光伏发电系统在短隧道中的应用

【摘要】：根据影响太阳能光伏发电系统的重要参数、工作原理及适用场合，针对偏远地区或

不设置市电照明的短隧道，为

LED 诱导标、摄像机等设备组成的隧道运营管理系统选择合

理的太阳能光伏发电系统。

　　【关键词】：短隧道光伏发电系统蓄电池容量光伏阵列

1 前言

　　近年来我国高速公路里程的不断增加，高速公路建设越来越多的延伸至偏远地区，由
于距离电网距离较远，造成了公路外场设备的供电较为困难而且造价过高。目前受限于造价
以及技术原因，太阳能光伏发电技术在高速公路领域的应用主要集中在对小功率外场监控
设备（如外场摄像机）供电，使用规模和功率较小。随着近年来我国太阳能光伏发电产业的
迅猛发展，技术愈发成熟，建设成本逐年降低，与之对立的传统能源的供应却日益紧张。因
此可以预见，不久的将来会有更多的太阳能技术应用到高速公路建设中来，可以大幅降低
高速公路的后期运营成本，节约资源，保护环境，这将为高速公路行业创造更多的社会效
益和经济效益。

2 太阳能供电系统设计

　　太阳能光伏发电系统设计的基本原则是在保证满足负载供电需要的前提下，确定使用
最小太阳能电池组件功率和蓄电池容量，以尽量减少初始投资，降低系统运行维护费用。

2.1 太阳能供电系统的结构组成

　　太阳能光伏发电系统主要由太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器（有交流负载时
使用）等部分组成。

2.2 计算负载容量

　　负载的大小决定了光伏发电系统的规模，负载容量计算是太阳能光伏发电系统设计的
第一步，准确核算负载容量可以有效的控制建设规模、节省投资。

2.3 光伏阵列的容量设计

　　光伏阵列是由若干太阳能电池组件串、并联连接而排列成的阵列，串联是为了获得所需
要的工作电压，并联是为了获得所需要的工作电流。

　　（

1）太阳能电池方阵组件串联数

　　电池组件串联数由太阳能电池方阵的工作电压决定。

　　式中

——太阳能电池方阵输出最小电压；

——太阳能电池组件的最佳工作电压。

　　（

2）太阳能电池方阵组件并联数

　　电池组件并联数由太阳能电池方阵的工作电流决定，影响因素较多，包括电池组件的
日发电量、负载耗电量、安装地太阳辐射量以及连续阴雨天之间的蓄电池补充电量等。

①太阳能电池方阵组件并联数的计算公式

　　式中

Bcb

——最长连续阴雨天之间最短间隔天数蓄电池容量；

——最长连续阴雨天之间最短间隔天数；

——负载日平均耗电量；

——太阳能组件日发电量。

②最长连续阴雨天之间最短间隔天数蓄电池容量的计算公式