通信基站一般用市電供電，為保證基站正常工作，需要給基站配備備用電源系統(tǒng)如鉛酸蓄電池組和移動油機，在斷電時，備用電源系統(tǒng)為基站中的負載供電，保證設備的正常運行。

　　鉛酸蓄電池的優(yōu)點是比較安全且采購成本較低，其缺點是體積大、笨重、造成一次和二次環(huán)境污染、備電時間有限且有不確定性、對環(huán)境溫度要求苛刻。

　　當鉛酸蓄電池因放電時間較長將要退服或出現(xiàn)故障時，移動油機成為現(xiàn)實可用的備用電源，但移動油機后勤保障復雜，需有人值守，有噪聲污染及廢氣污染。

　　鑒于鉛酸蓄電池和移動油機的種種缺點，加之能源危機和人們環(huán)保意識的提高，尋求新的備用電源的呼聲越來越高，氫燃料電池是最理想的替代者之一。

　　二、氫燃料電池的原理

　　氫燃料電池是一種高效電化學能量轉(zhuǎn)換器，把氫氣（燃料）和氧氣（來自空氣）中的化學能直接轉(zhuǎn)化成電能。只要有燃料和空氣不斷輸入，燃料電池就能源源不斷地產(chǎn)生電能，因此，燃料電池兼具電池和油機的特點。

　　燃料在燃料電池的陽極被氧化，生成質(zhì)子和電子；質(zhì)子通過電解質(zhì)遷移到陰極，電子通過外電路遷移到陰極為外界負載提供電能；遷移到陰極的質(zhì)子、電子和陰極處來自空氣中的氧氣結(jié)合生成水。燃料電池的主要優(yōu)點包括：高效率（不受“卡諾循環(huán)”的限制）、零或超低排放、機械結(jié)構(gòu)簡單、擴展容易、安靜、安全、可靠、能用可再生能源為燃料、只要有燃料就可連續(xù)不斷地發(fā)電。

　　三、氫燃料電池與現(xiàn)有備用電源的比較

　　1、與鉛酸電池的比較

　　和鉛酸電池相比，燃料電池的主要優(yōu)點包括：

　　適應環(huán)境溫度范圍寬廣，基站溫度可設定在32℃或更高，這樣每年可節(jié)約大量空調(diào)電費。

　　只要保證氫氣的供應就可持續(xù)供電，在發(fā)生大的自然災害時可以保持長時間的通信暢通，為此而保護的生命、財產(chǎn)是難以用金錢來衡量的。

　　按設定電壓穩(wěn)定輸出電能，而不像鉛酸電池在剩余電量達到最低值前，放電電壓衰減很快且難以預測。

　　重量輕，不需特殊的承重處理。

　　占地面積小，安置位置靈活，既可安置在室外也可安置在室內(nèi)。

　　壽命設計一般是累計使用時間1500小時、累計開關(guān)次數(shù)超過600次、儲存壽命10年，而鉛酸電池幾年就要更換。

　　安全性高，燃料電池系統(tǒng)中有多種傳感器，系統(tǒng)可自動采取應對措施，如：當氫氣泄漏時，燃料電池控制系統(tǒng)會自動關(guān)閉氣源，避免泄漏持續(xù)；可遠程監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)問題。世界上還沒有燃料電池發(fā)生氫氣燃爆事故。

　　2、與移動油機的比較

　　與移動油機比較，氫燃料電池最大優(yōu)點是：

　　自動控制，可實現(xiàn)無人值守，通過遙測、遙控手段來監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)及氫氣的剩余量，實現(xiàn)遠程管理。

　　低噪音、無廢氣排放。燃料電池系統(tǒng)機械運動部件較少，所以系統(tǒng)比較安靜，其排放物為水，對環(huán)境友好。

　　四、通信備用氫燃料電池系統(tǒng)的應用

　　1、系統(tǒng)的接入

　　燃料電池系統(tǒng)可以布置于室內(nèi)和室外，但作為通信備用電源系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)有通信機房的相關(guān)管理規(guī)范，燃料電池備用電源系統(tǒng)只能布置于室外。

　　燃料電池系統(tǒng)的功率輸出線只需和整流器中的直流母線連接即可，另外，由于配置啟動電池（小容量），需提供一路市電給啟動電池充電。燃料電池系統(tǒng)支持手動啟動、自動啟動和遠程啟動三種方式。

　　2、運行與維護

　　當市電正常時，燃料電池系統(tǒng)待機。市電通過專用充電器給燃料電池啟動電池充電，氫氣電磁閥關(guān)閉。

　　當市電中斷后，燃料電池系統(tǒng)立即啟動。燃料電池系統(tǒng)會自動檢測到市電中斷，立即完成開啟氫氣電磁閥等一系列動作，開始發(fā)電；啟動電池同時給直流負載提供短時間的不間斷供電；燃料電池連續(xù)運行，給直流負載供電。

　　當市電恢復后，燃料電池系統(tǒng)自動停機。燃料電池系統(tǒng)檢測到市電恢復，關(guān)閉氫氣電磁閥等，系統(tǒng)進入待機狀態(tài)。

　　燃料電池系統(tǒng)可以自動檢測剩余氫氣量，根據(jù)設定自動提醒工作人員更換氫氣瓶。

　　3、經(jīng)濟性比較

　　燃料電池的應用成本主要是兩項：系統(tǒng)采購成本及氫氣使用成本。目前燃料電池的一次采購成本比鉛酸電池高，但在燃料電池10年的壽命周期內(nèi)，鉛酸電池的采購成本也不菲。目前燃料電池的生產(chǎn)量較少，當大批量生產(chǎn)時，其成本可比目前低很多；美國能源部的報告指出，如果每年生產(chǎn)50萬輛、使用80kW燃料電池的汽車，燃料電池每千瓦的成本在2010年就可以降到70美元。每一個40升、125個大氣壓的常規(guī)鋼瓶，可以產(chǎn)電7kWh左右。對于一個2kW的基站，可以供電3.5個小時，氫氣費用（包括運費）約40-90元人民幣。延長備電時間只需增加鋼瓶數(shù)量即可，而且鋼瓶可在線更換。假設一年停電150個小時，需43瓶氣體，氫氣使用總成本為1720-3870元人民幣。

　　使用燃料電池備用電源的基站的溫度可設定在32oC（現(xiàn)在是25oC）或更高，可以節(jié)約大量的空調(diào)耗電。其次，可節(jié)約對原需配置的鉛酸電池的充電及浮充耗電；由于燃料電池可靠性高，使用周期長，平均維護費用較低。

　　所以，在10年的壽命周期內(nèi)，燃料電池壽命周期成本（含初次購買成本、氫氣使用成本、維護成本）會比采用鉛酸電池的壽命周期成本更有優(yōu)勢。

　　4、應用案例

　　氫燃料電池在全球已得到大量的實際應用，累計已有數(shù)千套，IdaTech和印度的ACME集團在2008年簽訂了多達3萬臺5kW燃料電池系統(tǒng)協(xié)議，用于印度電信市場。燃料電池還被應用于嚴寒及酷熱地區(qū)，充分展示了極強的環(huán)境適應能力。

　　五、氫燃料電池的安全性及氫氣來源

　　氫氣是最輕的氣體，如果氫氣泄露，它會快速向上擴散，其速度接近20米/分鐘，很難在空氣中積聚，從而減少燃燒或爆炸的可能性。

　　氫氣是來源最廣泛的燃料，可以用各種可再生或不可再生的能源制備，目前氫氣主要來源于工業(yè)副產(chǎn)氣和電解水制氫。在煉焦、冶煉、氯堿、合成氨工業(yè)中有大量的富氫副產(chǎn)氣。以煉焦工業(yè)為例，副產(chǎn)氣叫焦爐煤氣，氣體中含氫氣約56%，按我國的焦炭產(chǎn)量算，每年可產(chǎn)焦爐煤氣300多億立方米，相當于“西氣東輸”工程設計年輸氣量120億立方米的2倍多，但這些焦爐氣大部分被點燃排空，未被回收利用。目前我國從副產(chǎn)氣中回收氫氣的工藝非常成熟，只是因為用氫市場需求較小，尚未形成便捷的制氫、供氫網(wǎng)絡，所以對燃料電池的大范圍應用形成一定的制約。