太陽能在高速公路全程監控中的應用

李秀麗

(河北省高速公路石安管理處邢臺管理所)

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太陽能在高速公路全程監控中的應用

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控中的應用為重點研究、探討對象。

太陽能； 高速公路； 全程監控； 供電

1 高速公路太陽能供電系統設計——以連霍高速公路某城市地段為例

太陽能供電系統的設計及組成部件，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)系統設備柜等。

在這個系統組件中，最關鍵的一個環節就是對太陽能電池方陣進行設計、計算。

①高速公路全程監控供電系統中太陽能電池組件串聯數具體計算公式：

②連霍高速公路某城市地段全程監控供電系統中太陽能電池組件并聯數的計算方法、原則：

③連霍高速公路某城市地段太陽能供電系統電池方陣功率的計算：

全程監控供電系統太陽能電池方陣平均功率=選定電池組件的峰值輸出功率×電池組件的串聯數×電池組件的并聯數

根據連霍高速公路某一城市高速公路區間段的全程監控點及其監控設備，來根據以上計算公式進行實例運算、檢測。我們在調查研究的時候截取了上半年的一些數據統計資料信息。該城市高速公路路段所安裝、設置的全程監控外場監控點的監測設備，其供電系統的工作運行電壓為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陰雨天的天數是10 d，同時通過數據統計資料還得知，兩段最長的連續陰雨天數之間的間隔天數是5 d。下面就選用一種使用比較普遍的深循環放電型蓄電池，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控供電系統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控供電方案

在以往的高速公路全程監控系統供電方案設計與選擇上，由于受到監控攝像設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控外場監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)升降壓調壓傳輸方案；(3)采用傳統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控系統的正常、穩定運行。全新的太陽能發電系統方案的設計，要能夠體現出其優勢的一面，高速公路全程監控太陽能發電系統的最大優勢就在于其操作簡單、便于控制、清潔環保、性能穩定、維修費用較低、使用壽命更長。

3 總結及建議

3.1 太陽能全程監控供電系統設計原則

表1表示的是連霍高速公路某城市地段太陽能全程監控供電系統技術參數統計，可以根據這項數據參數統計表格，選擇在進行太陽能供電系統設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所示內容，在進行系統組件、部件的設計選擇方面，應該注重協調、統一的設計原則；遵循嚴謹、科學的設計原則；走可持續發展的道路，保證高速公路太陽能全程監控供電系統方案的設計具備良好的可操作性、社會經濟性。

3.2 高速公路全程監控系統利用太陽能供電應該注意的問題

(1)監控系統設備所安裝、設置的位置情況，也就是監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據發現，在全國范圍內，不同的地區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化率比較偏低。根據當前我國對于太陽能電池供電的最新實驗操作數據顯示，太陽能電池的實際、最高轉化率也就基本維持在20%以上，這個需要進一步研發，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.太陽能全程監控技術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.太陽能供電系統在高速公路視頻監控系統中的應用[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控系統中的應用[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控中的應用[J].山西電子技術,2014,(5):46-47,75.

2015-03-13

U415.1

C

1008-3383(2015)11-0175-01