如何解決高速公路全程監控設備供電問題

陳曉忠

摘 要 本文針對目前高速公路全程監控系統采用的傳統供電方式造成項目后期運營和維護的不便，提出了采用太陽能供電方式的可實施的方案，計算出實際負載需要配置的太陽能電池方陣、逆變器、充放電控制器、蓄電池容量。

關鍵詞 全程監控 太陽能 供電系統

高速公路全程實時監控便于加強路面動態管理和交通事故及時處置，也是高速公路三大系統建設的趨勢。由于高速公路地處偏僻，如何解決全程監控中的供電問題，對于保障系統的穩定運行起著至關重要的作用。

傳統的監控系統供電方式主要有：專用電纜供電、獨立電源供電（太陽能供電）、公路沿線就近供電。專用電纜供電存在建設運營成本高，施工工期長，電力電纜容易被盜，后期維護成本費用較高。公路沿線就近供電建設成本較低，因依賴沿線附近工業和民用供電設施供電，極易受到供電狀況的影響。鑒于上述兩種供電方式的不足，本文介紹了太陽能供電系統，解決全程監控供電問題。太陽能供電系統建設成本低，施工工期短，無污染，維護簡便，使用壽命長、能源豐富。

一、太陽能供電系統原理

太陽能供電系統主要由以下四個部分構成：太陽能電池方陣、逆變器、充放電控制器、蓄電池組等組成。

1.太陽能電池方陣即太陽能電池板。太陽能電池板是太陽能供電系統中的核心部分，它的主要作用就是將太陽能輻射能量直接轉化成直流電，供負載使用或存貯于蓄電池內部備用，從而推動負載工作。其轉換率和使用壽命是決定太陽能電池是否具有使用價值重要參數。太陽能電池分為單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、非晶硅太陽能電池。由于單晶硅太陽能電池比其他兩類堅固耐用、使用壽命長（一般可達20年）、光電轉換效率高等特點，因而目前全程監控太陽能供電系統大多數采用單晶硅太陽能電池。太陽能電池板可組成各種大小不同的太陽能電池方陣。太陽能電池板的功率輸出功率能力與其面積大小密切相關，一般由電池片、組建邊框、鋼化玻璃以及接線盒等組成。

2.逆變器。在全程監控系統中，有的設備需要提供220 V的交流電源，而太陽能的直接輸出一般為12 V、24 V、48 V。所以為了能給220 V的設備提供電源，系統中就必須增加DC＼AC逆變器，將太陽能供電系統中產生的交流電能轉化為交流電能。有時候根據設備工作需要，還采用變壓器進行升降壓。

3.太陽能充放電控制器。充放電控制器主要是由專用處理器、電子元件、顯示器、開關功率管等組成。它的主要作用就是控制整個系統的狀態，同時對蓄電池的過充電、過放電起保護作用。充放電控制器在太陽能供電系統中起著重要的作用，扮演著系統管理和組織核心的角色。太陽能充放電控制器能夠為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩、高效地為蓄電池充電，并在充電過程中減少損耗、盡量延長蓄電池的使用壽面；同時保護蓄電池，避免過充電和過放電現象的發生。充放電控制器記錄及顯示系統的各種重要數據，并提供通信接口，便于遠端控制和近端控制。

4.蓄電池組。蓄電池組是獨立太陽能供電系統不可或缺的重要部件。它主要存儲太陽能電池板轉化過來的電能，一般為鉛蓄電池，可以多次循環使用。白天太陽能電池方陣給負載供電，同時電池方陣還給蓄電池充電，晚上或陰雨天負載用電全部由蓄電池供給。在南方，為防止蓄電池被盜竊，蓄電池箱放置高度為6 m左右。在北方，蓄電池采用地埋式安裝，這樣保溫效果比較好。

二、全程監控太陽能供電系統設計

目前，高速公路監控系統工作主要由攝像機（一體化球形攝像機和槍式云臺攝像機）、光端機等設備組成。本文就24VAC一體化球形攝像機供電系統進行初步設計。

三、結束語

高速公路全程監控系統是一種提高路網交通安全水平、改善通行能力和提升交通服務品質的有效技術手段。如何建立更有效的全程監控供電系統，是監控系統設計者需要持續深入研究的問題。

參考文獻

[1]寧連宋跳段高速化完善工程設計方案.江蘇省交通設計院，2010，3.