一种短隧道太阳能市电双冗余供电装置的制作方法

本实用新型涉及一种太阳能市电双冗余供电装置。

背景技术：

一、太阳能供电技术的不断成熟

随着光伏供电关键技术突破和成本降低，光伏供电在高速公路短隧道照明领域有实际的应用价值，不仅节省了供配电系统建设投资，且免受电力资源不稳定的影响。这种供电方式为可再生能源的科学应用，合理弥补山区公路隧道供配电建设的困难，提高供电质量，减少维护成本，起关键作用。推广既可降低工程造价，又能降低营运管理成本的光伏照明供电与高效节能系统意义重大。

采用太阳能光伏发电供电，可免除敷设长距离的供电电缆，不消耗常规能源，无污染，无噪声，维护方便，发电容量配备易选择。浙江作为公路隧道大省和经济高速增长的省份，在推广使用新型、节能、绿色、环保等产品有其特色。光伏或光伏市电互补诱导和照明供电系统的社会效益和经济价值是十分明显的，必将推动太阳能发电在浙江乃至全国广泛使用。

二、高速公路隧道供配电系统，结构复杂，成本巨大。

供配电系统基本依靠交流电网供电作为工作电源，需要高压柜、变电器、低压柜、UPS、电力监控系统诸多设备，建设成本巨大。为减小长距离输电的电压降，必须增大输电电缆的截面积，使成本上升。此外，很多远离都市的山区公路隧道依靠农村电网供电，供电电压不稳定，常会发生停电，影响隧道诱导和照明系统的正常工作。

三、隧道供配电系统可靠性要求高，发生故障必须及时修复。

公路隧道照明和诱导系统担负着交通安全、隧道保畅的重要职责，需要提供7*24无间断电源供应，当市电停电或是设备故障时，必须提供备用电源或是应紧急措施，建设隧道通行关键设备双冗余备用电源供应，势在必行。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种短隧道太阳能市电双冗余供电装置。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案包括太阳能供电系统、市电供电系统、双电源切换装置、以及LED诱导系统；

所述太阳能供电系统包括太阳能组件、PWM充放电控制器、蓄电池组；

所述双电源切换装置用于对太阳能供电系统的充放电控制、以及对太阳能供电系统和市电供电系统之间的电源切换控制；

所述LED诱导系统包括LED诱导灯控制器、LED诱导灯；

所述太阳能供电系统作为主供电源，所述市电供电系统作为备用电源，所述太阳能供电系统优先对LED诱导系统供电和蓄电池充电，当蓄电池组电压小于低位阀值时，通过双电源切换装置自动切换到市电供电系统。

所述的短隧道太阳能市电双冗余供电装置，其特征在于：所述PWM充放电控制器采用模块化设计，设有太阳能接入模块、市电接入模块、蓄电池接入模块、负载接入模块、超级电容接入模块。

所述的短隧道太阳能市电双冗余供电装置，其特征在于：所述双电源切换装置采用ARM微处理系统进行控制。

通过本实用新型实现的短隧道太阳能市电双冗余供电装置优点如下：

（1）提高道路安全保障功能

太阳能/市电双冗余供电系统，保障了隧道LED诱导系统的可靠性，为无灯光低碳出行人员提供发光诱导;诱导灯在车灯照射下为车辆驾乘人员展示出亮丽的公路边线轮廓，大大提升夜间安全行车水平;创新了公路隧道诱导指示和无灯隧道诱导的方法;该成果全天候地提升了公路交通安全施的安全保障功能。

（2）创新公路照明低碳建设方式

随着社会经济发展，公路及隧道通车里程大量增加，以前安设路灯是解决道路暗黑环境唯一手段，中国已通车的长大公路隧道有9606 公里，全国隧道照明的总耗电量为294.51 亿度，大规模安设照明灯具，存在经济投入、低碳发展和环境保护等诸多问题。分布式离网太阳能供电系统，与安装隧道灯相比，可节省电缆灯具费用90%以上，安设维护方便且不消耗能源，作为新型能源的开发利用，有效的节约了大量的电能和建设、维护等费用。为我国公路乃至全社会低碳发光提供了技术支撑。

（3）探索照明改造的新思路、新方案

太阳能/市电双电源互补的供电方式，可以进一步拓展和深入，在增加有源诱导系统的短隧道照明方案中，将短隧道LED节能改造和太阳能的供电系统同步设计，白天利用洞外太阳能发电系统对洞内灯具供电，仅需配置少量的蓄电组存储电能，用于夜间诱导系统供电。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型供电装置框图；

图2是本实用新型太阳能供电系统结构图；

图3是本实用新型PWM充放电控制器结构图。

具体实施方式

如图1-3所示，本实用新型的短隧道太阳能市电双冗余供电装置，包括太阳能供电系统、市电供电系统、双电源切换装置、以及LED诱导系统。所述太阳能供电系统包括太阳能组件、PWM充放电控制器、蓄电池组、外场配电箱及光伏专用线材缆等。所述双电源切换装置用于对太阳能供电系统的充放电控制、以及对太阳能供电系统和市电供电系统之间的电源切换控制。所述LED诱导系统包括LED诱导灯控制器、LED诱导灯。所述太阳能供电系统作为主供电源，所述市电供电系统作为备用电源，所述太阳能供电系统优先对LED诱导系统供电和蓄电池充电，当蓄电池组电压小于低位阀值时，通过双电源切换装置自动切换到市电供电系统。

进一步的，所述PWM充放电控制器采用模块化设计，如图3所示：设有太阳能接入模块、市电接入模块、蓄电池接入模块、负载接入模块、超级电容接入模块。各个模块对应相应设备的接入，并能通过设备参数设置对各个模块进行自定义设置。公路隧道诱导和照明负载最大功率设计为2KW，可通过除负载接入模块外任意其他模块组合完成功率输出。

PWM充放电控制器具有下列供电状态下的运行模式：A、市电输入；B、太阳能供电+市电输入；C、太阳能供电。

进一步的，所述双电源切换装置采用ARM微处理系统进行控制。内置智能处理程序，可以实现太阳能供电系统充放电自动控制和双电源智能切换。

进一步的，太阳能组件采用单晶硅组件，它是目前最成熟的光伏发电组件产品，具有发电效率高，使用寿命可达25年等特点。所述蓄电池组采用光伏专用胶体铅酸蓄电池，使用寿命长，成熟可靠。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。