PV-LED式隧道加強照明系統(tǒng)的應用研究.pdf

1、針對隧道進出口區(qū)段加強照明系統(tǒng)具體技術要求和規(guī)范標準，特別是其亮度隨著隧道外面太陽光強度而自動適應變化的特點，結(jié)合前期陽光輸送機因機械機構復雜影響其系統(tǒng)可靠性，而傳統(tǒng)光伏LED照明系統(tǒng)由于蓄電池部件導致成本上升等實際應用問題，提出了PV-LED式公路隧道加強照明系統(tǒng)的新方法。該方法既保持了陽光輸送機光強自適應性的優(yōu)勢，又有效解決了系統(tǒng)可靠性差與成本高的難題，達到了預期目標;還通過散射太陽光發(fā)電等相關研究與應用使系統(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;而加強照明系統(tǒng)則是為了消除在隧道進出口區(qū)段，因太陽光引起亮度梯度過大導致的“黑洞”和“白洞”現(xiàn)象同時，又實現(xiàn)節(jié)約用電的目標而專門設置;所以其工作狀態(tài)與太陽光的有無及強弱有關而始終處于受控狀態(tài)。
　　(2)提出PV-LED式隧道加強照

3、明系統(tǒng)方案
　　對比三種不同類型的太陽能照明系統(tǒng)在隧道加強照明系統(tǒng)實際應用中存在的優(yōu)缺點，根據(jù)市場需求，提出了一種高可靠性的PV-LED式隧道加強照明系統(tǒng)設計方案，即由PV光伏組件作為電源直接驅(qū)動LED光源發(fā)光照明的簡單加強照明系統(tǒng)結(jié)構，其特點是繼續(xù)保留了其亮度同步于太陽光強度優(yōu)勢，并有效回避了陽光輸送機本身存在的因天氣陰、晴變化而導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以及如何有效應用其所發(fā)電能進行了研究、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)與光強之間的相互影響規(guī)律及電能可利用性，并設計了應用于系統(tǒng)的相應控制電路，主要通過檢測隧道外光強信號并與閾值參數(shù)進行對比，再通過STC12C5A60S2單片機進行數(shù)據(jù)處理，利用輸

5、出開關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。
　　(4)補充型系統(tǒng)設計
　　對于光伏電池板安裝空間受限制導致輸出功率達不到要求的特殊情況，該系統(tǒng)不得不在原系統(tǒng)的基礎上通過增加光伏電池板自動跟蹤太陽的功能，以進一步提高太陽能利用率來滿足其照明功率要求。為此設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，包括專門設計的U型機械結(jié)構和聚光型粗細