如何解决高速公路全程监控设备供电问题

摘 要 本文针对目前高速公路全程监控系统采用的传统供电方式造成项目后期运营和维护的不便，提出了采用太阳能供电方式的可实施的方案，计算出实际负载需要配置的太阳能电池方阵、逆变器、充放电控制器、蓄电池容量。

关键词 全程监控 太阳能 供电系统

高速公路全程实时监控便于加强路面动态管理和交通事故及时处置，也是高速公路三大系统建设的趋势。由于高速公路地处偏僻，如何解决全程监控中的供电问题，对于保障系统的稳定运行起着至关重要的作用。

传统的监控系统供电方式主要有：专用电缆供电、独立电源供电（太阳能供电）、公路沿线就近供电。专用电缆供电存在建设运营成本高，施工工期长，电力电缆容易被盗，后期维护成本费用较高。公路沿线就近供电建设成本较低，因依赖沿线附近工业和民用供电设施供电，极易受到供电状况的影响。鉴于上述两种供电方式的不足，本文介绍了太阳能供电系统，解决全程监控供电问题。太阳能供电系统建设成本低，施工工期短，无污染，维护简便，使用寿命长、能源丰富。

一、太阳能供电系统原理

太阳能供电系统主要由以下四个部分构成：太阳能电池方阵、逆变器、充放电控制器、蓄电池组等组成。

1.太阳能电池方阵即太阳能电池板。太阳能电池板是太阳能供电系统中的核心部分，它的主要作用就是将太阳能辐射能量直接转化成直流电，供负载使用或存贮于蓄电池内部备用，从而推动负载工作。其转换率和使用寿命是决定太阳能电池是否具有使用价值重要参数。太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池。由于单晶硅太阳能电池比其他两类坚固耐用、使用寿命长（一般可达20年）、光电转换效率高等特点，因而目前全程监控太阳能供电系统大多数采用单晶硅太阳能电池。太阳能电池板可组成各种大小不同的太阳能电池方阵。太阳能电池板的功率输出功率能力与其面积大小密切相关，一般由电池片、组建边框、钢化玻璃以及接线盒等组成。

2.逆变器。在全程监控系统中，有的设备需要提供220 V的交流电源，而太阳能的直接输出一般为12 V、24 V、48 V。所以为了能给220 V的设备提供电源，系统中就必须增加DC＼AC逆变器，将太阳能供电系统中产生的交流电能转化为交流电能。有时候根据设备工作需要，还采用变压器进行升降压。

3.太阳能充放电控制器。充放电控制器主要是由专用处理器、电子元件、显示器、开关功率管等组成。它的主要作用就是控制整个系统的状态，同时对蓄电池的过充电、过放电起保护作用。充放电控制器在太阳能供电系统中起着重要的作用，扮演着系统管理和组织核心的角色。太阳能充放电控制器能够为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效地为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿面；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。充放电控制器记录及显示系统的各种重要数据，并提供通信接口，便于远端控制和近端控制。

4.蓄电池组。蓄电池组是独立太阳能供电系统不可或缺的重要部件。它主要存储太阳能电池板转化过来的电能，一般为铅蓄电池，可以多次循环使用。白天太阳能电池方阵给负载供电，同时电池方阵还给蓄电池充电，晚上或阴雨天负载用电全部由蓄电池供给。在南方，为防止蓄电池被盗窃，蓄电池箱放置高度为6 m左右。在北方，蓄电池采用地埋式安装，这样保温效果比较好。

二、全程监控太阳能供电系统设计

目前，高速公路监控系统工作主要由摄像机（一体化球形摄像机和枪式云台摄像机）、光端机等设备组成。本文就24VAC一体化球形摄像机供电系统进行初步设计。

三、结束语

高速公路全程监控系统是一种提高路网交通安全水平、改善通行能力和提升交通服务品质的有效技术手段。如何建立更有效的全程监控供电系统，是监控系统设计者需要持续深入研究的问题。

参考文献

[1]宁连宋跳段高速化完善工程设计方案.江苏省交通设计院，2010，3.