試析太陽能光伏發電在高速公路服務區設計中的應用

摘 要：近些年來隨著社會經濟的全面發展，交通物流和客運量不斷增加，城市交通量的提升使得目前我國高速公路建設里程范圍不斷擴大，在高速公路全面發展過程中，強化服務區建設是重點內容。在高速公路上強化服務區建設，能夠為社會通行人員提供諸多便利服務，也能提升高速交通行車的安全性，促進交通行業穩定發展。在目前高速公路服務區各項設計與建設活動中，太陽能光伏發電受到相關部門高度關注，本文對此展開具體探究。

關鍵詞：太陽能；光伏發電；服務區設計；應用

中圖分類號：U491.8 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）14-0143-02

前 言

現階段我國高速公路建設項目范圍在逐步擴大，在社會生活中占有重要作用，根據相關數據統計分析，目前我國高速公路歷程約位居世界第一位。高速公路作為社會發展中的重要設施建設，為社會群眾提供出行便利的同時，還能提高社會交通運輸質量。在面對惡劣自然天氣以及各類突發事件中，具有疏散與救助等基本功能。當前相關管理部門需要全面發揮出高速公路服務區和停車區的應用價值，推動太陽能光伏發電建設，這樣能夠有效滿足服務區日常用電需要，是全面提高單位國土面積財富價值的重要輸出途徑。對優化能源結構，改善生態環境等方面具有重大建設意義。

1 高速公路服務區設計中應用太陽能光伏發電的原因概述

社會生產生活中對傳統化石能源應用需求量較大，隨著此類能源實際總量不斷提升，對環境造成的危害性持續擴大，當前我國以及國際社會能源供應問題日益突出，所以當前我國進一步加強了可再生能源的應用探究。太陽能是重要的可再生能源，根據相關資料統計顯示，太陽能每秒向地面傳輸的能量值能夠達到80萬kW，產能量較為豐富。此外目前我國社會發展過程中積極提倡節能減排政策，交通相關部門也需要提升環境保護的工作認識，這樣能夠促進可再生資源的有效應用，突出綠色通行基本理念。此外，目前在高速公路服務區設計中應用太陽能光伏發電，能夠滿足服務區基本運行發展要求，節約土地資源，拓寬國土資源經濟輸出渠道。對原有能源結構進行優化，使得能源安全以及生態環境得到有效保護，降低企業綜合用電成本，實現節能減排基本目標，所以當前服務區設計中應用太陽能光伏發電技術是社會發展的必要趨勢[1]。

2 太陽能光伏發電在高速公路服務區設計中的應用分析

2.1 設計應用概況

比如現階段在國家某項高速公路擴建工程中，對工程建設質量以及各項設備基本應用要求提出相關標準之外，各項技術以及節能環保理念會在建設活動結束后得到充分體現，太陽能光伏發電在其建設環節中就占有重要位置。此項工程服務區可以選用并網發電模式，這樣能夠有效降低蓄電池的使用量。在確保服務區電能供應的同時，還能將多余電量向其他地區進行供應，能夠充分滿足環保節能的基本發展理念。在項目建設中，設計裝機容量可以進行適度調控，其中主要有光電轉換系統、逆變系統、直流系統等。通過光伏并網逆變器能夠將光伏系統中的電能進行有效轉化，這樣能夠提供較高的能源輸出。為了降低光伏組件與逆變器之間的連接線，項目可以選用分段連接等方式，將光伏陣列進行匯流。系統根據各項要求還可以配置直流防雷配電柜，此類配電柜主要含有防雷配電單元，將匯流箱進行配電匯流，各項設備通過三相計量表后有效接入電網[2]。

2.2 設計安裝原則

太陽能光伏發電系統設計過程中需要做好防雷等各項保護工作，在各項應用設備外部接線過程中需要確保線路沒有存在裸露等情況。系統在維修過程中，對各個零部件進行拆除時，需要斷開電源，這樣能夠避免帶電操作產生各項危害。目前太陽能光伏發電系統設計技術較為成熟，各項設備應用技術含量不斷提升，其中主要由逆變器、電纜導線以及接線箱等諸多設備組成，設備容量安全系數較大。對光伏發電系統基本構成特點以及實際應用情況進行分析時，選用設備以及設計工作開展過程中，需要對系統工作情況展開分析，能夠更好地突出高效性原則。

由于高速公路服務區設計在社會發展中具有較高影響力，提高設計安裝美觀性也至關重要。相關部門需要對服務區基本環境進行分析，太陽能電池組裝設計需要與現場環境風格相適應。為了使得光伏陣列能量得到有效補充，大多數太陽能構建需要在陽光照射范圍中安裝，這樣能夠獲取更多能量輸入，確保電池組件無遮擋性原則。要想獲取更大的發電支持，太陽能電池逆變器至電纜需要控制在最短距離，這樣能夠降低電壓傳輸過程中能量損失，提高系統輸出能量[3]。

3 項目設計應用策略探析

3.1 采取分布式設計，降低能量損耗

當前在高速公路服務區設計建設過程中可以根據建設要求選用分布式太陽能光伏并網發電，就是更好地突出就近發電、并網、轉換、應用的基本原則，這樣能夠光伏電站發電量有效提升，還能避免電能長距離輸出過程中產生較大的能量損耗，使得發電效率全面提升[4]。

3.2 近距離并網，實現低污染、零排放目標

與社會發展過程中常見的太陽能設計活動存在一定差異，當前服務區在建設過程中所選取的并網發電模式具有較多應用價值，其中較為突出的優勢就是不需要應用蓄電池。光伏發電系統和常規電網進行有效連接，能夠對原有的供電任務進行轉換。當陽光照射量比較充足的時候，通過逆變器能夠將光伏系統中的直流電逆變成交流電，將剩余電量進行回收，這樣能更好地滿足無污染和零排放的基本要求。原有的鉛酸蓄電池在實際生產制造以及回收過程中會產生較大污染，其中鉛是重要污染源。此外，鉛酸蓄電池在后續生產過程中產生排放的酸與堿等元素會對水體造成不同程度污染，降低水體自凈能力，所以減少蓄電池應用數量對生態環境具有良好的保護作用[5]。

3.3 配備太陽能停車棚

目前我國新能源汽車產量不斷提升，人們購車中最擔心的問題就是電池續航能力。當前為了更好的適應國家節能減排的基本要求，需要強化新能源汽車基礎設施配套設計建設，配合新能源汽車配套基礎設施建設[6]。在選用光伏發電時，需要在停車棚內設置汽車充電樁，這樣能夠通過太陽能對汽車進行充電，提高綠色環保發展理念。此外，可以在服務區入口位置設置LED電子顯示屏，這樣能夠更加清楚看到太陽能所產出的電量，分析各項節能減排基本指標實現情況[7]。

4 結 語

總之，當前在高速公路服務區設計建設過程中應用光伏發電技術具有較大應用價值，有效應用可再生能源，對土地資源集約化利用，使得單位面積中資源輸出價值不斷提升。在設計設計中創新開發各項資源，為社會整體發展建設提供資源供應，對推動社會全面發展具有重要促進作用。

參考文獻

[1]戚劍勇，陳賢哲，諸榮耀，等.分布式太陽能光伏發電在高速公路服務區中的應用探究[J].科技創新與應用，2016（3）：292.

[2]雷仕歡.分布式太陽能光伏發電在高速公路服務區中的應用[J].低碳世界，2017（8）：17～18.

[3]解 天.云南高原山區高速公路光伏發電淺議[J].科技創新導報，2015（24）：216～217.

[4]王盛強，齊英新，鄭 洪，等.高速公路收費站及服務區太陽能光伏集中供電應用與技術經濟分析[J].城市建設理論研究（電子版），2014（24）：276～277.

[5]孟 浩.太陽能光伏發電技術研究評述[J].高技術通訊，2013，23（6）：654～661.

[6]胡云巖，張瑞英，王 軍，等.中國太陽能光伏發電的發展現狀及前景[J].河北科技大學學報，2014，35（1）：69～72.

[7]劉東海.太陽能光伏發電項目投資風險與防范探析[J].建筑工程技術與設計，2017（15）：301.

收稿日期：2018-4-13