太阳能在高速公路全程监控中的应用

李秀丽

(河北省高速公路石安管理处邢台管理所)



太阳能在高速公路全程监控中的应用

李秀丽

(河北省高速公路石安管理处邢台管理所)

以太阳能在高速公路全程监控中的应用为重点研究、探讨对象。

太阳能； 高速公路； 全程监控； 供电

1 高速公路太阳能供电系统设计——以连霍高速公路某城市地段为例

太阳能供电系统的设计及组成部件，主要包括：(1)太阳能电池组件；(2)太阳能控制管理器；(3)蓄电池组件；(4)系统设备柜等。

在这个系统组件中，最关键的一个环节就是对太阳能电池方阵进行设计、计算。

①高速公路全程监控供电系统中太阳能电池组件串联数具体计算公式：

②连霍高速公路某城市地段全程监控供电系统中太阳能电池组件并联数的计算方法、原则：

③连霍高速公路某城市地段太阳能供电系统电池方阵功率的计算：

全程监控供电系统太阳能电池方阵平均功率=选定电池组件的峰值输出功率×电池组件的串联数×电池组件的并联数

根据连霍高速公路某一城市高速公路区间段的全程监控点及其监控设备，来根据以上计算公式进行实例运算、检测。我们在调查研究的时候截取了上半年的一些数据统计资料信息。该城市高速公路路段所安装、设置的全程监控外场监控点的监测设备，其供电系统的工作运行电压为48 V，总功率为35 W，基本保持着全天24 h的工作效率，该高速公路地段在上半年的最长连续阴雨天的天数是10 d，同时通过数据统计资料还得知，两段最长的连续阴雨天数之间的间隔天数是5 d。下面就选用一种使用比较普遍的深循环放电型蓄电池，其中所选用包含的峰值输出的基本功率是200 W的太阳能电池组件，它的日常工作基本电压控制在35 V，而它的系统峰值日常工作电流量为5.71 A。

综合计算公式(1)、(2)、(3)后，得出：该高速地段的太阳能全程监控供电系统电池组件方阵的总功率为(200 W×5×2)=2 000 W。

2 高速公路太阳能全程监控供电方案

在以往的高速公路全程监控系统供电方案设计与选择上，由于受到监控摄像设备距离配电场一般都比较远，所以在制定方案时远距离全程监控外场监控摄像机所提供的电源主要包含以下几种：(1)中电压电能传输方案；(2)升降压调压传输方案；(3)采用传统的直埋光电混合电缆的供电方案等。但是以上这些供电方案都存在着明显的缺陷与不足，显然无法满足和保证太阳能供电监控系统的正常、稳定运行。全新的太阳能发电系统方案的设计，要能够体现出其优势的一面，高速公路全程监控太阳能发电系统的最大优势就在于其操作简单、便于控制、清洁环保、性能稳定、维修费用较低、使用寿命更长。

3 总结及建议

3.1 太阳能全程监控供电系统设计原则

表1表示的是连霍高速公路某城市地段太阳能全程监控供电系统技术参数统计，可以根据这项数据参数统计表格，选择在进行太阳能供电系统设计时应当遵循与坚持的原则。

表1 连霍高速公路某城市地段太阳能供电

按照表1所示内容，在进行系统组件、部件的设计选择方面，应该注重协调、统一的设计原则；遵循严谨、科学的设计原则；走可持续发展的道路，保证高速公路太阳能全程监控供电系统方案的设计具备良好的可操作性、社会经济性。

3.2 高速公路全程监控系统利用太阳能供电应该注意的问题

(1)监控系统设备所安装、设置的位置情况，也就是监控位置的全天日光照射基本情况。全天日照时间尽可能保持在8 h以上，因为通过查阅资料信息数据发现，在全国范围内，不同的地区其日照时间也是不同的，但是也要保证最低8 h的日照时间，有效的发电时间保持在4～6 h左右。

(2)第二个问题也是比较重要的一个问题，就是太阳能蓄电池的转化率比较偏低。根据当前我国对于太阳能电池供电的最新实验操作数据显示，太阳能电池的实际、最高转化率也就基本维持在20%以上，这个需要进一步研发，加强与国际市场之间的交流合作。

[1] 余曙光,赵瑞军,董延颖，等.太阳能全程监控技术在连霍高速郑洛段的应用[C].//第13届中国高速公路信息化研讨会论文集，2011:95-96,103.

[2] 陶涛.太阳能供电系统在高速公路视频监控系统中的应用[J].青海交通科技,2012,(5):24-26.

[3] 张锋,司昌雷,寻知财，等.太阳能光伏在济菏高速公路全程监控系统中的应用[J].太阳能,2011,(23):34-37.

[4] 赵美娟.太阳能光伏供电在高速公路监控中的应用[J].山西电子技术,2014,(5):46-47,75.

2015-03-13

U415.1

C

1008-3383(2015)11-0175-01