Telefonica Germany setzt auf BENNING FIT-FORM-FUNCTION

Retrofit von mehr als 3500 Mobilfunkstationen in einem Jahr.

Die Basis für den Aufbau von Telecom Stromversorgungsanlagen sind getaktete Gleichrichtermodule in einer Hot-Plug Einschubtechnik.

Die Telekommunikationstechnik erfordert jederzeit betriebsbereite und zuverlässige Stromversorgungsanlagen. Neben der Forderung nach maximaler Verfügbarkeit ist die Steigerung der Energieeffizienz aufgrund der Vielzahl (15-20.000 Stück) an Antennenstandorten eine der dringendsten Aufgaben des Mobilfunkbetreibers. Durch den Einsatz moderner und effizienter Produkte können besonders in den Anlagen für die Energieversorgung bedeutende Energieeinsparungen erreicht werden.

Einfacher Austausch ohne Betriebsunterbrechung

Ein großer Teil der an den Mobilfunkstandorten installierten Stromversorgungsanlagen ist in speziellen für den Außeneinsatz konzipierten Schranksystemen untergebracht. Die hier verwendeten Gleichrichtermodule unterliegen jahreszeitbedingt höheren Temperaturen, verglichen mit Gleichrichtermodulen, die in klimatisierten Räumen installiert sind. Folge: Die MTBF (Mean Time Between Failure) verringert sich schneller und führt zu einer signifikanten Erhöhung der operativen Kosten. Zusätzlich zeigen Untersuchungen: die Verlustleistung der Stromversorgungsanlage kann durch die Investition in moderne hocheffiziente Super Efficiency Gleichrichtermodule um 50% gesenkt werden.

Entscheidungsfaktoren

Obwohl die Vorteile eines neuen Stromversorgungssystems offensichtlich sind, scheuen viele TK-Netzbetreiber die Investition in neue hocheffiziente und zuverlässige Systeme. Hierfür gibt es drei Gründe: Zunächst die Investitionskosten in die notwendige neue oder aufwendig anzupassende Infrastruktur sowie die Kosten für die neuen Gleichrichtermodule. Zweitens der erhebliche planerische Aufwand für den Austauschprozess im Standort. Und schließlich die Kosten für die Implementierung und Inbetriebnahme der neuen Stromversorgungsanlage.

Modernisierung ohne Ausfallzeiten

BENNING hat sich diesen Herausforderungen mit der Entwicklung des Modernisierungsprogramms FIT-FORM-FUNCTION (FFF) gestellt. FIT-FORM-FUNCTION bietet die Möglichkeit, bestehende (BENNING) Gleichstromversorgungssysteme ohne Ausfallzeiten bzw. Unterbrechungen der Informations- und Kommunikationstechnik zu modernisieren. In der Praxis bedeutet dies: Klassische Gleichrichtermodule werden per „plug and play“ im laufenden Betrieb gegen hocheffiziente
FFF-TEBECHOP SE Gleichrichtermodule im Standort ausgetauscht.

Die vor Ort installierte Informations- und Kommunikationstechnik kann weiterhin jederzeit genutzt werden. Dies gilt auch für das Monitoring. Die digitalen Schnittstellen der FFF-Gleichrichtermodule sind abwärtskompatibel aufgebaut. Das in der Stromversorgungsanlage installierte Fernüberwachungssystem kann weiterhin genutzt werden. Durch diesen einfachen und sicheren Austauschprozess der Gleichrichtermodule bleibt der vom Retrofit betroffene Standort jederzeit in Betrieb.

Wirkungsgradverlauf im Vergleich TEBECHOP SE und TEBECHOP 2700 (klassisch)

Reduzierung der Anlagenverlustleistung um mehr als 50%

Seit Jahrzehnten vertrauen weltweit Mobilfunk- und Festnetzbetreiber auf batteriegestützte
AC- und DC-Stromversorgungsanlagen der Firma BENNING. In den letzten Jahren investierte BENNING gezielt in die Entwicklung hocheffizienter Stromversorgungen für den energiesparenden und sicheren Betrieb von Anlagen der Informations- und Kommunikationstechnik (ICT).

Im Mittelpunkt steht dabei die Steigerung des Wirkungsgrades für die Energieumwandlung.
Bei der neu entwickelten hocheffizienten Gleichrichterbaureihe TEBECHOP SE erfolgt die Energieumwandlung mit einem Wirkungsgrad von bis zu 96 %. Vergleichbare klassische Gleichrichtermodule arbeiten mit Wirkungsgradwerten von max. 91 – 92 % (vgl. Abb. 1).

Die Wirkungsgradkurven belegen weiterhin, dass bei älteren Gleichrichtermodulen der Wirkungsgrad im Teillastbereich erheblich stärker abfällt als bei den neuen TEBECHOP SE Modulen. Hierdurch ergeben sich klare wirtschaftliche Vorteile. Die Anlagenverlustleistung wird durch die neuen TEBECHOP SE Geräte um mehr als 50 % gesenkt (vgl. Abb. 2).

Abb. 2: Vergleich der Jahreswerte, (Verlustleistung und CO2) von 6,0 kW DC Stromversorungen | A: DC-System 92 % Wirkungsgrad und B: DC-System 96 % Wirkungsgrad Baureihe SE

Die Einsparung an elektrischer Energie und der CO2-Emission einer DC-Stromversorgungsanlage nach der Modernisierung mit TEBECHOP SE Gleichrichtereinschüben zeigt folgendes Beispiel. Eine DC-Stromversorgungsanlage mit einem Wirkungsgrad von 92 % nimmt aus dem Energienetz bei einer Verbraucherlast von 6000 W eine elektrische Leistung von 6521 W auf. Bei einem Wirkungsgrad von 96 % beträgt bei einer gleichen Verbraucherlast die elektrische Netzaufnahmeleistung nur 6250 W. Die Differenz beider Leistungswerte in Höhe von 271 W ergibt eine jährlich eingesparte elektrische Energie von 2374 kWh. Bei einem Bezugspreis von 0,18 € pro kWh reduzieren sich die jährlichen Energiekosten um 427,32 Euro. Die CO2-Emission wird um 1,2 t reduziert.

Die erzielte Energieeinsparung trägt also entscheidend zum ROI (Return on Invest) bei. Dieser wird bereits nach 2-3 Jahren erreicht.

8000 Geräte an mehr als 3500 Stationen

Zu Beginn des Jahrtausends baute Telefonica/ O2 in Deutschand das Mobilfunknetz aus. Das Unternehmen BENNING installierte in dieser Phase ca. 8.000 Gleichrichtermodule an mehr als 3500 bundesweiten Mobilfunkstandorten.

Vor ca. 18 Monaten stellte sich für Telefonica Germany nun die Frage nach einer Modernisierung der in die Jahre gekommenen Stromversorgungssysteme. Die bestehenden Komponenten sollten durch effizientere Gleichrichtermodule ausgetauscht werden. Ziel: „Reduzierung der operativen Kosten“ und „Energiekosteneinsparung durch höhere Energieeffizienz“. Mit dem FIT-FORM-FUNCTION Programm ergab sich für Telefonica Germany eine einfache Lösung diese Ziele zu erreichen – ohne die komplette DC-Stromversorgungsanlage austauschen zu müssen.

Abb. 3: Durch den Einsatz von FFF TEBECHOP SE Module und der damit implementierten Firmware stehen dem Anwender alle weiterentwickelten Funktionen zur Verfügung.

Eine aufwendige Vorausplanung von speziellen Arbeitsfenstern für jede der 3500 Stationen war nicht notwendig: Der Austausch der Gleichrichtermodule erfolgte tagsüber im laufenden Betrieb. Allein deshalb ergab sich bereits eine erhebliche Minimierung des Kommunikations- und Verwaltungsaufwandes. BENNING konnte auf diese Weise mit einer Austauschzeit von nur wenigen Minuten je Standort kalkulieren – und einen Umsetzungszeitraum von einem Jahr garantieren. Der Mobilfunkbetreiber merkte von dem Austauschprozess vor Ort nichts.

Dennoch blieb Telefonica Germany jederzeit über das Anlagenmonitoring in der Netzleitstelle informiert und konnte die Ressourcen auf das Kerngeschäft konzentrieren. Durch die neuen energieeffizienten Systeme wird Telefonica Germany in Zukunft die Energiekosten in den betroffenen Mobilfunkstandorten erheblich reduzieren. Zusätzlich profitiert man von der neu angelaufenen Gewährleistungszeit und der Zuverlässigkeit der TEBECHOP SE Module. Insgesamt betrachtet wird sich damit das Retrofit durch FIT-FORM-FUNCTION bereits in weniger als 36 Monaten für Telefonica Germany amortisiert haben. Und das bei einer gleichzeitigen Verbesserung der Anlagenverfügbarkeit.