李秀麗

(河北省高速公路石安管理處邢臺管理所)

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太陽能在高速公路全程監(jiān)控中的應用

李秀麗

(河北省高速公路石安管理處邢臺管理所)

以太陽能在高速公路全程監(jiān)控中的應用為重點研究、探討對象。

太陽能； 高速公路； 全程監(jiān)控； 供電

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

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

在這個系統(tǒng)組件中，最關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)就是對太陽能電池方陣進行設(shè)計、計算。

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

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

③連霍高速公路某城市地段太陽能供電系統(tǒng)電池方陣功率的計算：

全程監(jiān)控供電系統(tǒng)太陽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)控點及其監(jiān)控設(shè)備，來根據(jù)以上計算公式進行實例運算、檢測。我們在調(diào)查研究的時候截取了上半年的一些數(shù)據(jù)統(tǒng)計資料信息。該城市高速公路路段所安裝、設(shè)置的全程監(jiān)控外場監(jiān)控點的監(jiān)測設(shè)備，其供電系統(tǒng)的工作運行電壓為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連續(xù)陰雨天的天數(shù)是10 d，同時通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計資料還得知，兩段最長的連續(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。

綜合計算公式(1)、(2)、(3)后，得出：該高速地段的太陽能全程監(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)計與選擇上，由于受到監(jiān)控攝像設(shè)備距離配電場一般都比較遠，所以在制定方案時遠距離全程監(jiān)控外場監(jiān)控攝像機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，顯然無法滿足和保證太陽能供電監(jiān)控系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運行。全新的太陽能發(fā)電系統(tǒng)方案的設(shè)計，要能夠體現(xiàn)出其優(yōu)勢的一面，高速公路全程監(jiān)控太陽能發(fā)電系統(tǒng)的最大優(yōu)勢就在于其操作簡單、便于控制、清潔環(huán)保、性能穩(wěn)定、維修費用較低、使用壽命更長。

3 總結(jié)及建議

3.1 太陽能全程監(jiān)控供電系統(tǒng)設(shè)計原則

表1表示的是連霍高速公路某城市地段太陽能全程監(jiān)控供電系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計，可以根據(jù)這項數(shù)據(jù)參數(shù)統(tǒng)計表格，選擇在進行太陽能供電系統(tǒng)設(shè)計時應當遵循與堅持的原則。

表1 連霍高速公路某城市地段太陽能供電

按照表1所示內(nèi)容，在進行系統(tǒng)組件、部件的設(shè)計選擇方面，應該注重協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的設(shè)計原則；遵循嚴謹、科學的設(shè)計原則；走可持續(xù)發(fā)展的道路，保證高速公路太陽能全程監(jiān)控供電系統(tǒng)方案的設(shè)計具備良好的可操作性、社會經(jīng)濟性。

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

(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。全天日照時間盡可能保持在8 h以上，因為通過查閱資料信息數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在全國范圍內(nèi)，不同的地區(qū)其日照時間也是不同的，但是也要保證最低8 h的日照時間，有效的發(fā)電時間保持在4～6 h左右。

(2)第二個問題也是比較重要的一個問題，就是太陽能蓄電池的轉(zhuǎn)化率比較偏低。根據(jù)當前我國對于太陽能電池供電的最新實驗操作數(shù)據(jù)顯示，太陽能電池的實際、最高轉(zhuǎn)化率也就基本維持在20%以上，這個需要進一步研發(fā)，加強與國際市場之間的交流合作。

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

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

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

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

2015-03-13

U415.1

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1008-3383(2015)11-0175-01