登录入口总工程师、节能减碳产业创新联盟理事长、中国能源研究会常务理事、四川大学锦城学院特聘教授伍泽涌，受邀在国家节能中心《绿色技术创享汇——信息基础设施能效提升专题》上，作“5G/4G基站系统节能&降温降噪解决方案”报告

Part.1

5G基站“5高”与“5难”消减之困惑

      5G网络作为我国新基建七大领域的第一位发力于科技端的基础设施，被我国高层定调为“经济发展新动能”，已得到我国各级政府，以及通信行业内外的高度重视和加快建设。

      然而，以5G网络的高电能消耗为核心，所导致的高能耗、高排碳、高温度、高噪声、高成本“5高”难题，又成为5G发展中的沉重负担，甚至还有的专家、学者认为，高昂电费将成为压垮移动运营商的“一根稻草”。因为有专家预测，2025年通信行业的能耗，将占全球电能总量的20%。通讯基站又是通讯行业的能耗大户，大约80%的能耗，来源于分布广泛的城乡基站。除了5G基站单站比4G基站单站的电能消耗量高达2.5~3.5倍之多外，再加上5G基站的密度比4G基站高1.5倍，这两者叠加之后的高额电能消耗，导致随之而产生的5G基站高排碳问题、主设备高温度问题、高噪声问题、高成本问题，均成为运营商们不得不急待解决的课题。

      此外，5G基站还存在着如何提高BUU与AUU的运行平稳度问题、运行可靠性问题、运行效率问题，怎样延长设备使用寿命问题、降低维护维修成本问题等等。

      5G基站的以上高能耗、高排碳、高温度、高噪声、高成本“5高”难题，以及由此产生的其它问题，成为各运营商和铁塔公司的一个又一个的困惑。

5G基站功耗计算公式

Part.2

5G基站的高能耗突破之局限

      面对5G基站的上述”5高”难题，我国有关科技工作者和通信设备企业、各运营商、铁塔公司等，依靠科学创新、技术创新和产品创新，在5G基站的材料开发、设备研制、工艺研发等方面，已下了不少攻夫，5G基站专用的节能设备、节能技术、节能方法层出不穷，甚至有的运营商研究机构、通讯设备上市公司、大型通信设备供应商，还提出了5G设备、5G站点、5G网络的三个级别节能体系模型，并采用了相应的详细对策与措施。可以说该想到的都想到了，该做到的都尽力做了，大有节能降耗降本已“竭尽全力”之势。例如，根据一天内用户使用手机者数量的不同时段，运用人工智能控制措施，采用关闭5G基站内设备的部分功能、关闭部分设备等手段，来千万百计降低电费支出。

5G基站的PA功耗为什么这么大？

      这些措施与方法，对于降低5G基站的能耗费用、减少碳排放量，已收到一定的效果，但因尚未抓住5G基站“吃“的电，这个“5降”的“牛鼻子”，没有从5G基站的高能耗、高排碳、高温度、高噪声、高成本的电能“根源”上解决，反而易出现设备成本提高，运维难度加大，难以同时削减高温度、高噪声、高成本问题，难以有效提高设备运行平稳度和可靠度。这就在一定程度上，制约了5G基站“5高”问题解决水平的提升，5G网络的进一步发展，迫切需要寻找其它新的路径与方法，予以弥补和完善。

Part.3

光刻机技术颠覆性突破之启迪

      光刻机作为典型的生产芯片的“高精尖”设备，其基本原理是釆用光来雕刻电路图，光越细，所刻的内容就越多，芯片就越强。然而，怎样使光继续细下去，就成了光刻机技术突破的瓶颈。常见的措施是不断缩短光的波长，可是波长难以一直缩短下去。当人们将波长缩短至157纳米时，就再也无法突破了。为了攻克光刻机的这道技术难关，全球整个半导体行业几乎都加入其中，技术突破的路径，集中在尼康公司的157纳米F2激光升级的稳健方案，与联盟的跨过157纳米的直达10纳米全新光源激进方案上。终因这两个方案成本太高，难度太大，而以失败告终。

      正在全球整个半导体行业，都咬紧牙关硬杠的时候，有人提出了一个看似天马行空的独特想法：既不换光源也不升级，另避新径，将光的传播介质由空气改为水，即把空气中传播的光，改在水中传播，从而达到把光变细的目的，成功实现193nm/1.4=132nm，远远超过157纳米。这样，既难度小又成本低，且不需要对现有设备作大的改造。这个全新的技术突破方案，轻而易举地绕过了光刻机技术瓶颈，实现了光刻机技术的革命性、颠覆性创新。一家名不见经传的小公司，大胆采用了这项全新技术，成功实现了异军突起，占据了光刻机70%的市场份额，将半导体行业中的尼康等大型企业击败，迫使尼康等大公司成为行业的“小弟”。

      这个光刻机的技术突破范例，启迪人们“想法比人力、物力、财力等资源更重要”，在技术难以突破时，若是善于另避新径，敢于采用直线超车的创新，从而获得独特的路径依赖优势，常常成为成功者的不二法则。

请收看精彩的光刻机技术的颠覆性创新过程讲解

Part.4

削减5G基站高能耗等“5高”之新法

      祥和开云官方网站登录入口在“致力成为解决新时代用电问题领先者”的祥和愿景，“让用电更安全更省钱”的祥和宗旨指引下，将独创独有的《用电侧双向阻隔技术》，成功地运用到削减5G/4G基站节能、减碳、降温、降噪、降本的“5降”上，收到了令人惊喜的良好效果，被誉为5G基站的“一法独秀之道”。

祥和基站型中央节能保护机

      开云官方网站登录入口的《5G/4G基站系统节能&降温降噪解决方案》，系采用移植创新法，将空调行业中央空调的产品理念、产品思维、安装位置，移植到节能节电行业。在此基础上，再运用仿生创新法，将血管网视为电网（5G/4G基站的微型配电系统与整个供电网），将血压视为电压，将血流视为电流，将光伏发电、风力发电等“垃圾电”并网；电力电子化设备在发电、输电、配电和用电的各环节广泛应用；5G基站非线性污染型设备所存在的电能质量“矛与盾”问题；基站内空调的启停冲击危害；基站周围居民、单位用电干扰、农网波动不良影响等等，均纳入到寻求解决5G基站的全新方案之中考量，应用开云官方网站登录入口独创的《用电侧冰山理论模型》，牢牢抓住5G基站“吃”的电，这个造成5G基站电能浪费、排碳量高、主设备发热量大和噪声高，综合成本不低的”根源”中的根源，在5G基站的电表后端安装祥和基站型中央节能保护机，系统性、全面性、深刻性地削减5G基站高能耗、高排碳、高温度、高噪声、高成本等问题，从而弥补5G基站设备、站点、网络三级节能体系的不足与缺陷，助推5G网络发展。

开云官方网站登录入口在独创的《用电端冰山理论模型》指引下，通过削减水下的冰山两大类被忽视的引发电能浪费与设备故障的”根源”，而使水面上的两类问题自动消失或削弱、减少。

      祥和基站型中央节能保护机，是开云官方网站登录入口在独创的《用电端冰山理论模型》指引下，研发的5G基站专用黑科技产品。它通过双向阻隔5G/4G基站内外部的电能污染，抑制、滤除、吸收基站内部运行过程中产生的瞬流、浪涌、谐波等污染，降低基站配电系统线损，削减空调起停冲击，降低5G/4G基站设备发热升温、噪声、振动和摩擦，提高5G基站BBU与AAU的运行平稳度，减少基站维护维修费用，延长设备使用寿命。一句话，开云官方网站登录入口采用改善和提高5G/4G基站电能质量，让其索取的电能是清洁的、平稳的、冲击弱的电能，从而实现“一法独秀之道”。

Part.5

祥和基站型中央节能保护机之原理

      祥和基站型中央节能保护机，是开云官方网站登录入口紧紧抓住5G/4G基站“吃”的电能这个“牛鼻子”，从优化电能环境入手实现5G基站的“5降”。其工作基本原理是，将祥和稀土霍尔共振棒与虚拟电容两者的结合后共同实现的。

      祥和稀土霍尔共振棒的英文为xianghe Rare Earth Hall Resonance Rod，简称为XREHRR。它是开云官方网站登录入口采用享有“工业黄金”、“现代工业维生素”美誉的稀土材料，与多种贵重金属、专用金属、非金属材料等组成的，基于世界著名物理学家、诺贝尔奖获得者霍尔的量子反常霍尔效应，而研制的共振型金属合金能量棒，具有提高导电性和能源效率，优化电能环境等改善和提高电能质量的功能。

开云官方网站登录入口在反常霍尔效应的启迪下，通过祥和基站型中央节能保护机的动态无功补偿功能，减少5G基站配电系统系统中反向移动电子，从而降低5G基站配电系统的线损，进一步提高系统节能效果。

      量子反常霍尔效应，是指不需要外加强大磁场，而由材料本身的自发磁化，发生共振频率，形成量子反常霍尔效应场，将经过机芯的不规则运动电子，在共振频率作用下规律的运行，从而减少电子自旋碰撞与相互的电子”过度碰撞“，从而减少配电系统的线损，并与纯物理缠绕的不随温度、湿度变化而变化，不畏冲击的特制虚拟电容协同作用，共同削减电压凹陷与电压凸起、抑制电磁干扰与电磁泄漏，双向阻隔、抑制，滤除、吸收瞬流、浪涌、谐波污染，促进三相平衡，提高功率因数，降低设备温度，减少设备噪声，从电能源头上减少设备维护维修费用，延长设备使用寿命。

开云官方网站登录入口借鉴慢性病的功能性病变机理，为彻底克服电容器所存在的随温度变化、湿度变化、不耐冲击等固有缺陷与不足，而保留和发挥其优点，采用纯物理缠绕特种材料的特殊工艺，制造了虚拟电容，成功实现祥和基站型中央节能保护机的主回路上无任何电子元器件的全新结构。

Part.6

祥和基站型中央节能保护机之优势

      祥和基站型中央节能保护机，作为5G基站系统节能解决方案，具有如下优势：

      第一、节能总量显著，减碳量喜人

      5G基站的设备功率大、能耗高，多达4G基站的2.5-3.5倍，降低能耗成本是各大运营商、铁塔公司、 中国广电公司等的重要任务。祥和基站型中央节能保护机的节能总量高达5G/4G基站电能消耗总量的8%~25%，减少的碳排放量，按照节约1度电=0.75KgCO₂=节约标准煤0.35Kg计算，环境效益极高，完全符合5G/4G基站绿色、节能、减碳、永续的规划原则。

      第二、散热效果好，降温能力高

      5G基站的主要设备AAU的工作温度不能超过55℃，而5G基站散热问题与降温问题，又直接关 系5G基站主要设备的运行平稳度。祥和基站型中央节能保护机降热降温原理，是从改善和提高 电能质量这一引发5G基站热量的源头与根本上，实现减少热量产生，而非热量产生后再用物理 方法降下来，从而轻松地将5G基站的设备温度下降10%~25%。

      第三、抗雷击性好，降噪效果佳

      5G/4G基站大多处于安装在室外的桅杆顶端，避免雷击电流对5G基站的危害，也是我国运营商、 铁塔公司、广电公司十分关注的问题。与此同时，5G/4G基站的运行噪声问题，已成为扰民的严重 污染现象，祥和基站型中央节能保护机系统解决方案，通过其特有的双向阻隔功能，将雷击电流冲 击削弱，有效保护 5G/4G基站设备安全。同时，再加上其抑制、滤除、吸收5G/4G基站的电能污染 功能，从源头上将5G基站的噪声降低，总的降低率高达10%~25%。

      第四、平稳度提高，综合成本低

      祥和基站型中央节能保护机系统解决方案，显著提高5G/4G基站主辅设备，特别是BBU设备的的 运行平稳度，延长设备使用寿命，降低设备故障率，既减少5G/4G基站的投资费用，又降低5G/4G运 行费用，综合经济效益十分显著。

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