Evaluation of Energy Efficiency Studies in Base Stations in Turkey

Öz

With the rapid development of mobile communication systems and their penetration into all areas of life, there has been a rapid increase in the number of base stations in order to ensure uninterrupted communication. Due to significant impact of this rapid increase on energy consumption, energy efficiency has become critical. This study examines the applications carried out to increase energy efficiency in base stations in Turkey with field data and literature findings. Following the investigations, it was observed that renewable energy use resulted in 35-40%, energy efficient equipment resulted in 18-22%, environmentally friendly cooling systems resulted in 25-40% and smart management solutions resulted in 15-20% energy savings. The study also analyses the practices of local operators and developments within the framework of relevant legislation, emphasizing the steps to be taken for a sustainable communication infrastructure.

Anahtar Kelimeler

• Energy efficiency
• Base stations
• Renewable energy sources
• Mobile communication infrastructure
• Smart energy management
• Sustainable technologies

TÜRKİYE’DEKİ BAZ İSTASYONLARINDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ ÇALIŞMALARININ DEĞERLENDİRİLMESİ

Öz

Mobil haberleşme sistemlerinin hızla gelişmesi ve hayatın her alanına nüfuz etmesiyle birlikte kesintisiz iletişimin sağlanması amacıyla baz istasyonu sayılarında hızlı artışlar meydana gelmiştir. Bu hızlı artışın enerji tüketimi üzerinde önemli bir etki yaratması nedeniyle enerji verimliliği kritik hale gelmiştir. Bu çalışma, Türkiye’deki baz istasyonlarında enerji verimliliğini artırmaya yönelik yürütülen uygulamaları saha verileri ve literatür bulguları ile incelemektedir. Yapılan incelemeler sonrası; yenilenebilir enerji kullanımı ile %35-40, enerji tasarruflu ekipmanları ile %18-22, çevre dostu soğutma sistemleri ile %25-40 ve akıllı yönetim çözümleri ile %15-20 enerji tasarrufu sağlandığı görülmüştür. Çalışmada aynı zamanda yerli operatörlerin uygulamaları ve ilgili mevzuat çerçevesindeki gelişmeleri analiz ederek, sürdürülebilir bir iletişim altyapısı için atılması gereken adımlar vurgulanmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Enerji verimliliği
• Baz istasyonları
• Yenilenebilir enerji kaynakları
• Mobil iletişim altyapısı
• Akıllı enerji yönetimi
• Sürdürülebilir teknolojiler

Kaynakça

1. Akgül, M., Özkan, B., & Yıldız, F. (2021) Enerji verimliliği açısından yapay zekâ tabanlı iklimlendirme sistemleri. Journal of Energy Systems, 5(3), 199-207.
2. Aktaş, S., & Alemdar, H. (2021) Base Station Power Optimization for Green Networks Using Reinforcement Learning. Proceedings of the 4th International Symposium on Advanced and Applied Convergence. https://doi:10.35377/saucis.04.02.932709
3. Aslanbaş, S., Şencan Şahin, A., & Yakut, A.K. (2020) GSM Baz İstasyonunun Güç İhtiyacını Karşılayacak Fotovoltaik Sistem Tasarımı. Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi, 12(1), 27-33.
4. Aykın, I. (2014) Activity management algorithm for improving energy efficiency of small cell base stations in 5G heterogeneous networks (Master’s Thesis, Bilkent University, Institute of Science). Bilkent University.
5. Demir, T., & Yılmaz, S. (2020) Mobil Tabanlı Şebekelerde Enerji Yönetimi: Mevcut Durum ve Gelecek Trendler. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 8(3), 600–610.
6. https://enerji.gov.tr/2024-2028 Stratejik_Plani.pdf, Erişim Tarihi: 01.03.2025, Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı (ETKB, 2024) 2024–2028 Stratejik Planı.
7. European Telecommunications Standards Institute (ETSI, 2021) Energy Efficiency Metrics for Wireless Access Networks. ETSI Technical Report.
8. Görgün, H., Sevil, M., & Ercan, M. (2015) Baz istasyonlarının matematiksel olarak güç tüketim fonksiyonunun belirlenmesi ve enerji tüketiminin kestirilmesi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, 31(1), 73-81.

9. https://huawei.com.tr, Erişim Tarihi: 01.04.2025, Huawei Türkiye (2023) 5G Enerji Verimliliği Proje Sonuçları Raporu.
10. Kara, M., & Bayraktar, M. (2022) Güneş Enerjili Mobil Haberleşme İstasyonları için Enerji Verimliliği Analizi. Journal of Energy Systems, 6(2), 89-97.
11. Rangan, S., Rappaport, T. S., & Erkip, E. (2014). Millimeter-Wave Cellular Wireless Networks: Potentials and Challenges. Proceedings of the IEEE, 102(3), 366–385. https://doi.org/10.1109/JPROC.2014.2299397.
12. https://www.turkcell.com.tr, Erişim Tarihi: 25.03.2025, Turkcell (2021) Kurumsal Sürdürülebilirlik Raporu.
13. https://turktelekom.com.tr, Erişim Tarihi: 01.04.2025, Türk Telekom (2024) Enerji Verimliliği Faaliyetleri Raporu.
14. Türkmen, İ., & Şahin, F. (2023) 5G Şebekelerinde Enerji Verimliliği için Yapay Zekâ Yaklaşımları. Journal of Telecommunications and Information Technology, 2023(1), 25-34.
15. Üstünsoy, F., & Sayan, H. H. (2017) PLC destekli SCADA ile enerji yönetimi için örnek laboratuvar çalışması. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 30(4), 1-10. https://doi: 10.2339/politeknik.385922.
16. https://vodafone.com.tr, Erişim Tarihi: 01.04.2025, Vodafone Türkiye (2023) Sürdürülebilirlik Raporu.
17. Yazar, Y., & Eren, T. (2025) Afet sonrası taşınabilir baz istasyonu yer seçimi: Bingöl şehir merkezi örneği. Politeknik Dergisi, 28(1), 1-12. https://doi.org:10.2339/politeknik.1310410.
18. Yıldız, A. (2021) Yeni nesil yeşil hücresel haberleşme sistemlerinde baz istasyonu anahtarlaması ile enerji verimli kullanıcı ataması (Yüksek Lisans Tezi, TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü) Ankara TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi.
19. Zhang, Y., Wang, C., & Liu, Y. (2020). AI-Based Energy Optimization for Sustainable Base Station Networks in Smart Cities. IEEE Transactions on Sustainable Computing, 5(3), 356–368. https://doi.org/10.1109/TSUSC.2019.2902467.