Khi tình trạng bất ổn khí hậu toàn cầu ngày càng trầm trọng, các hiện tượng thời tiết cực đoan—bão, mưa lớn, bão tuyết, sóng nhiệt, bão cát và sét—đang xảy ra thường xuyên hơn bao giờ hết. Những thách thức về môi trường này tạo ra áp lực rất lớn lên cơ sở hạ tầng viễn thông.

Là "điểm cuối thần kinh" của mạng lưới thông tin liên lạc, các trạm gốc viễn thông phụ thuộc rất nhiều vào nguồn điện ổn định. Khi một trạm gặp sự cố do mất điện, hậu quả sẽ xảy ra ngay lập tức: gián đoạn dịch vụ khu vực, suy giảm khả năng ứng phó khẩn cấp, rủi ro về an toàn công cộng và gián đoạn liên lạc hàng ngày.

Hệ thống điện phía sau mỗi trạm gốc là tuyến phòng thủ cuối cùng để đảm bảo tính liên tục của mạng lưới. Việc đảm bảo nguồn điện không bị gián đoạn trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt đã trở thành ưu tiên hàng đầu đối với các nhà khai thác và đội ngũ bảo trì trên toàn thế giới.

Bài viết này khám phá những mối đe dọa chính mà thời tiết cực đoan gây ra cho hệ thống điện viễn thông và nêu ra các chiến lược hiệu quả để xây dựng mạng lưới mạnh mẽ và kiên cường hơn.

1. Thời tiết khắc nghiệt đe dọa hệ thống điện viễn thông như thế nào?

Các điều kiện thời tiết khác nhau gây ra những rủi ro khác nhau liên quan đến điện năng, nhưng chúng đều có một tác động chung: giảm khả năng cung cấp điện và đẩy nhanh quá trình xuống cấp của thiết bị.

Bão và mưa lớn

Sự cố mất điện lưới

Nước xâm nhập gây ra hiện tượng đoản mạch.

Nguy cơ tháp hoặc cột điện bị đổ

Bão tuyết và băng giá

Đóng băng và đứt gãy đường dây điện

Pin bị hỏng ở nhiệt độ thấp

Hiện tượng đóng băng trên thiết bị

Sóng nhiệt

Dung lượng pin giảm nhanh

Giảm công suất bộ chỉnh lưu do quá nhiệt

Quá tải điều hòa không khí

Bão cát và hơi muối

Đường thông gió bị tắc nghẽn

Sự ăn mòn của mạch in và các đầu nối

Hiệu suất cách nhiệt giảm

Sét

Hư hỏng do xung điện gây ra cho các mô-đun nguồn

Sự cố của các đơn vị giám sát

Dữ liệu ngành cho thấy hơn 60% sự cố mất điện tại các địa điểm liên quan đến thời tiết là do lỗi hệ thống điện, vượt xa các vấn đề về đường truyền hoặc phần cứng RF.

2. Xây dựng kiến trúc khả năng phục hồi nguồn điện đa tầng

Khi các hiện tượng thời tiết trở nên khắc nghiệt và khó lường hơn, việc chỉ dựa vào một phương pháp dự phòng duy nhất không còn đủ nữa. Các trạm viễn thông hiện đại đang hướng tới kiến trúc "đa năng lượng + đa bảo vệ + điều khiển thông minh".

2.1 Pin dự phòng độ tin cậy cao: Kéo dài thời gian cung cấp điện

Pin là lớp bảo vệ đầu tiên chống lại sự cố mất điện lưới. Trong các cơn bão hoặc thiên tai, điện có thể không được khôi phục trong nhiều giờ, thậm chí nhiều ngày.

Các chiến lược chính bao gồm:

Thời gian sao lưu kéo dài: Từ 4 giờ truyền thống lên 8-12 giờ tại các khu vực có rủi ro cao.

Nâng cấp công nghệ pin:

Pin LFP (LiFePO₄) duy trì được hơn 80% dung lượng xả ngay cả ở -20°C.

Chu kỳ sử dụng dài hơn và độ an toàn tốt hơn so với VRLA.

Vỏ pin có chức năng kiểm soát nhiệt độ:

Các tính năng sưởi ấm và làm mát đảm bảo nhiệt độ hoạt động lý tưởng (15–25°C).

2.2 Hệ thống đa năng lượng: Giảm sự phụ thuộc vào lưới điện

Tại các hòn đảo xa xôi, vùng nông thôn hoặc những địa điểm có cơ sở hạ tầng lưới điện yếu, các nhà điều hành đang chuyển sang các giải pháp năng lượng lai:

Năng lượng mặt trời + Lưu trữ: Hệ thống quang điện (PV) cung cấp năng lượng sạc vào ban ngày; pin lưu trữ sẽ cung cấp năng lượng cho thời gian ban đêm hoặc khi trời nhiều mây.

Hệ thống lai gió-mặt trời: Hiệu quả ở vùng cao nguyên, sa mạc và ven biển.

Giao diện máy phát điện kết nối nhanh: Cho phép máy phát điện diesel bên ngoài cung cấp điện dự phòng.

Các cấu hình này cải thiện đáng kể khả năng tự chủ của địa điểm trong các tình huống thảm họa.

2.3 Tăng cường bảo vệ: Chống lại các tác động vật lý và điện từ

Để chịu được các điều kiện môi trường khắc nghiệt, thiết bị điện viễn thông cần có khả năng bảo vệ cơ khí và điện nâng cao:

Tủ điện ngoài trời IP55+: Bảo vệ chống bụi, mưa và ăn mòn.

Bảo vệ chống sét lan truyền ba cấp: Định mức SPD ≥40kA và nối đất <5Ω ở các khu vực dễ xảy ra bão.

Hệ thống kín hoàn toàn hoặc làm mát bằng chất lỏng: Ngăn ngừa bụi và muối xâm nhập

Lắp đặt trên cao: Nâng chiều cao tủ lên khoảng 1,5m ở các khu vực dễ bị ngập lụt.

Các biện pháp này giúp giảm đáng kể nguy cơ hỏng hóc phần cứng trong điều kiện thời tiết xấu.

2.4 Giám sát thông minh: Chuyển từ bảo trì phản ứng sang bảo trì chủ động

Nhờ công nghệ quản lý năng lượng thông minh, các trạm viễn thông giờ đây có thể ứng phó với thời tiết khắc nghiệt trước khi xảy ra sự cố.

Cảnh báo sớm liên quan đến thời tiết:

Hệ thống tự động kích hoạt quá trình sạc đầy pin trước khi có bão hoặc giông bão.

Giám sát từ xa:

Hiển thị thông tin điện áp, trạng thái sạc (SOC), nhiệt độ và cảnh báo theo thời gian thực thông qua các thiết bị giám sát FSU.

Bảo trì dự đoán dựa trên trí tuệ nhân tạo:

Phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường của bộ chỉnh lưu hoặc sự lão hóa của pin.

Các chiến lược ưu tiên tải:

Các thiết bị cốt lõi duy trì hoạt động lâu hơn, kéo dài thời gian hoạt động của trang web trong trường hợp mất điện.

Việc chuyển từ sửa chữa thụ động sang bảo vệ chủ động giúp giảm đáng kể thời gian ngừng hoạt động và chi phí bảo trì.

3. Hướng tới mạng lưới năng lượng viễn thông có khả năng chống chịu biến đổi khí hậu

Khi thời tiết cực đoan trở thành hiện tượng toàn cầu, các nhà khai thác viễn thông đang nhanh chóng chuyển đổi sang cơ sở hạ tầng năng lượng thông minh hơn, thân thiện với môi trường hơn và có khả năng chống chịu tốt hơn. Các xu hướng quan trọng trong tương lai bao gồm:

Tích hợp với các nhà máy điện ảo (VPP):

Cho phép pin của trạm gốc tham gia vào việc cân bằng lưới điện.

Thử nghiệm dự phòng nhiên liệu hydro:

Cung cấp nguồn điện sạch và ổn định trong thời gian dài tại các khu vực có năng lượng mặt trời/gió thấp.

Mô hình song sinh kỹ thuật số:

Mô phỏng hành vi của hệ thống trong điều kiện khắc nghiệt

Tiêu chuẩn hóa:

Thúc đẩy các hướng dẫn ngành về thiết kế hệ thống điện thích ứng với biến đổi khí hậu.

Phần kết luận

Thời tiết khắc nghiệt có thể không thể tránh khỏi, nhưng sự gián đoạn liên lạc thì không. Hệ thống điện viễn thông đã phát triển từ những thiết bị cung cấp năng lượng đơn giản thành các hệ sinh thái điện thông minh, bền vững và đa tầng.

Thông qua việc liên tục đổi mới trong lĩnh vực pin, hệ thống năng lượng lai, bảo vệ môi trường và giám sát thông minh, các nhà khai thác có thể xây dựng mạng lưới hoạt động ổn định "ngay cả khi bão ập đến".

Mỗi tín hiệu không bị gián đoạn không chỉ là một dịch vụ mà còn là cam kết về sự an toàn, độ tin cậy và lòng tin.