【文章內(nèi)容簡介】 量會有所衰減。選用的組件實際衰減率 10 年為 5%。 蓄電池設計方面的設計系數(shù) a) 無日照天數(shù)為大于 7 天 技術規(guī)格書的要求，同時考慮實際運行情況 b) 安全系數(shù) 120% 為安全起見，蓄電池具有 20%的備用容量 c) 充電效率 92%，放電效率 98% 太陽能電池方陣發(fā)電對蓄電池充電過程和蓄電池對 負荷放電過程引起的損耗。 d) 最大放電深度 80% 為保證蓄電池的使用壽命和電氣性能，系統(tǒng)設計在各種運行、環(huán)境條件下的最大 DOD。 e) 溫度系數(shù)為 蓄電池性能和壽命受溫度影響很大。雖然控制器設有運行參數(shù)溫度補償功能，但還應考慮溫度影響。 有關系統(tǒng)運行和安全方面的設計系數(shù) A. 系統(tǒng)供電可用率 %以上。 對監(jiān)控系統(tǒng)來講，設計保證 24h 連續(xù)供電。 B. 平均無故障時間 MTBF。 系統(tǒng)可靠性除各組成部件的 MTBF 影響外，系統(tǒng)的合理化組合也影響系統(tǒng) MTBF。 C. 太陽電池 支架風力系數(shù) 40m/s 考慮西安地區(qū)的風速，支架設計按照 40m/s 進行計算。 D. 設備容量安全系數(shù)量小值 120% 11 系統(tǒng)組成部分 1) 太陽能組件部分 太陽能組件部分作用是將太陽能光能轉(zhuǎn)換為直流電能，也是最為昂貴的設備，太陽光能雖然取之不盡卻有局限性，因此太陽能組件的輸出電能來之不易，為了保證組件發(fā)電有最高效率和最佳的性能，組件的安裝和連接需要一個非常合理方案。 2) 蓄電池部分 蓄電池是電源的儲能設備，太陽能光伏電源完全在野外使用，環(huán)境條件極為惡劣，溫度會影響蓄電池的容量和壽命，會使設備中斷供電；連 續(xù)的陰雨天會使蓄電池充電不足，也會影響蓄電池壽命和無法對設備供電。需要選用最好蓄電池，也需要一個合理的方案來保護蓄電池。 3) 太陽能充放電控制單元部分 太陽能充放電控制單元，通常被稱做能源管理器。太陽能充放電控制單元是太陽能光伏電源的核心控制設備，電源系統(tǒng)的核心控制功能都有太陽能充放電控制單元來完成。我們需要它具有滿足要求的智能化控制管理模式。 4) 應急充電部分 為了減少因蓄電池欠壓而造成高速監(jiān)控系統(tǒng)無法工作的現(xiàn)象，特別為每臺電源系統(tǒng)設計應急充電接口是必須的，而直接使用正常的蓄電池接口是無法工作的，甚至 會燒毀系統(tǒng)部件。 在蓄電池電量報警后 3 小時內(nèi)，以 100A 以上大電流快速充電。 5) 負載配電部分 從控制單元的輸出端口直接向負載供電是危險的，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障或負載出現(xiàn)故障，將危及負載或系統(tǒng)太陽能充放電控制單元的安全。因此必須在系統(tǒng)的輸出端設置負載配電設備來保護相關設備。 6) 太陽能光伏電源在線檢測部分和蓄電池在線檢測部分 這兩個部分都將在西安高速監(jiān)控系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡的基礎上來完成在線先進的系統(tǒng)在線監(jiān)測和蓄電池在線監(jiān)測。我們將使用國內(nèi)和國際最為先進的技術和設備。 7) 輔助設備部分（組件安裝支架、蓄電池防護井、保 溫箱） 輔助設備用來支撐和保護系統(tǒng)的主要設備。優(yōu)質(zhì)的輔助設備能保證主設備的安 12 全，延長主設備的使用壽命，提高系統(tǒng)的工作效率和可靠性。 三 陜西省高速公路網(wǎng)監(jiān)控設備光伏供電 系統(tǒng) 方案 設計 太陽能組件部分 選型 設計 當?shù)丨h(huán)境氣象數(shù)據(jù) 陜西省地貌總的特點是南北高，中間底，西北高，東南底，以北山、秦嶺為界，形成陜北黃土高原、關中平原和陜南秦巴山地三個各具特點的自然區(qū)。 其中陜北其余地區(qū)和關中平原為暖溫帶半干旱或半濕潤氣候、陜南盆地為北亞熱帶濕潤氣候、山地大部為暖溫帶濕潤氣候。年平均氣溫在 7～ 16℃。其中陜北 7～ 11℃；關中 11～ 13℃；陜南多在 14～ 15℃。由于受季風的影響，冬冷夏熱、四季分明。最冷月平均氣溫，陜北 10～ 4℃，關中 3～ 1℃，陜南 0～ 3℃。最熱月平均氣溫，陜北 21～ 25℃，關中 23～ 27℃，陜南 24～ ℃。 年降水量陜北 400～ 600 毫米，關中 500～ 700 毫米，陜南 700～ 900 毫米，其中陜南的米倉山、大巴山和秦嶺山地中、西部高山地區(qū)，年降水量多達900～ 1250 毫米。陜西省各地降水量的季節(jié)變化明顯，夏季降水最多，占全年的 39%～ 64%,夏季降水量又以陜北地區(qū) 最為集中。秋季次之，占全年的20%～ 34%。春季少于秋季，春季降水量占全年的 13%～ 24%。冬季降水稀少，只占全年的 1%～ 4%。 西安高速公路工程機電項目太陽能供電系統(tǒng)環(huán)境氣象數(shù)據(jù)（參考） 地名：西安 緯度： 度 N 經(jīng)度： 度 E 海拔： 397 米 數(shù)據(jù)表： 項目/月 份 單位 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 平均全天總日射量kWh /㎡ .d 日平均日照 小時 4 4 降雨日數(shù) 天 平均氣溫 度 平均最高氣溫度 14 32 組件安裝傾角選擇 13 太陽電池組件安裝傾角應保證最大限度地接收日光照射，在一般情況下組件與水平方向的為當?shù)鼐暥?77。 5176?！?10176。即在夏季時為減，在冬季時為加。如果采用固 定角度的支架，則采用當?shù)鼐暥葹閮A斜角度。 西安高速公路在北緯 34～ 35 度之間，地區(qū)的輻照量數(shù)據(jù)顯示，每年 12 月份平均輻照量值最小，并且年平均輻照量以西安 12 月份的 ㎡ /天為最小， 12月份正好是冬至所在月份，陽光具有最小的入射角，因此，選擇組件安裝傾角的時候需要充分照顧該月份太陽能組件的發(fā)電量，我們將組件的安裝的安裝角度選擇在西安的緯度加 10 度，為 度，選擇實際安裝選擇整數(shù) 45 度。 組件 需要 承受的最大風載 根據(jù)實際數(shù)據(jù)的調(diào)查表明，在西安地區(qū)的最大風速為 40 米 /s，由該風速計算得出的基本風壓為 1000Pa。 充放電控應急制充電部分設計 當出現(xiàn)長期陰雨天，蓄電池電能消耗較大，不能夠向設備正常供電時，此時蓄電池會處于虧電狀態(tài)，如果長期得不到補充，少則監(jiān)控設備不能正常工作，嚴重情況下還會損壞蓄電池造成嚴重損失。這樣當出現(xiàn)嚴重虧電狀態(tài)時，監(jiān)測設備設定因素將發(fā)出報警信號，提示需要采用市電或發(fā)電機進行應急充電。 該系統(tǒng)應急充電裝置由汽車、 5kW 單相發(fā)電機、快速充電裝置組成，發(fā)電機安裝于汽車內(nèi)部， 實現(xiàn)移動發(fā)電目的，快速充電裝置是一臺 AC/DC 轉(zhuǎn)換裝置，充電過程中為蓄電池提供 100A 左右的充電電流，這樣只需 4 小時就可以達到 90%的額定容量 ,以達到快速充電目的。 系統(tǒng)如下圖所示： 充 放 電 控 制 器2 4 V 4 2 0 A h2 4 V 4 2 0 A h+1 2 只 串 聯(lián)應 急 充 電 接 口 負載配電部分設計 14 系統(tǒng)設置負載配電的目的是為了保護負載和控制單元。我們分別為云臺彩色攝像機和光端機安裝了額定電流 倍的保險絲，分別為 2A 和 ， 根據(jù)設備需要提供以下部分電源輸出 ， DC6V、 DC12V、 DC24V， 我們在此安裝了 DCDC 轉(zhuǎn)換器，其輸出可 以提供較大的電流 。 蓄電池 容量監(jiān)視儀設計 蓄電池容量的在線分析 智能化的監(jiān)測模式 開放的通訊接口 集成自主的發(fā)明專利技術，首次突破性解決蓄電池組的容量在線分析的技術難題， 輔以蓄電池的電壓、電流、溫度等 參數(shù)的實時監(jiān)測 ，實現(xiàn)蓄電池 組 的在線監(jiān)測的智能化；同時 開發(fā)的 RS485 通信串口，實現(xiàn)與上位機的通訊。 蓄電池在線監(jiān)測的智能化，完成對于蓄電池運行參數(shù)、性能參數(shù)的全系列參數(shù)測量，實現(xiàn)對于蓄電池充放電管理以及對于蓄電池 組 的在線診斷，分析各個蓄電池的一致性，發(fā)現(xiàn)電池組中每只蓄電池的性能變化，甄別落后 電池 ，提供蓄電池組準確的當前容量 。 LM1091202 1 組蓄電池組（ 2V， 12 只蓄電池組） 技術特點： ■ 可靠的耐高壓、抗干擾性能 采用特殊的電源處理技術，解決 EPS 高壓下的可靠性；獨特的數(shù)字信號處理技術（ DSP） ,有效去除 逆變電源的 寬頻干擾。 ■ 蓄電池組容量的在線分析診斷 利用自主的發(fā)明專利技術，國內(nèi)外首次突破實現(xiàn)蓄電池組容量的在線分析診斷。 ■ 智能