如何解決高速公路全程監(jiān)控設(shè)備供電問題

陳曉忠

摘 要 本文針對目前高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)采用的傳統(tǒng)供電方式造成項目后期運營和維護的不便，提出了采用太陽能供電方式的可實施的方案，計算出實際負載需要配置的太陽能電池方陣、逆變器、充放電控制器、蓄電池容量。

關(guān)鍵詞 全程監(jiān)控 太陽能 供電系統(tǒng)

高速公路全程實時監(jiān)控便于加強路面動態(tài)管理和交通事故及時處置，也是高速公路三大系統(tǒng)建設(shè)的趨勢。由于高速公路地處偏僻，如何解決全程監(jiān)控中的供電問題，對于保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行起著至關(guān)重要的作用。

傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)供電方式主要有：專用電纜供電、獨立電源供電（太陽能供電）、公路沿線就近供電。專用電纜供電存在建設(shè)運營成本高，施工工期長，電力電纜容易被盜，后期維護成本費用較高。公路沿線就近供電建設(shè)成本較低，因依賴沿線附近工業(yè)和民用供電設(shè)施供電，極易受到供電狀況的影響。鑒于上述兩種供電方式的不足，本文介紹了太陽能供電系統(tǒng)，解決全程監(jiān)控供電問題。太陽能供電系統(tǒng)建設(shè)成本低，施工工期短，無污染，維護簡便，使用壽命長、能源豐富。

一、太陽能供電系統(tǒng)原理

太陽能供電系統(tǒng)主要由以下四個部分構(gòu)成：太陽能電池方陣、逆變器、充放電控制器、蓄電池組等組成。

1.太陽能電池方陣即太陽能電池板。太陽能電池板是太陽能供電系統(tǒng)中的核心部分，它的主要作用就是將太陽能輻射能量直接轉(zhuǎn)化成直流電，供負載使用或存貯于蓄電池內(nèi)部備用，從而推動負載工作。其轉(zhuǎn)換率和使用壽命是決定太陽能電池是否具有使用價值重要參數(shù)。太陽能電池分為單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、非晶硅太陽能電池。由于單晶硅太陽能電池比其他兩類堅固耐用、使用壽命長（一般可達20年）、光電轉(zhuǎn)換效率高等特點，因而目前全程監(jiān)控太陽能供電系統(tǒng)大多數(shù)采用單晶硅太陽能電池。太陽能電池板可組成各種大小不同的太陽能電池方陣。太陽能電池板的功率輸出功率能力與其面積大小密切相關(guān)，一般由電池片、組建邊框、鋼化玻璃以及接線盒等組成。

2.逆變器。在全程監(jiān)控系統(tǒng)中，有的設(shè)備需要提供220 V的交流電源，而太陽能的直接輸出一般為12 V、24 V、48 V。所以為了能給220 V的設(shè)備提供電源，系統(tǒng)中就必須增加DC＼AC逆變器，將太陽能供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的交流電能轉(zhuǎn)化為交流電能。有時候根據(jù)設(shè)備工作需要，還采用變壓器進行升降壓。

3.太陽能充放電控制器。充放電控制器主要是由專用處理器、電子元件、顯示器、開關(guān)功率管等組成。它的主要作用就是控制整個系統(tǒng)的狀態(tài)，同時對蓄電池的過充電、過放電起保護作用。充放電控制器在太陽能供電系統(tǒng)中起著重要的作用，扮演著系統(tǒng)管理和組織核心的角色。太陽能充放電控制器能夠為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩(wěn)、高效地為蓄電池充電，并在充電過程中減少損耗、盡量延長蓄電池的使用壽面；同時保護蓄電池，避免過充電和過放電現(xiàn)象的發(fā)生。充放電控制器記錄及顯示系統(tǒng)的各種重要數(shù)據(jù)，并提供通信接口，便于遠端控制和近端控制。

4.蓄電池組。蓄電池組是獨立太陽能供電系統(tǒng)不可或缺的重要部件。它主要存儲太陽能電池板轉(zhuǎn)化過來的電能，一般為鉛蓄電池，可以多次循環(huán)使用。白天太陽能電池方陣給負載供電，同時電池方陣還給蓄電池充電，晚上或陰雨天負載用電全部由蓄電池供給。在南方，為防止蓄電池被盜竊，蓄電池箱放置高度為6 m左右。在北方，蓄電池采用地埋式安裝，這樣保溫效果比較好。

二、全程監(jiān)控太陽能供電系統(tǒng)設(shè)計

目前，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)工作主要由攝像機（一體化球形攝像機和槍式云臺攝像機）、光端機等設(shè)備組成。本文就24VAC一體化球形攝像機供電系統(tǒng)進行初步設(shè)計。

三、結(jié)束語

高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)是一種提高路網(wǎng)交通安全水平、改善通行能力和提升交通服務(wù)品質(zhì)的有效技術(shù)手段。如何建立更有效的全程監(jiān)控供電系統(tǒng)，是監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計者需要持續(xù)深入研究的問題。

參考文獻

[1]寧連宋跳段高速化完善工程設(shè)計方案.江蘇省交通設(shè)計院，2010，3.