太阳能发电在公路隧道照明中的应用-论文.pdf

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1、第16卷第2期滁州学院学报Vo1．16No．22014年4月jDURNALOFCHUZHOUUNIVERSITYApr．2014太阳能发电在公路隧道照明中的应用李晓卫摘要：基于公路地形开阔及光照充足特点，设计出利用太阳能发电技术，结合节能高亮的LED灯具构建隧道照明系统，根据短隧道的特点添加诱导系统，从人体观看角度上消除了出、入口的安全隐患，达到了科学性、实用性、经济性、节约型、环保型的效果。关键词：太阳能；发电；隧道；LED灯具中图分类号：U453．7文献标识码：A文章编号：1673—1794(2014)02—0058-03作者简介：李晓卫，安徽交通职业技术学

2、院实验师，研究方向：太阳能发电技术(合肥230051)。收稿日期：2014-01—26公路隧道一旦投入使用，正常状态下照明系一专c。，A===。(1)统几乎处于长期点亮状态。隧道照明出、入口的其中，P为发电功率；C为风能利用系数，在实际用电量，远远大于隧道中间段的单位用电量，按照规范来计算两个长度100m的短隧道照明用电量，过程中，风能利用系数因地取值范围为0．2～O．4之间；叼为风力发电机组功率输出综合效率，通常远远大于一个长度200m的中等隧道。从整个路网运营的经济成本考虑，地理位置偏远的短隧道取值范围为0．80～o．95；A为风轮扫掠面积，单位存在铺设线路

3、远、输电成本高等问题，往往困扰运m。；p为空气密度；为风速。营者。有些地方的照明条件根本无法达到规范的计算风力发电机的输出功率的理论值，可以要求，这对于交通运输的安全存在重大隐患，而引根据当地采集的风资源数据推出月发电量，而根入太阳能或风能发电就可以解决这一特殊问据风机功率和风速概率就可以计算出年发题[13。考虑两者的光电转化效率不高，该种供电电量。方式的输出采用直流供电的LED照明灯具，避免1．2关于风速概率的选择了直流电流向交流电流转化过程中的能量消耗问首先将风速划分成若干个等级(以lm／s为题。通过引入交通工程理论和控制理论工程的方例)，利用函数计算出风速

4、留在和+之间的法，提出了合理的控制方案。概率，然后同该月的总小时数相乘，带入公式(1)中，就可以求出这个范围之间风力发电机输出功1风能发电的理论与应用率。该功率与发电机和齿轮箱的传动效率(一般风能是太阳能在地球表面的另一种表现形取值0．9)之积，就是风力发电机的输出电能。式。由于地表湿度和空气湿度的温差而形成的风目前应用比较广泛的风速概率确定方法有两能是一种可再生资源，风力发电具有清洁、装机短个，瑞利分布和威布尔分布。考虑我国大部分隧等优点，被广泛应用于取电困难的偏远山区的供道地处高山或者第二三阶梯，应用威布尔分布计电。在隧道节能供电中，根据隧道所处地域的特算比

5、较精确：点，应用风力发电进行隧道照明供电，是隧道机电．厂()一7c／2·Vo·exp{一7r／4·(。／V)。)(2)节能中的一项重要技术。经过试验比较验证修改后的公式更加符合实1．1风能发电的容量计算际工况，根据前期采集的数据，获得当地的平均风速厂(一7c／A·(Vo／V)K_·fir．{一丌／A·(Vo／v)K)后，利用风能基本公式来计算发电(3)时风机的基本功率。基本公式如下：其中，K是形状参数，A是标度参数。这样风速落李晓卫：太阳能发电在公路隧道照明中的应用59到该区间的概率就是2．2电源控制系统F(V

6、要是由微型单片机组成，可一exp{一(斗1／A))(4)以根据外界光照条件决定太阳能光伏板直接供电由此每天的发电量可准确求出，如果想求出或是蓄电池供电，并采用稳压电子元件提供电能更加精确的风机发电量，采用的风速间隔可以进输出。同时联网通信，上传和下控各种信号，确保一步细化。供电系统的正常运行E引。2太阳能理论与应用3高亮白光LED照明的选取与应用风力发电系统是一种小型风力发电机，在实太阳能供电系统与LED照明系统有效地结际生活中，并不是所有的隧道都能采用风能供电合，主要是因为两者输出和输人均为直流电压，不照明的，必须是同时满足一定地理和自然条件的需要转换，以减少

7、能量损失。短隧道。并且风能还有可靠性差、不能独立完成3．1高亮白光LED灯结构原理供电输出的缺点，所以引入了以太阳能光伏发电考虑隧道中采用的环境和供电来源，本文中采为主、风力发电为辅的风光互补技术，作为照明供用蓝光LED加荧光粉作为高亮LED实现方法。电的输出。蓝光LED加荧光粉。该方法成本低和显色公路隧道的太阳能供电，主要就是利用太阳性好占据主流，在蓝光LED加YAG荧光粉的如能光伏发电系统为隧道交通工程附属设施提供直值Ra约为7O，在室温下，正向电压3．6V，电流为流电源。整个电源系统主要由太阳能光伏电池方200mA，发光强度达0．6cd，发光效率7．51m

8、／w，阵、充放电控制模块