基于邊坡支護(hù)的光儲(chǔ)一體化廣告系統(tǒng)可行性分析

彭揚(yáng)東 李海峰 桂樹強(qiáng)

中冶集團(tuán)武漢勘察研究院有限公司，中國·湖北 武漢 430080

1 引言

隨著社會(huì)進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，戶外廣告得到了新的賦能，也面臨著發(fā)展挑戰(zhàn)，場景化、碎片化、移動(dòng)化特點(diǎn)日益突出。戶外廣告作為連接城市、企業(yè)和人之間的重要載體，在數(shù)據(jù)和技術(shù)發(fā)展的智能時(shí)代不斷創(chuàng)新和發(fā)展，為智慧城市的演進(jìn)過程增添了重要的活力。現(xiàn)在的戶外廣告種類繁多，目前在高速公路旁或偏遠(yuǎn)地帶能見到的多為靜態(tài)巨幅廣告內(nèi)容，此種廣告內(nèi)容更換麻煩，往往需要花費(fèi)較大的人力成本，在邊坡治理中常能看到網(wǎng)狀護(hù)坡結(jié)構(gòu)，盡管存在廣告牌，多為懸掛固定在網(wǎng)面，靜態(tài)顯示，夜間無任何效果。目前，戶外廣告的形式也越來越多樣，雖然目前城市常見的戶外廣告已由原來的靜態(tài)顯示轉(zhuǎn)變?yōu)長ED電子顯示屏的動(dòng)態(tài)顯示，但在偏遠(yuǎn)地帶，有邊坡的山區(qū)往往能見到的廣告形式較少。高速公路旁或邊坡地帶，常見巨幅廣告，長期不會(huì)更換，隨著中國光伏發(fā)電及儲(chǔ)能技術(shù)的成熟以及城市夜景燈光秀的興起，將光伏發(fā)電、邊坡治理以及戶外動(dòng)態(tài)廣告結(jié)合起來，將成為未來廣告的一種新型發(fā)展形式。加強(qiáng)城市戶外廣告設(shè)計(jì)的規(guī)范化管理、提升戶外廣告的傳播效果，會(huì)使城市的景觀形象得到改善的同時(shí)，還可以提高城市的環(huán)境品質(zhì)。

2 太陽能光伏發(fā)電介紹

2.1 太陽能組件

將許多太陽能電池片用串并聯(lián)的方法組合封裝在一起，獨(dú)立作為光伏發(fā)電的使用單元，稱為太陽能電池組件，簡稱光伏組件。光照條件下，光生伏特效應(yīng)即光伏效應(yīng)是由電位差產(chǎn)生，太陽能電池片是光電轉(zhuǎn)換的最小單元，是一種能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的材料。隨著技術(shù)的進(jìn)步，光伏組件的功率已由最初的幾瓦、幾十瓦發(fā)展為現(xiàn)如今的500~600W，外形尺寸也由996*446*35mm逐漸發(fā)展成現(xiàn)在穩(wěn)定的2256*1133*35mm。

2.2 蓄電池組

儲(chǔ)存電能要用到蓄電池組，并可由控制器控制按需求向負(fù)載供電。太陽光照射光伏組件產(chǎn)生的電量由蓄電池組儲(chǔ)存，負(fù)載需要用電時(shí)再釋放出來。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池組需要具備的特點(diǎn)有：較長的使用壽命長、價(jià)格低廉、充放電穩(wěn)定等。目前與光伏發(fā)電系統(tǒng)配套使用的蓄電池，主要是鎘鎳蓄電池和鉛酸蓄電池。配套200A·h以上的鉛酸蓄電池，一般選用固定式或工業(yè)密封免維護(hù)鉛酸蓄電池；配套200A·h以下的鉛酸蓄電池,一般選用小型密封免維護(hù)鉛酸蓄電池。針對戶外光伏發(fā)電系統(tǒng)的蓄電池，還需要盡量使蓄電池工作在5~35℃的環(huán)境溫度下，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)將蓄電池安置在既通風(fēng)又有良好保溫性能的箱子里。

2.3 控制器

控制器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件主要作用是控制整個(gè)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)的工作狀態(tài)。控制器的組成部分主要有電子元器件、儀表、繼電器開關(guān)等，具有過充、過放、電子短路、過載保護(hù)、獨(dú)特的防反接保護(hù)等全自動(dòng)控制且以上保護(hù)均不損壞任何部件，不燒保險(xiǎn)。光伏發(fā)電系統(tǒng)的大小各不相同，不同地區(qū)由于組件傾角不同，同一塊組件的發(fā)電量也會(huì)存在差異，因此導(dǎo)致控制器選型不同。光伏系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，控制器應(yīng)能自動(dòng)檢測故障類型并指示故障位置，方便系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。

2.4 逆變器

太陽能組件所發(fā)電為直流電，而很多負(fù)載，如燈帶所需電為交流電，因此需要逆變器。太陽能組件的直接輸出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。為能向220VAC的電器提供電能，需要將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能，因此需要使用DC-AC逆變器。逆變器按運(yùn)行模式一般分為并網(wǎng)型逆變器和離網(wǎng)型逆變器，針對戶外光伏發(fā)電系統(tǒng)，多位于偏遠(yuǎn)地帶，電網(wǎng)接入困難，且考慮到成本手續(xù)等問題，本系統(tǒng)建議采用離網(wǎng)型逆變器。

3 戶外廣告系統(tǒng)及邊坡治理的跨界融合

邊坡治理中采用較多的形式為漿砌片石骨架植草護(hù)坡、石質(zhì)邊坡防護(hù)掛網(wǎng)等，防護(hù)系統(tǒng)由錨桿、鋼絲繩、HEA網(wǎng)、高防腐性能鋼絲繩及節(jié)點(diǎn)卡扣、雙絞合六邊形金屬網(wǎng)、縫合繩構(gòu)成。系統(tǒng)網(wǎng)面剛度及自重較大，緊束效果好，限制坡面局部變形。雙絞合六邊形金屬網(wǎng)是由防腐處理的低碳鋼絲機(jī)編而成的一種三維立體敞口式結(jié)構(gòu)，具有極佳的抗拉和抗剪物理性能。在邊坡上安裝光伏組件，其邊坡還需具備的條件有：坡面朝南且有一定坡度，采用的掛網(wǎng)具有一定承重能力，單塊組件重量27.5~33.5kg，組件數(shù)量依據(jù)系統(tǒng)所需電量考慮。

戶外廣告采用城市中夜景燈光秀模式，如中國武漢兩江四岸夜景。控制中心每天將要播放的動(dòng)畫通過4G/5G信號下發(fā)至位于廣告邊坡的聯(lián)動(dòng)主機(jī)上，主機(jī)將信號反饋至燈帶展示不同效果。一般的聯(lián)動(dòng)主機(jī)具有故障偵查報(bào)警單元、燈光調(diào)控單元、中央控制單元和供配電單元，針對本戶外廣告系統(tǒng)，還需具備防水、風(fēng)量雨量控制單元，當(dāng)監(jiān)測風(fēng)量或雨量達(dá)到一定設(shè)定值，將切斷系統(tǒng)電源保障設(shè)備安全。

4 系統(tǒng)結(jié)合分析

該系統(tǒng)包括雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)、光伏組件、連接件、錨桿、蓄電池、太陽能控制器、逆變器、聯(lián)動(dòng)主機(jī)、燈帶、箱體；組件由連接件固定在坡面，底端由錨桿作進(jìn)一步支撐，光伏陣列所發(fā)電量由控制器傳輸至蓄電池組，逆變器、控制器、聯(lián)動(dòng)主機(jī)、燈帶所需電量均由蓄電池組提供；控制器控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行，聯(lián)動(dòng)主機(jī)主要負(fù)責(zé)接收遠(yuǎn)程信號，燈帶反饋出不同動(dòng)態(tài)效果，逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電供負(fù)載使用。由此建立一套完整系統(tǒng)（見圖1）。

圖1 系統(tǒng)結(jié)合示意圖

5 結(jié)語

在新技術(shù)環(huán)境下，戶外廣告的發(fā)展迎來了巨大機(jī)遇，但也需要相關(guān)主體及時(shí)轉(zhuǎn)變思維理念，結(jié)合自身實(shí)際，在客觀審視戶外廣告發(fā)展現(xiàn)狀問題的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐，積極尋求戶外廣告轉(zhuǎn)型路徑。目前中國偏遠(yuǎn)地帶廣告多為靜態(tài)顯示，城市戶外廣告作為傳播媒介手段，不僅局限于表現(xiàn)產(chǎn)品基本信息，而且作為一種強(qiáng)烈的視覺信息符號承載著一定的城市景觀意義，表征著城市的文化風(fēng)貌、精神內(nèi)涵，動(dòng)態(tài)廣告更能吸引人們的注意力。在光伏行業(yè)已發(fā)展成熟的今天，將所發(fā)電量儲(chǔ)存后用于廣告系統(tǒng)是完美的跨界融合方式，針對邊坡治理的形式，將三者融合一體，在考慮經(jīng)濟(jì)價(jià)值的前提下，優(yōu)化設(shè)備配置及選型，達(dá)到戶外動(dòng)態(tài)廣告的效果，將為城市增光添彩。