PV-LED式隧道加強(qiáng)照明系統(tǒng)的應(yīng)用研究.pdf

1、針對隧道進(jìn)出口區(qū)段加強(qiáng)照明系統(tǒng)具體技術(shù)要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，特別是其亮度隨著隧道外面太陽光強(qiáng)度而自動適應(yīng)變化的特點，結(jié)合前期陽光輸送機(jī)因機(jī)械機(jī)構(gòu)復(fù)雜影響其系統(tǒng)可靠性，而傳統(tǒng)光伏LED照明系統(tǒng)由于蓄電池部件導(dǎo)致成本上升等實際應(yīng)用問題，提出了PV-LED式公路隧道加強(qiáng)照明系統(tǒng)的新方法。該方法既保持了陽光輸送機(jī)光強(qiáng)自適應(yīng)性的優(yōu)勢，又有效解決了系統(tǒng)可靠性差與成本高的難題，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo);還通過散射太陽光發(fā)電等相關(guān)研究與應(yīng)用使系統(tǒng)太陽能利用率得到有效提

2、高。本文的主要研究工作可總結(jié)如下:
　　(1)公路隧道照明系統(tǒng)的相關(guān)特性的研究
　　公路隧道照明系統(tǒng)由基本照明系統(tǒng)和加強(qiáng)照明系統(tǒng)組成，基本照明系統(tǒng)一直處于連續(xù)工作狀態(tài)以保證隧道內(nèi)的行車安全;而加強(qiáng)照明系統(tǒng)則是為了消除在隧道進(jìn)出口區(qū)段，因太陽光引起亮度梯度過大導(dǎo)致的“黑洞”和“白洞”現(xiàn)象同時，又實現(xiàn)節(jié)約用電的目標(biāo)而專門設(shè)置;所以其工作狀態(tài)與太陽光的有無及強(qiáng)弱有關(guān)而始終處于受控狀態(tài)。
　　(2)提出PV-LED式隧道加強(qiáng)照

3、明系統(tǒng)方案
　　對比三種不同類型的太陽能照明系統(tǒng)在隧道加強(qiáng)照明系統(tǒng)實際應(yīng)用中存在的優(yōu)缺點，根據(jù)市場需求，提出了一種高可靠性的PV-LED式隧道加強(qiáng)照明系統(tǒng)設(shè)計方案，即由PV光伏組件作為電源直接驅(qū)動LED光源發(fā)光照明的簡單加強(qiáng)照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特點是繼續(xù)保留了其亮度同步于太陽光強(qiáng)度優(yōu)勢，并有效回避了陽光輸送機(jī)本身存在的因天氣陰、晴變化而導(dǎo)致太陽光時有時無工作穩(wěn)定性差的先天性缺陷;由于本系統(tǒng)無需配備蓄電池而使得成本大幅度下降;且系統(tǒng)中未

4、使用自動跟蹤部件使得可靠性得到很大提高。
　　(3)陰雨天氣情況下PV-LED式隧道照明系統(tǒng)的實驗研究
　　對該系統(tǒng)在陰雨天散射太陽光的光生伏特效應(yīng)以及如何有效應(yīng)用其所發(fā)電能進(jìn)行了研究、探討和試驗，定量分析了在太陽光非正常照射狀態(tài)下光伏電池板發(fā)電參數(shù)與光強(qiáng)之間的相互影響規(guī)律及電能可利用性，并設(shè)計了應(yīng)用于系統(tǒng)的相應(yīng)控制電路，主要通過檢測隧道外光強(qiáng)信號并與閾值參數(shù)進(jìn)行對比，再通過STC12C5A60S2單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，利用輸

5、出開關(guān)信號來控制繼電器的切換，實現(xiàn)不同天氣狀態(tài)下對電能的最優(yōu)控制，從而實現(xiàn)了有效利用散射太陽光發(fā)電及提高太陽能利用效率的目標(biāo)。
　　(4)補(bǔ)充型系統(tǒng)設(shè)計
　　對于光伏電池板安裝空間受限制導(dǎo)致輸出功率達(dá)不到要求的特殊情況，該系統(tǒng)不得不在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過增加光伏電池板自動跟蹤太陽的功能，以進(jìn)一步提高太陽能利用率來滿足其照明功率要求。為此設(shè)計了用混合跟蹤法實現(xiàn)光伏電池板自動跟蹤太陽的新功能，包括專門設(shè)計的U型機(jī)械結(jié)構(gòu)和聚光型粗細(xì)