第三批交通節(jié)能減排經(jīng)驗示范材料之四西安市交通門戶

第三批節(jié)能減排示范項目推廣材料之四河南高速公路發(fā)展有限責(zé)任公司“太陽能技術(shù)在連霍高速公路鄭州至洛陽段道路全程監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用”推廣材料高速公路全程視頻監(jiān)控技術(shù)是現(xiàn)代交通管理的有效手段，通過視頻監(jiān)控可實時掌握道路交通運行狀態(tài)，對突發(fā)事件做出快速響應(yīng)。但是公路的線性分布特點導(dǎo)致了監(jiān)控外場攝像機(jī)的電網(wǎng)供電建設(shè)成本高、線路損耗大、電能利用率低等問題，影響了全程視頻監(jiān)控技術(shù)的推廣應(yīng)用。河南高速公路發(fā)展有限責(zé)任公司利用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，在連霍高速公路鄭州和洛陽段全程220km范圍內(nèi)100個監(jiān)控點，成功實施了太陽能供電的全程視頻監(jiān)控系統(tǒng)示范工程，為解決上述問題探索出了一條新途徑。經(jīng)過近5年的實際運行證明該示范工程技術(shù)方案成熟可靠，與電網(wǎng)供電相比，可節(jié)省供配電工程建設(shè)投資58.3%，平均每公里節(jié)省3.13萬元；5年來節(jié)省電費22萬元、汽油費96萬元，減少CO2排量402噸，效果顯著。該示范工程成功的關(guān)鍵在于示范單位領(lǐng)導(dǎo)重視以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，以科學(xué)實驗為基礎(chǔ)，在技術(shù)上通過優(yōu)化設(shè)計大大減少了攝像機(jī)等部件的功耗，通過地埋恒溫技術(shù)保證了蓄電池的最佳工作狀態(tài)，通過應(yīng)急充電及電源在線管理等維護(hù)措施保障了整個系統(tǒng)的長期穩(wěn)定。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于太陽能光照條件三級以上的公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)外場攝像機(jī)或50W以下的類似負(fù)載，在現(xiàn)代交通管理中具有廣闊的應(yīng)用前景。建議行業(yè)主管部門以實施單位在建設(shè)和維護(hù)過程中的先進(jìn)經(jīng)驗為基礎(chǔ)，盡快制定出相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在全國推廣應(yīng)用。一、概況河南高速公路發(fā)展有限責(zé)任公司是河南省人民政府授權(quán)省交通運輸廳組建的國有獨資企業(yè)，公司管理資產(chǎn)總額達(dá)1100億元，員工總數(shù)近2萬人。主營高速公路、特大型獨立橋梁等交通基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)建設(shè)、養(yǎng)護(hù)和經(jīng)營管理，是河南省高速公路建設(shè)管理的投資主體。成立以來，累計建成通車高速公路2540公里，約占全省通車高速公路的53%；管養(yǎng)已通車高速公路2069公里，為全省高速公路通車總里程的46%；在建高速公路404公里。公司目前下設(shè)鄭州、商丘、開封、洛陽、三門峽等15個管理分公司，9個項目建設(shè)公司，15個多種經(jīng)營公司，控股河南中原高速公路股份，公司機(jī)關(guān)設(shè)辦公室、工程管理部、養(yǎng)護(hù)管理部、路產(chǎn)管理部等職能部門。經(jīng)營范圍涉及高速公路工程施工、道路養(yǎng)護(hù)、交通機(jī)電運營維護(hù)、服務(wù)區(qū)經(jīng)營、油品供應(yīng)等領(lǐng)域。隨著河南高速公路路網(wǎng)的逐步形成，對道路設(shè)施和交通狀況進(jìn)行全面監(jiān)控，為制定和實施應(yīng)急預(yù)案，減少道路擁堵、預(yù)防交通事故、提高服務(wù)水平，河南高速公路發(fā)展有限責(zé)任公司決定在連（運港）霍（爾果斯）高速公路鄭州和洛陽管轄的220km范圍內(nèi)（K528+881-K748+136）實施道路全程監(jiān)控。為擴(kuò)展監(jiān)視范圍，有效實施全程監(jiān)控，外場攝像機(jī)的設(shè)置間隔約為2km,處于一種線狀的非集中布局，若采用電網(wǎng)供電方式，存在線路損耗大、建設(shè)投資成本高、施工復(fù)雜和運營維護(hù)費用高等問題。同時，該路段即將實施不中斷運營的道路兩側(cè)拓寬工程（四改八），外場攝像機(jī)需設(shè)置在中央隔離帶。如在中央隔離帶敷設(shè)電力電纜，則影響通信及其它弱電信號。因此，攝像機(jī)供電問題已成為項目實施單位面臨的難點問題。太陽能是一種取之不盡、用之不竭的清潔環(huán)保型能源，利用太陽能光伏技術(shù)將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航空航天、氣象站、遙測遙感、航道燈塔、鐵路信號、通信以及偏遠(yuǎn)地區(qū)、海島居民的供電等領(lǐng)域。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)為上述問題提供了解決方案。因此，根據(jù)鄭洛路全程監(jiān)控實際需要，從經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保、縮短工期的角度考慮，連霍高速公路鄭州至洛陽段道路監(jiān)控系統(tǒng)采用太陽能供電方式，為全線100套視頻監(jiān)控攝像機(jī)供電。二、基本原理（一）系統(tǒng)原理太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是通過太陽能電池組件在日照輻射下產(chǎn)生光伏電流，為用電負(fù)載提供電力能源。太陽能電池產(chǎn)生的電流通過充放電控制器一方面對負(fù)載直接供電，另一方面將多余的電能儲存在蓄電池中以備光照不足時向負(fù)載供電。交流負(fù)載可通過逆變器、變壓器轉(zhuǎn)換成適用的交流電供電。為應(yīng)對惡劣氣象條件造成蓄電池電量不足的情況，系統(tǒng)可配置市電或自發(fā)電應(yīng)急充電接口。為了提高供電系統(tǒng)的可靠性通過光端機(jī)將光伏系統(tǒng)的運行狀態(tài)實時上傳至監(jiān)控中心，以便及時采取人工維護(hù)措施。（二）自然條件分析鄭洛路處于河南省中部，位于北緯34.7度，全年日照2000-2600小時，年均日照率為45-55%，年太陽輻射總量110-125千卡/平方厘米，沿線日平均輻照時間約4.1小時，屬于三級太陽能資源地區(qū)中光能資源較豐富的區(qū)域。因此，鄭洛路實現(xiàn)太陽能全程監(jiān)控具有較好的自然條件。霧三、驗實施仗方案平（一委）太充陽能級全程閃監(jiān)控爸系統(tǒng)么構(gòu)成匙太陽笛能供豆電的著高速誦公路傘道路染全程茫監(jiān)控萄系統(tǒng)杯由太你陽能諸電池湯陣列宜、蓄例電池卸組、宇太陽炒能充假放電紐控制炊器、局逆變果器、移變壓時器、昏攝像貫機(jī)和敗光端炎機(jī)等晝設(shè)備省組成耀，如幼圖2最所示胳。護(hù)圖2智道路寫全程合監(jiān)控確系統(tǒng)詠太陽根能供尊電組件成圖匪（二抵）優(yōu)側(cè)化設(shè)坡計語太陽狀能光折伏發(fā)鮮電技卻術(shù)在攝公路迫交通險行業(yè)看中應(yīng)之用的尚主要淡障礙淡是供雄電負(fù)耍載的謝適用掃性問么題，傻如何槍結(jié)合艘高速鉗公路役全程拐監(jiān)控育系統(tǒng)化的用匠電負(fù)咱載特助性，監(jiān)優(yōu)化疼供電思系統(tǒng)追設(shè)計窗，降皂低用羨電負(fù)櫻載功勤耗，匠提高廊太陽蕩能發(fā)鉗電系批統(tǒng)效虛率則錘是該鐮項目喘的關(guān)所鍵技古術(shù)環(huán)鉛節(jié)。給因此套，本頸項目圍針對索系統(tǒng)圖主要慰部件掀進(jìn)行韻如下腔優(yōu)化舍。剖1、賊攝像春機(jī)挖為降柏低太執(zhí)陽能騾供電僵系統(tǒng)響的初能期投楚資成孔本，博在滿功足交汪通監(jiān)本控圖摔像質(zhì)記量要陣求的半前提上下，伶經(jīng)過撇試驗稠與研恥究，輝對攝丟像機(jī)瞧用電語功率蛾提出界具體舌要求撥并進(jìn)鐮行技急術(shù)改株進(jìn)，幻將一辮臺全汁天候覽帶云傲臺攝忘像機(jī)寧的額黃定功訓(xùn)率限艦定在揚30敢W以用內(nèi)，啞并且?guī)X采用訓(xùn)直流癢24執(zhí)V供疏電方對式。搏2、哭電源丑變換竊系統(tǒng)白為適殖應(yīng)負(fù)嬸載的督直流充供電稀模式韻，對屠視頻群監(jiān)控浩系統(tǒng)禿中用逼電負(fù)辨載進(jìn)扛行系緣列技益術(shù)改餃造，流將多沫數(shù)交擴(kuò)流負(fù)燈載改管為直鍵流負(fù)慕載。魔通過鹽技術(shù)打改造頃，節(jié)代省了痛逆變沃器和送變壓胳器的乓設(shè)備績投資眉，降供低了砌電源編系統(tǒng)桿的故接障風(fēng)疼險，數(shù)減少疼了逆廣變器幫和變耍壓器慶自身此的用姐電損思耗，倚提高驅(qū)了太網(wǎng)陽能悄供電攝系統(tǒng)臥的可西靠性林和電牙源系仍統(tǒng)的惡利用夜率，喘同時牢也降含低了志供電墊系統(tǒng)譯對太覆陽能軋電池攀陣列角和蓄銀電池言的容謝量需蔥求，志從而兇進(jìn)一直步節(jié)哨省建必設(shè)成膊本，賤提高胳經(jīng)濟(jì)恭效益暑。若3、植太陽施能電皇池板軟太陽叫電池千板是心太陽納能供榆電系抱統(tǒng)中射的關(guān)蚊鍵設(shè)推備，渡安裝瓜角度遷對發(fā)芝電效周率影針響較荒大，直并盡嗽量避餓免水肝平安褲裝或莊垂直離放置雪。經(jīng)鴿試驗聰，該迅項目然太陽絕能電榮池板潮最佳敢安裝犯傾角型為4新1.奶7度掌，朝構(gòu)向正浙南。而在太愛陽能司供電蜻系統(tǒng)咐中，貪單晶丈硅型吉電池巡光電炒轉(zhuǎn)換谷效率扛優(yōu)于車多晶藏硅和章非晶出硅，秋雖然白非單逢晶硅旅太陽學(xué)能電叫池板輸在特歡殊條黎件下揭可以百作為宰補(bǔ)充譜電源綱應(yīng)用很，但鵲考慮事到其丈供電猜能力桶較低狠，老球化速勢度較繭快的丘特點中，該顆項目瞧選用霜了單范晶硅際太陽熄能電塑池板伍。帆4、籠蓄電阻池皇利用季電化沙學(xué)反炭應(yīng)實滲現(xiàn)電貸能和閉化學(xué)侵能的糧相互故轉(zhuǎn)換獅，是哈太陽魄能供尼電系槽統(tǒng)中吳的儲他能裝手置。泳其主慚要技悄術(shù)指艇標(biāo)包汁括容立量、唇循環(huán)坑使用蹄壽命淋、浮稻充使鬧用壽州命等材；主儲要控挑制參俱數(shù)包游括放臺電深椅度、供浮充洞電壓帽、最楊大充貢放電長電流獲等?；I綜合暖考慮萌各種莖類型執(zhí)蓄電火池的撿特點京，結(jié)精合成思本分綁析，科該項苦目選狐用免祥維護(hù)唱膠體商型鉛亞酸蓄泰電池結(jié)。憶溫度擇對鉛困酸蓄炒電池紋的性孔能影半響明織顯，剃在室下外應(yīng)找對鉛黃酸蓄澤電池田進(jìn)行象恒溫垃處理靈，工雞程上瓦通常寒將蓄零電池貴放置布在地歡井或請地上茫的基井礎(chǔ)建摸筑中普。本運項目級經(jīng)過小多種法實驗芳手段僅充分覆驗證罰溫度治對蓄晴電池憐性能側(cè)的影樸響，管將蓄皇電池跡放入屯保溫蜘防護(hù)駝箱并辜埋入繞凍土逝層以爸下，遲保證忘了蓄米電池處最佳拐工作麻狀態(tài)筋。運它行5哄年來貴，經(jīng)繪抽樣查檢測很，蓄餡電池假工作析狀態(tài)哀良好胖。獵5、購太陽慶能充評放電路控制影器披為了域?qū)崿F(xiàn)碰太陽薪能電責(zé)池、灶蓄電充池和聲負(fù)載緊之間艦的合意理匹飽配，暗保障快供電砌質(zhì)量珠，提產(chǎn)高太國陽能競供電鹽系統(tǒng)壟效率犬和延捷長蓄呼電池讓使用取壽命薦。本亦項目范選用接了1籃2、泉24價、4劃8V令DC末自適生應(yīng)的沉20猴A絹太陽栽能充旬放電甲控制挽器，煤設(shè)置拆過放察電壓誼為2蛛1.較6V遮DC過，以望保證僵極端摘惡劣錄氣候漁條件暴下可伶靠供此電。箭并配悼置數(shù)郊據(jù)采球集模她塊，敞將蓄笨電池傅電壓黎、充身電電件流、皮放電貼電流金等參活數(shù)實但時上薦傳至姑監(jiān)控青中心牧電源省管理澤系統(tǒng)鼻。醫(yī)四、喘保障攪措施臭（一你）領(lǐng)足導(dǎo)重年視粥對于聽節(jié)能并減排廢和新襖能源猛的應(yīng)明用，慶公司伴領(lǐng)導(dǎo)古高度窩重視際，專腐門成歡立了法項目博領(lǐng)導(dǎo)捉小組盛，為于項目秒實施匠提供義了有向力的耀組織訓(xùn)保障失。此虎外，賄在人超力、皂物力黑、財晃力方施面也必給予臨了積岡極支嚼持，裝并提六供了廉充足津的研壩究試敵驗經(jīng)墳費。閣（二葉）精奮心組槐織職項目莫組經(jīng)候歷了瞎調(diào)研當(dāng)、太諷陽能憤自然紡條件冊分析襪與測尸試、貢方案吸論證揉、試卷驗驗斯證、鹿施工玉設(shè)計冰、采需購、吃施工免安裝殺、調(diào)蔑試驗等收、患運營憲維護(hù)倦等全串過程唇，對干每一廊步都婚設(shè)定均目標(biāo)多，落返實到脂人，蒼做到釘記錄虜完整醬、論介述充葉分、慮數(shù)據(jù)憶可靠般，確丟保整伏個項喝目目臟標(biāo)的止實現(xiàn)脈。勝（三雁）技拍術(shù)支場持炮如此變大規(guī)租模地英實施愿太陽帝能供級電系鳥統(tǒng)，謙在公畢路交釣通領(lǐng)盯域尚站無先要例，奸一個高小的廈技術(shù)侄細(xì)節(jié)跨都可卻能影窗響整謝個系瞎統(tǒng)的蛾運行余，公夜司委挑托了蕉具有旬豐富世設(shè)計葬、實憶驗、沈檢測籠經(jīng)驗搭的國厚內(nèi)權(quán)震威機(jī)也構(gòu)對樓每個怪關(guān)鍵沈技術(shù)豆點都照進(jìn)行炊充分睜的技伍術(shù)論護(hù)證，飼針對窮鄭洛嬌路實股際情眠況搭開建了桂試驗哥平臺初，按攤照設(shè)班計原到理圖棍對每熄個節(jié)香點都杯進(jìn)行偷了實竊驗分本析，育在此樓基礎(chǔ)鼓上篩適選出講符合色要求融的系慈統(tǒng)部短件和參施工邪方案筐，確拾保了債項目次順利命實施挺。摩五、啟項目睡成效役該項竭目在星全長蠟約漁22石0k把m座的路基段實乏施了龍10妙0套身太陽拔能全蘆程道看路監(jiān)恰控系玉統(tǒng)，京5年屯來產(chǎn)按生的然直接腹經(jīng)濟(jì)蠻效益增和社礦會效斧益十擔(dān)分顯舒著。裹（一額）經(jīng)環(huán)濟(jì)效給益菊1、覺太陽非能全答程監(jiān)獄控系搞統(tǒng)產(chǎn)財生的點直接孩經(jīng)濟(jì)靜效益賢該系勺統(tǒng)投這入運印行后鎖，值糖班人飽員定磚時利貼用攝體像機(jī)騾進(jìn)行僑人工知巡查貍，每授天可朵減少仙路政組人員薯兩次曾路巡父計慢88啊0公物里潑，以縮百公吸里耗救油但10掌升淚計算未，每頸年可漫節(jié)約胸汽油西32弦12敏0升毀，以結(jié)每升踏汽油虎6元五計，監(jiān)每年紗節(jié)省乎19米.2畝7萬足元人景民幣塊。5臣年來評共節(jié)半約人艱民幣壁96貞.3眼5萬等元。步2、機(jī)采用既太陽恢能供線電產(chǎn)銜生的克直接礦經(jīng)濟(jì)牲效益努（1另）節(jié)警約建賽設(shè)費捷用寺節(jié)約念建設(shè)鹽費用嚷：6挖88帳.4拿萬元南，詳逗見下?lián)P表。陳節(jié)約喇建設(shè)雞費用嗎表面供電橡方式典建設(shè)閃成本斯電網(wǎng)租供電盜計算纏方法扯（含疾工程撿費，卷以每蛾千米舞計）加：定電纜齒材料廁費：紗35失元/蓋米×躺1千就米寄=3捧.5拐萬元僻電纜賤挖溝蓄、敷駛設(shè)費高：1傘6元慈/米縮×文1千裳米靜=1灣.6吃萬元蛋鋼管喬材料樓費（材每千紛米約呢敷設(shè)嗎鋼管戲50槳米癥）：秩27廟元/蔽米×夸50盡米楚=0義.1顫35兔萬元陳鋼管角敷設(shè)斤費：斷27腦元/軟米×踩50子米畝=0愛.1孫35巾萬元珍小計進(jìn)：電召網(wǎng)供報電每彩公里潛成本珍為：確5.尋37欄萬元鳴全線山電網(wǎng)多供電茄成本事=電虜網(wǎng)供旨電成律本/強(qiáng)千米?！寥?2敏0千綿米趨=5蟻.3閃7萬系元/煮千米漫×核22桂0千慎米偷=1島18收1.洗4萬鄉(xiāng)元劍太陽雨能供鍬電掙計算辰方法獸（含葉工程叢費，沖以每趕個監(jiān)既控點幣計）疾：吧太陽陶能板豐（2笨塊×明24犬0W皇）：穴2.竹6萬倉元圈蓄電鳥池（樓24諷V祥42伴0A匙H）坐：1拐.2脫萬元險充放李電控有制器駛：1縣個0悟.5突萬元課保溫亂箱：座1個冤0.礎(chǔ)5萬縫元妖防護(hù)割箱：郵1個刃0.柄13育萬元溪小計胖：單努個監(jiān)強(qiáng)控點揉太陽揀能供董電成儀本=吧4或.9牢3萬堡元涉全線盼采用稱太陽大能供駕電成鍋本=鑄4.晴93物萬元陵/處嘉×1昏00灘處=姜49競3萬貢元郵成本碗比較涂節(jié)約網(wǎng)11沾81歡.4該-4冶93壘=6腎88該.4曠萬元獄建設(shè)嘗成本損降低讓：6撲88倆.4塵/1積18建1.趨4x田10暈0%晚=5柿8.筒3%生（2表）節(jié)成約電殺費齒節(jié)約狗電費坐：4偉38育00佛kW寸h/菠年，共5年追節(jié)電匠21留90寬00略k斷Wh鉤，計娃22樣萬元顧。味（二絕）社犬會效戰(zhàn)益匠每燃貍燒爛1升皺汽油杠可產(chǎn)屯生隊2.絮4k逼g欺二氧見化碳唐，實嫁施全辭程監(jiān)矛控每蘿年節(jié)挑約汽復(fù)油紋32倡12顏0升淡，每隔年可座減少宿二氧侮化碳刻排放填77購噸。閃5年稿來累曠計減獸少二執(zhí)氧化捐碳排記放3蝴85愿噸。險經(jīng)測嶄算道慮路監(jiān)?？叵德┙y(tǒng)