太陽(yáng)能在高速公路全程監(jiān)控中的應(yīng)用

李秀麗

(河北省高速公路石安管理處邢臺(tái)管理所)

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太陽(yáng)能在高速公路全程監(jiān)控中的應(yīng)用

李秀麗

(河北省高速公路石安管理處邢臺(tái)管理所)

以太陽(yáng)能在高速公路全程監(jiān)控中的應(yīng)用為重點(diǎn)研究、探討對(duì)象。

太陽(yáng)能； 高速公路； 全程監(jiān)控； 供電

1 高速公路太陽(yáng)能供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)——以連霍高速公路某城市地段為例

太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及組成部件，主要包括：(1)太陽(yáng)能電池組件；(2)太陽(yáng)能控制管理器；(3)蓄電池組件；(4)系統(tǒng)設(shè)備柜等。

在這個(gè)系統(tǒng)組件中，最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)就是對(duì)太陽(yáng)能電池方陣進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算。

①高速公路全程監(jiān)控供電系統(tǒng)中太陽(yáng)能電池組件串聯(lián)數(shù)具體計(jì)算公式：

②連霍高速公路某城市地段全程監(jiān)控供電系統(tǒng)中太陽(yáng)能電池組件并聯(lián)數(shù)的計(jì)算方法、原則：

③連霍高速公路某城市地段太陽(yáng)能供電系統(tǒng)電池方陣功率的計(jì)算：

全程監(jiān)控供電系統(tǒng)太陽(yáng)能電池方陣平均功率=選定電池組件的峰值輸出功率×電池組件的串聯(lián)數(shù)×電池組件的并聯(lián)數(shù)

根據(jù)連霍高速公路某一城市高速公路區(qū)間段的全程監(jiān)控點(diǎn)及其監(jiān)控設(shè)備，來根據(jù)以上計(jì)算公式進(jìn)行實(shí)例運(yùn)算、檢測(cè)。我們?cè)谡{(diào)查研究的時(shí)候截取了上半年的一些數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)資料信息。該城市高速公路路段所安裝、設(shè)置的全程監(jiān)控外場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，其供電系統(tǒng)的工作運(yùn)行電壓為48 V，總功率為35 W，基本保持著全天24 h的工作效率，該高速公路地段在上半年的最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天的天數(shù)是10 d，同時(shí)通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)資料還得知，兩段最長(zhǎng)的連續(xù)陰雨天數(shù)之間的間隔天數(shù)是5 d。下面就選用一種使用比較普遍的深循環(huán)放電型蓄電池，其中所選用包含的峰值輸出的基本功率是200 W的太陽(yáng)能電池組件，它的日常工作基本電壓控制在35 V，而它的系統(tǒng)峰值日常工作電流量為5.71 A。

綜合計(jì)算公式(1)、(2)、(3)后，得出：該高速地段的太陽(yáng)能全程監(jiān)控供電系統(tǒng)電池組件方陣的總功率為(200 W×5×2)=2 000 W。

2 高速公路太陽(yáng)能全程監(jiān)控供電方案

在以往的高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)供電方案設(shè)計(jì)與選擇上，由于受到監(jiān)控?cái)z像設(shè)備距離配電場(chǎng)一般都比較遠(yuǎn)，所以在制定方案時(shí)遠(yuǎn)距離全程監(jiān)控外場(chǎng)監(jiān)控?cái)z像機(jī)所提供的電源主要包含以下幾種：(1)中電壓電能傳輸方案；(2)升降壓調(diào)壓傳輸方案；(3)采用傳統(tǒng)的直埋光電混合電纜的供電方案等。但是以上這些供電方案都存在著明顯的缺陷與不足，顯然無(wú)法滿足和保證太陽(yáng)能供電監(jiān)控系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。全新的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)，要能夠體現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)的一面，高速公路全程監(jiān)控太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)就在于其操作簡(jiǎn)單、便于控制、清潔環(huán)保、性能穩(wěn)定、維修費(fèi)用較低、使用壽命更長(zhǎng)。

3 總結(jié)及建議

3.1 太陽(yáng)能全程監(jiān)控供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

表1表示的是連霍高速公路某城市地段太陽(yáng)能全程監(jiān)控供電系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計(jì)，可以根據(jù)這項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)統(tǒng)計(jì)表格，選擇在進(jìn)行太陽(yáng)能供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循與堅(jiān)持的原則。

表1 連霍高速公路某城市地段太陽(yáng)能供電

按照表1所示內(nèi)容，在進(jìn)行系統(tǒng)組件、部件的設(shè)計(jì)選擇方面，應(yīng)該注重協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的設(shè)計(jì)原則；遵循嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的設(shè)計(jì)原則；走可持續(xù)發(fā)展的道路，保證高速公路太陽(yáng)能全程監(jiān)控供電系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)具備良好的可操作性、社會(huì)經(jīng)濟(jì)性。

3.2 高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)利用太陽(yáng)能供電應(yīng)該注意的問題

(1)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備所安裝、設(shè)置的位置情況，也就是監(jiān)控位置的全天日光照射基本情況。全天日照時(shí)間盡可能保持在8 h以上，因?yàn)橥ㄟ^查閱資料信息數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在全國(guó)范圍內(nèi)，不同的地區(qū)其日照時(shí)間也是不同的，但是也要保證最低8 h的日照時(shí)間，有效的發(fā)電時(shí)間保持在4～6 h左右。

(2)第二個(gè)問題也是比較重要的一個(gè)問題，就是太陽(yáng)能蓄電池的轉(zhuǎn)化率比較偏低。根據(jù)當(dāng)前我國(guó)對(duì)于太陽(yáng)能電池供電的最新實(shí)驗(yàn)操作數(shù)據(jù)顯示，太陽(yáng)能電池的實(shí)際、最高轉(zhuǎn)化率也就基本維持在20%以上，這個(gè)需要進(jìn)一步研發(fā)，加強(qiáng)與國(guó)際市場(chǎng)之間的交流合作。

[1] 余曙光,趙瑞軍,董延穎，等.太陽(yáng)能全程監(jiān)控技術(shù)在連霍高速鄭洛段的應(yīng)用[C].//第13屆中國(guó)高速公路信息化研討會(huì)論文集，2011:95-96,103.

[2] 陶濤.太陽(yáng)能供電系統(tǒng)在高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].青海交通科技,2012,(5):24-26.

[3] 張鋒,司昌雷,尋知財(cái)，等.太陽(yáng)能光伏在濟(jì)菏高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].太陽(yáng)能,2011,(23):34-37.

[4] 趙美娟.太陽(yáng)能光伏供電在高速公路監(jiān)控中的應(yīng)用[J].山西電子技術(shù),2014,(5):46-47,75.

2015-03-13

U415.1

C

1008-3383(2015)11-0175-01