本实用新型涉及共享铁塔技术领域，具体涉及一种用于偏远地区共享铁塔的风光互补供电系统。
背景技术：
电力杆塔设施资源分布广、数量多，数倍乃至十倍于通信杆塔，有较高的共享价值。同时由于其专业性强、社会影响力大，可树立良好的变“社会塔”为“通信塔”示范效应，所以共享铁塔在各种地域场景越来越多出现，特别是偏远地区。而供电问题一直是电信运营商及中国铁塔公司面对的难题，在没有集中居民住户地区，极少有低压线路经过，电信设备供电问题成为难题，同样的问题也将出现在共享铁塔上。因此，如何开发出一种适用于偏远地区共享铁塔的供电方式已经成为急需解决的技术问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种用于偏远地区共享铁塔的风光互补供电系统，该供电系统能够解决偏远地区共享铁塔的供电难题。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种用于偏远地区共享铁塔的风光互补供电系统，包括塔身、自上向下依次安装在塔身上的第一层横担、第二层横担、第三层横担和通信天线设备。所述塔身的顶部安装有风力发电机，塔身根开内设有设备机房；所述第一层横担、第二层横担和第三层横担均为倒梯形体状，且三层横担的顶部均安装有若干太阳能板；所述风力发电机的发电线路和太阳能板的发电线路分别沿塔身连接至设备机房，设备机房通过供电线路与通信天线设备相连。
进一步的，所述第一层横担、第二层横担和第三层横担的下平面端部均悬挂有导线悬垂串，导线悬垂串下安装有导线；所述第一层横担的上平面端部布置有地线耐张串，所述地线耐张串连接有opgw光缆。opgw光缆，用于实现通信传输。通过在地线耐张串上连接opgw光缆，可以实现正常电力铁塔功能。
进一步的，所述第一层横担、第二层横担和第三层横担的顶部平面呈水平。
进一步的，所述塔身的顶部设有用于连接风力发电机的角钢结构。
进一步的，所述塔身上安装有在线监测设备。
进一步的，所述设备机房中设有太阳能控制器、风能控制器、蓄电池组和电信设备；所述太阳能板的输出端接太阳能控制器的输入端，太阳能控制器的输出端接蓄电池组的输入端；所述风力发电机的输出端接风能控制器的输入端，风能控制器的输出端接蓄电池组的输入端；所述蓄电池组的输出端分别接在线监测设备、电信设备和通信天线设备的输入端。
和现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型应用于位于偏远地区的共享铁塔，其充分利用了输电杆塔的结构优势，在塔顶架设风力发电机；将各层横担设计为倒梯形体结构，并且使倒梯形体结构的上平面水平，在各层横担的上平面上布置若干块太阳能板；在杆塔根开内部布置设备机房；这些均不增加侵占土地资源，而且有效解决了在没有集中居民住户的偏远地区，因极少有低压线路经过而使电信设备无法通电的难题。本实用新型利用风光互补发电，通过蓄电装置，对通信天线设备持续供电，满足供电负荷要求，实现清洁能源供电。本实用新型减少了长距离新建低压线路带来的本体及建场费用，减少了土地侵占及能源损失。具有资源共享、环境友好、节约土地特点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的供电原理图。
其中：
1、塔身，2、第一层横担，3、第二层横担，4、第三层横担，5、通信天线设备，6、设备机房，7、风力发电机，8、太阳能板，9、导线悬垂串，10、导线，11、地线耐张串，12、在线监测设备，13、太阳能控制器，14、风能控制器，15、蓄电池组，16、电信设备。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
如图1所示的一种用于偏远地区共享铁塔的风光互补供电系统，包括塔身1、自上向下依次安装在塔身1上的第一层横担2、第二层横担3、第三层横担4和通信天线设备5。所述塔身1的顶部安装有风力发电机7，塔身1根开内设有设备机房6。所述第一层横担2、第二层横担3和第三层横担4均为倒梯形体状，且三层横担的顶部均安装有若干太阳能板8。所述塔身1上可以根据需要安装在线监测设备12。所述风力发电机7的发电线路和太阳能板8的发电线路分别沿塔身1连接至设备机房6，设备机房6通过供电线路与通信天线设备5相连。通信天线设备5布置在第三层横担4下方，满足导线10的电气距离要求。根据电信运营商不同配置需要，布置多层通信天线设备5。通信天线设备5离地高度需要满足电信方面要求，通信天线设备的电源线路沿塔身向下接入至设备机房6中。设备机房6布置在塔身1底部根开范围内，不额外占用土地，节约资源。风力发电机和太阳能板发出的电能通过线路传输至设备机房6内，由设备机房内的太阳能板与风力发电机供电转化设备进行转换后储存到蓄电设备中，再由蓄电设备为设备机房内的电信设备16以及塔身上的通信天线设备5和在线监测设备12供电。本实用新型将太阳能板和风力发电机都布置在塔身上，减少了占地，节约了资源，同时实现了风光互补，弥补了风电和光电独立发电系统在资源上的缺陷，利用风能及太阳能互补性，提高发电效率，保证安装在共享铁塔上的通信天线设备的正常使用。
进一步的，所述第一层横担2、第二层横担3和第三层横担4的下平面端部均悬挂有导线悬垂串9，导线悬垂串9下安装有导线10。所述第一层横担2的上平面端部布置有地线耐张串11，所述地线耐张串11连接有opgw光缆，可以通过opgw光缆引下开断，实现通信设备或在线监测设备信息的光纤传输，进一步实现通信共享。
进一步的，所述第一层横担2、第二层横担3和第三层横担4的顶部水平，这样便于将太阳能板安装在各层横担的顶面上，受力均衡。在三层横担的顶部满布太阳能板，能够最大程度发挥发电效率。每层太阳能板的发电线路分别沿塔身接入到塔底的设备机房内。
进一步的，偏远地区架空输电线路，考虑电信运营设施、在线监测设备(电力在线监测、环境监控)等共享于一体，塔身采用角钢塔形式。
进一步的，所述塔身1的顶部设有用于连接风力发电机7的角钢结构。本实用新型中所述的铁塔具有一定的高度，符合风力发电机的安装要求。根据风力发电机的安装要求，在塔身的顶部设置具有一定高度的角钢结构，将风力发电机安装在角钢结构上，这样不仅很好的利用了铁塔本身的结构优势，节约了资源，还能够使整个供电系统结构受力更加均衡。
进一步的，所述设备机房6中设有太阳能控制器13、风能控制器14、蓄电池组15和电信设备，该电信设备为通信设备。如图2所示，所述太阳能板8的输出端接太阳能控制器13的输入端，太阳能控制器13的输出端接蓄电池组15的输入端；所述风力发电机7的输出端接风能控制器14的输入端，风能控制器14的输出端接蓄电池组15的输入端；所述蓄电池组15的输出端分别接在线监测设备12、电信设备16和通信天线设备5的输入端。风力发电机7和太阳能板8的发电线路均接至综合设备机房6内部的供电转换器。具体为风力发电机7接风能控制器14(ac-dc转换器)，太阳能板8接太阳能控制器13(dc-dc转换器)，再分别接至蓄电池组15，蓄电池组15再给设备机房内的电信设备16及塔身1上的在线监测设备12和通信天线设备5供电。风光互补方式，满足偏远地区共享杆塔供电需要。风光互补供电系统，弥补了风电和光电独立发电系统在资源上的缺陷，利用风能及太阳能互补性，提供稳定的能源。
基于此，本实用新型双回路杆塔横担呈梯形倒置结构布置，地线及导线横担上平面为水平，可满布太阳能板，以220kv电压等级双回路杆塔计列，可布置面积达40+平方，塔顶布置一台风力发电机，实现风光互补。电信及蓄电设备置于设备机房内，机房布置于铁塔的四个塔角内。太阳能板发电为直流电，经过dc-dc转换器转化；风力发电为交流电，需经过整流ac-dc转换器转化。dc12v直流电供在线监测设备；dc48v直流电供电信运营设备(设备机房内的电信设备和塔身上的通信天线设备)。同时蓄电池组应急时，可供在线监测设备持续使用不小于24h，电信运营设备持续使用不小于24h。
下面通过数据说明下本实用新型的实用性：
对于电信运营设备来说，主要叶子站+宿主站通信方式，仅包括低功耗rru、bbu设备等简单必要通信连接设备，根据咨询通讯设备商仅需3000w。对于塔身上的其他设备来说，根据每基杆塔位置不同，需求不同，可按1台图像视频、5台其他在线监测设备考虑，信号采集考虑共计30w；通信设备考虑12w；合计42w。综上，共享铁塔合计功耗为：5000w+42w＝3.042kw，年需求电量为3.042kw×24h×365＝262.8kwh。
若为220kv电压等级线路，双回路横担上平面满铺为15块1m×2m高效太阳能硅晶板，单块最大容量为300w，综合效率为10％(已考虑上下横担局部遮挡影响)，统计年发电小时数为1000h，故年发电量为15×300w×10％×1000h＝450kwh。横担顶部选择额定3kw风力发电机，叶片5米，起转风速3m/s，综合效率考虑50％，统计年发电小时数为2000h，故年发电量为3000w×50％×2000h＝150kwh。
共享杆塔年需求电量已达270kwh，考虑供能应用效率85％，需要320kwh。而通过以上选择及配置，太阳能及风力年发电量综合可达600kwh，满足要求并留有较大裕度，可以满足通信运营商多重配置方案或后续更大能耗5g设备配置要求。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
1.一种用于偏远地区共享铁塔的风光互补供电系统，包括塔身、自上向下依次安装在塔身上的第一层横担、第二层横担、第三层横担和通信天线设备；其特征在于：所述塔身的顶部安装有风力发电机，塔身根开内设有设备机房；所述第一层横担、第二层横担和第三层横担均为倒梯形体状，且三层横担的顶部均安装有若干太阳能板；所述风力发电机的发电线路和太阳能板的发电线路分别沿塔身连接至设备机房，设备机房通过供电线路与通信天线设备相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于偏远地区共享铁塔的风光互补供电系统，其特征在于：所述第一层横担、第二层横担和第三层横担的下平面端部均悬挂有导线悬垂串，导线悬垂串下安装有导线；所述第一层横担的上平面端部布置有地线耐张串，所述地线耐张串连接有opgw光缆。
3.根据权利要求1所述的一种用于偏远地区共享铁塔的风光互补供电系统，其特征在于：所述第一层横担、第二层横担和第三层横担的顶部平面呈水平。
4.根据权利要求1所述的一种用于偏远地区共享铁塔的风光互补供电系统，其特征在于：所述塔身的顶部设有用于连接风力发电机的角钢结构。
5.根据权利要求1所述的一种用于偏远地区共享铁塔的风光互补供电系统，其特征在于：所述塔身上安装有在线监测设备。
6.根据权利要求5所述的一种用于偏远地区共享铁塔的风光互补供电系统，其特征在于：所述设备机房中设有太阳能控制器、风能控制器、蓄电池组和电信设备；所述太阳能板的输出端接太阳能控制器的输入端，太阳能控制器的输出端接蓄电池组的输入端；所述风力发电机的输出端接风能控制器的输入端，风能控制器的输出端接蓄电池组的输入端；所述蓄电池组的输出端分别接在线监测设备、电信设备和通信天线设备的输入端。
技术总结