高速公路收费站及服务区太阳能光伏集中供电系统

目前，国内许多地区的高速公路都在尝试配套建设光伏发电项目，这些“高速公路+光伏”项目可有效利用土地和空间资源，电力输送十分便利，不但能为旅客的车辆续航提供绿电来源，其发出的绿电也能保服务区、休息区、加油站的照明和日常运作。

同时，这些结合了成片光伏板的高速公路和服务区也是旅客旅途路上一道亮丽的风景线。

一、“光伏+高速公路”模式的发展背景本文所述“光伏+高速公路”模式，一般指利用高速公路沿线的边坡、加油站、服务区、隧道隔离带、停车场遮阳棚、互通立交和匝道中的闲置土地等土地资源布置太阳能光伏组件，实现光伏发电、储能，为高速公路的运行、新能源汽车提供用能保障，并网模式一般为“自发自用，余电上网”。

“光伏+高速公路”的模式并不属于新的光伏的应用模式。

2011年，意大利建设了世界上第一条使用太阳能发电的高速公路，2014年，我国陕西高速集团在十天高速公路汉中段建设了茶条岭隧道光伏发电系统。

[1]“光伏＋高速公路”相较其他分布式光伏的优势在于，一是原则上不新增建设用地，光伏设施大部分布设在高速公路用地范围内，并且还解决了部分土地资源闲置的问题；二是施工便捷，光伏设施沿公路沿线布设，材料运输、建设施工均能有效保障，无需新建施工便道、场地平整等，很多大型施工企业可以做到光伏设施施工与道路同时进行；三是管理成本相对较低，光伏设施运维管理可与高速公路日常运营管理一并统筹，仅需增加少量专业技术人员。

四是其所发电能供高速公路运营所需，可及时就地消纳，比如隧道用电、充电桩、光伏智慧梁厂、施工用电等多种消纳场景。

以江苏、山东和四川三省为例，江苏省目前已建成公路分布式光伏电站54个，全省累计并网交通光伏装机24兆瓦，实现了连徐、沿海、宁宿徐等沿线服务区和收费站清洁能源全覆盖。

山东省目前已在44对服务区、1个办公区和1段高速公路边坡建设了光伏项目，容量总计11.6兆瓦，年发电量约972万度[2]。

2022年8月，蜀道集团投资建设的攀（枝花）大（理）高速公路四川境内段“交通全场景友好型”分布式光储项目全线并网运行。

光伏高速公路的原理光伏高速公路是一种利用太阳能发电的创新能源技术，将太阳能光伏电池板集成到高速公路路面上，将太阳能转化为电能，用于供电、照明和其他公路设施的运行。

光伏高速公路的原理基于太阳能光伏发电的基本原理，同时结合了道路建设和电力系统的工程技术。

光伏高速公路的核心组成部分是太阳能光伏电池板。

这些电池板由光伏电池组成，光伏电池是一种能够将太阳能光子转化为电能的设备。

光伏电池一般采用硅材料制成，其表面覆盖有一层光敏材料，能够吸收太阳光的能量并产生电子-空穴对。

这些电子-空穴对将电能转化为电流，经过电路连接后就可以供电使用。

光伏电池板通常由许多光伏电池组成，电池之间通过电路连接起来，形成一个电池组。

光伏电池组的电流输出通过电池组的集电线路汇总，再通过逆变器将直流电转换为交流电，以供电路和设施使用。

逆变器还能将电池组产生的电能注入电网，实现余电的卖出或存储，为公路运行提供更多的收入来源。

为了保护光伏电池板免受车辆行驶和环境因素的损害，光伏高速公路在设计和施工过程中需要考虑许多因素。

首先，光伏电池板需要具备足够的耐力和抗压能力，以承受车辆行驶的压力和重量。

其次，光伏电池板的表面需要具备良好的耐磨性和防滑性，以确保车辆在公路上行驶的安全性。

最后，光伏电池板的安装和维护需要考虑施工成本和可行性，以确保光伏高速公路的经济性和实用性。

光伏高速公路的优势在于其可再生性和环保性。

太阳能作为一种清洁的能源来源，光伏高速公路的运行不会产生任何污染物和温室气体。

而且，太阳能是一种无限的能源，光伏高速公路可以充分利用太阳能的资源，减少对传统能源的依赖，降低能源消耗的成本。

此外，光伏高速公路还具备一些其他的功能和应用。

例如，光伏电池板的表面可以安装传感器和监测设备，用于监测交通流量、温度、湿度等环境参数，提供实时数据和信息，用于交通管理和公路安全。

光伏高速公路还可以应用于智能充电设备和电动车充电桩的建设，促进可持续交通和低碳出行的发展。

一前言1.1 光伏前景随着能源日益紧缺和环保压力的不断增大，石油的枯竭几乎像一个咒语，给人类带来了不安。

何为石油等不可再生能源的替代者？各国都开始力推可再生能源，其中开发和利用太阳能已成为可再生能源中最炙热的“新宠”，发展太阳能已是大势所趋，太阳能时代已为时不远了。

太阳能利用指太阳能的直接转化和利用。

利用半导体器件的光伏效应原理，把太阳辐射能转换成电能称太阳能光伏技术。

把太阳辐射能转换成热能的属于太阳能利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域。

近几年，国际光伏发电迅猛发展。

1973年，美国制定了政府级阳光发电计划；1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投资达8亿多美元；1994年度的财政预算中，光伏发电的预算达7800多万美元，比1993年增加了23.4％；1997年美国和欧洲相继宣布"百万屋顶光伏计划"，美国计划到2010年安装1000～3000MW太阳电池。

日本不甘落后，1997年补贴"屋顶光伏计划"的经费高达9200万美元，安装目标是7600Mw。

印度计划1998－2002年太阳电池总产量为150MW，其中2002年为50MW。

在这场阳光革命中领先的国家是德国。

面对强势竞争，德国太阳能业依然傲视群雄，硕果累累。

2005年，业内企业营业额达37亿欧元，从业公司约5000家，从业人数包括研发和服务达42000人。

德国联邦太阳能经济协会有关人士说：“全球范围内太阳能发电装机容量将从2005年的1210兆瓦上升至2010年的3000兆瓦，年增长率为22%。

”德国对太阳能的认知最早，位居前列；全球四分之一的太阳能电池产自德国，五年来德国所占全球市场份额始终保持在10%。

为了加快太阳能产业的发展，德国政府通过多种推广活动来普及太阳能的利用。

去年6月份，享誉世界的德国Inter solar大会在德国弗赖堡举办。

德国太阳能展览会Inter solar始于2000年，每年一届，是欧洲最大的、侧重于光电、太阳热能技术及太阳能建筑方面的专业展览会，由EATIF欧洲光伏工业联盟、BSW德国太阳能工业协会、ISES国际太阳能联盟共同主办。

高速公路光伏电站方案-光伏云光伏云是一种集中式光伏发电方案，在高速公路的路面覆盖上安装光伏电池板，通过吸收阳光转化为电能。

具体方案如下：1.安装光伏电池板：在高速公路的路面上安装大面积的光伏电池板，将整个路面覆盖起来。

这些电池板可以是柔性的薄膜太阳能电池板或硅片电池板，以确保不影响车辆行驶。

2.电能收集系统：将光伏电池板收集到的电能通过电缆等方式传输到集中式的电能收集系统中，集中处理和储存电能。

3.电能储存系统：在路旁的储能设施中，使用大容量的电池组或者其他储能装置，将白天发电的电能进行储存，以备夜间或阴天使用。

4.数据监测系统：在每个光伏电池板上安装传感器和数据收集设备，实时监测光伏电池板的发电效率、温度和故障情况等信息，通过连接网络将数据传输给监测中心，进行远程监控与管理。

5.电能利用：通过电能转换装置将储存的电能转化为交流电，并接入高速公路的电网系统供应电力。

可以用于路灯照明、充电桩供电或直接注入交流电网。

优势：- 利用高速公路路面空间，充分利用太阳能资源，提供清洁、可再生的电能。

- 光伏云可以覆盖广阔的路面面积，发电容量大，可以为高速公路提供稳定的电源供应。

- 光伏云可以减少温室气体排放，降低对环境的污染。

- 光伏云的数据监测系统可以实时监控电池板性能，及时发现故障并进行维护，提高发电效率和可靠性。

挑战：- 高速公路的光伏云需考虑安全因素，确保不影响车辆行驶安全。

- 光伏云的建设和维护成本较高，需要投入大量资金和人力资源。

- 光伏云的发电效率受到天气、季节等因素影响，需要合理规划发电容量和并网方案。

- 光伏云需与高速公路的电网系统进行连接，涉及到电力输送和供电负荷平衡等技术问题。

光伏云是一种潜力巨大且可持续发展的光伏电站方案，可以为高速公路提供清洁能源，并逐步减少对传统能源的依赖。

高速公路服务区光伏电站方案我国高速公路是全国物流以及客运的主要途径，在人们的日常生活中发挥着不可忽视的作用，并且随着近年来我国客流量的不断加大，使得我国高速公路的新增里程又有了增长，而在高速公路不断发展的过程中，服务区的建设也逐渐成为了人们关注的重点，因为在高速公路上修建服务区，不仅可以给通行人员提供服务，同时对高速公路上行驶的车辆安全，确保运输车辆的工作效率，缓解驾驶员的疲劳等等也有着非常重要的作用。

因此，服务区的修建与使用受到了越来越多的关注。

其中，对于高速公路服务区中应用分布式太阳能光伏电是当前人们关注的焦点，所以今天将对其做更深入的讨论。

1、应用分布式太阳能光伏发电的原因首先就是为了积极响应我国节能减排的新型政策，充分展现出交通部门对保护环境这一号召的重视程度，进而有效推动可再生资源的健康发展，展现出绿色通行的理念，在高速公路服务区中应用分布式太阳能光伏发电是使用绿色能源的一种重要体现。

其次，在高速公路服务区中应用分布式太阳能光伏发电，还可以满足服务区运行的需要，也是当前集约化土地资源，提升我国土地面积经济输出价值的重要途径；同时还对能源结构的优化、确保能源的安全、生态环境的改善以及转变用能方法等等都有重要的意义，不仅能够大大降低企业的用能成本，还能节约资源，达到减排指标的目的。

因此，在在高速公路服务区中应用分布式太阳能光伏发电成为了必然。

2、分布式光伏发电在高速公路服务区的应用2.1项目简介下面我们就京石高速公路整修扩建工程为例，讲述一下该高速公路上服务区发电、用电的情况：京石高速河北段里程为285km，其中可使用的服务区有14个，途经涿州、保定以及石家庄等地区。

而这些途经的地区平均日照的时间能够超过2000个小时。

为此，工作人员在服务区内通过安装的光伏逆变器，将光伏所发出的电力资源，直接转化成了电力提供给负载来使用，如果有不够的电力也会及时地通过市电来填补。

2.2设计安装标准2.2.1安全标准。

高速公路视频监控太阳能供电系统技术方案本技术方案用于石太高速公路（河北段）全程监控工程中为视频监控设备的太阳能电源装置，根据用户对太阳能电源装置的制造、安装、试验、供货的相关工作而提出的具体要求量身设计。

太阳能供电系统是一个由太阳能电池矩阵、充放电控制器、储备电池、输出配电板和支架等组成的可完全独立运行的直流电源系统。

要求太阳能系统即使在夜间和无日照期间内也能连续供电，为满足负载用电需求，太阳能板矩阵根据视频设备在各个设置点的功率和设备差异，为三种规格的配置，峰值分别为520瓦（分为4个24V130W的太阳能电池组件并联连接构成），960瓦（分为8个24伏120瓦的太阳能组件并联构成），1120瓦（分为8个140瓦的太阳能电池组件并联构成）。

即使在恶劣的、无人看管的、远离人烟的苛刻环境下，太阳能电池板的使用寿命也能达到25年以上。

系统设计参考规范和标准：●IEC891 为测量I-V特性的温度和日照修正程序●IEC904 光电装置●IEC1173 光电电源发电系统的过电压保护●IEC1194 独立的光电系统的特性参数●IEC364 建筑物的电气安装●IEC269-1 低压保险1.安装现场自然条件a)场站位置详细的位置情况见招标方商务文件。

设计的整个装置适应于在本工程所在地区可靠操作。

b)气象资料最高的环境设计温度： 40.2℃最低的环境设计温度： -41℃平均年温度： 6.56℃风速： 40m/sc)高速公路监控工程设计资料（由高速公路设计方提供场外设备的要求和图纸）d)建筑物电池组、控制器及有关的附件安装于系统摄像机控制箱里，签订意向合作后我公司附表单独提供详细的安装尺寸。

2.设计方案太阳能装置由以下主要部分组成：－太阳能板阵及相应支架－控制器－蓄电池－电源配电板－附件➢太阳能电池板太阳能板阵的表面是由透光性能好的低铁钢化玻璃制成，采用阳极氧化铝合金边框完全密封，太阳能板能够抵御当地的自然气候、潮湿、腐蚀、和各种机械方面的损害，如碰撞、弯折和震动等。

新能源技术在高速公路基础设施中的应用近年来，随着社会发展和环境保护意识的日益增强，新能源技术在各个领域中得到广泛应用，特别是在高速公路基础设施中。

本文将探讨新能源技术在高速公路基础设施中的应用，并对其优势和挑战进行剖析。

一、太阳能光伏发电系统太阳能光伏发电系统是一种利用太阳光能将光能转化为电能的技术。

在高速公路基础设施中，太阳能光伏发电系统可以用于路灯、信号灯以及收费站等设备的供电。

通过将光伏电池板安装在高速公路的路灯杆上或者设备附近，可以吸收太阳能并将其转换为电能供给相应设备，从而实现无污染的照明和供电效果。

太阳能光伏发电系统的应用带来了许多优势。

首先，它可以减少对传统能源的依赖，降低运营成本。

太阳能是一种取之不竭的能源，不仅可以提供持续稳定的电能，也无需支付电费。

其次，太阳能光伏发电系统是一种清洁能源，减少了对环境的污染，并且有助于减少温室气体的排放。

此外，太阳能光伏发电系统不受停电等传统电力供应不足的影响，提高了公路设施的可靠性和稳定性。

然而，太阳能光伏发电系统的应用也存在一些挑战。

首先，安装和维护成本较高。

虽然太阳能光伏发电系统自身的能源成本低，但其设备的购买和安装费用较高。

此外，随着时间的推移，光伏电池板的效率会逐渐降低，需要进行定期的维护和更换。

其次，太阳能的可利用性受到地理位置和天气条件的限制。

如果高速公路基础设施所在地区阳光不充足，或者经常遭受雨雪天气，太阳能光伏发电系统的效果可能会受到影响。

二、风能发电系统风能发电系统是一种利用风能将其转换为电能的技术。

在高速公路基础设施中，风能发电系统可以应用于收费站、电子告示牌和服务区等设施的供电。

通过在高速公路附近的开阔区域或者设施上安装风力涡轮机，可以利用风力发电，满足设施的电能需求。

风能发电系统的应用具有一定的优势。

首先，风能是一种可再生的能源，不会消耗任何化石燃料。

其次，风能发电系统在能源利用效率方面表现出色，能够充分利用风能转化为电能。

高速公路供电系统电源选择方案探讨摘要：高速公路的供电电电源除了常规的10kV市电之外，主要以UPS不间断电源供电系统，太阳能供电系统等为主，本文主要简要分析这些高速公路供电系统的特征和优缺点。

另外，由于中国自然环境区别较大，高速公路供电电源的选择也表现多样化而且各有特色。

关键词：供电方式；高速公路；UPS；太阳能；风能；风光互补前言随着社会进一步发展和信息化进程的推进，目前国内对高速公路供电电源的稳定性、环保性、经济性和持久性都有了更高的要求。

而目前随着机电系统智能化的高速发展在供电系统中的大量运用，为机电系统提供安全、可靠、经济的电力供应，确保了高速公路供电系统的正常运转。

因此探讨高速公路机供电电源有着非常大的经济意义。

1 UPS 电源UPS，主要用于给服务器、办公网络系统或其它电子设备如监控摄像头、联网收费系统等提供稳定、不间断的电力供应。

当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流式电稳压器，故其能在一定程度上保护负载，不让负载因市电的电压波动而造成损坏，同时它还向机内电池充电；当市电停电或者因故断电时，UPS立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V/380V的电源，使负载维持正常工作。

1.1高速公路供电系统的UPS应用方案1.1.1单机供电系统单机供电系统因为故障率较其他方案高，所以在一些电电源环境比较好的地方一般不使用，而在较偏远的场所如隧道等使用较多。

UPS一般作为隧道监控系统等一级负荷特别重要负荷的应急电源。

单机系统是高速公路供电中最重要的解决方案之一。

目前UPS的技术发展趋势较快，例如最新的模块化UPS，其采用了抽屉式与高智能多制式模块化设计，可以实现在线热插拔，实现在线更换、在线维护等操作，降低了维护难度，实行零停机工作。

1.1.2双机供电体系或多机体系双机供电体系普遍用于高速公路收费站收费车道供电系统。

此体系体现为在配电机房设置两台或多台车道专用UPS，分别为收费广场的奇偶车道或者更加细分的车道供电，以避免单台UPS损坏而影响到整个收费系统的正常运作。

收费站重点用能产品设备总结
本文旨在总结收费站中重点使用的用能产品设备，以提高收费站的能源利用效率和节能减排能力。

1. LED灯具：LED灯具相比传统灯具具有更高的光效、更长的使用寿命和更低的能耗，可大幅降低收费站的用电量。

2. 太阳能光伏发电系统：收费站屋顶、广场等空间可以安装太阳能光伏板，将太阳能转化为电能，供给收费站使用，不仅可减少电费，还可大幅降低碳排放量。

3. 智能门禁系统：采用智能门禁系统可控制出入口的开关，防止能源的浪费和滥用。

4. 高效空调系统：采用高效空调系统可有效提高室内空气质量，同时减少能源的浪费。

5. 热水器：采用太阳能热水器可将太阳能转化为热水，节能环保。

6. 节能型电梯：采用节能型电梯可降低能源消耗，减少电费支出。

总之，收费站在选择和使用用能产品设备时应以节能减排为主要考虑因素，积极采用新技术、新产品，提高收费站的能源利用效率和节能减排水平，为建设绿色低碳社会作出贡献。

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高速公路供电和照明系统节能措施高速公路是现代交通运输的重要组成部分，为了提高高速公路的安全性和便利性，高速公路供电和照明系统的建设至关重要。

然而，传统的供电和照明系统存在能源浪费和环境污染的问题。

为了解决这些问题，需要采取一系列的节能措施。

可以通过改进高速公路的供电系统来实现节能。

传统的供电系统通常采用传输线路将电能从电源站输送到高速公路的各个设施。

然而，这种传输过程会导致能量的损失和浪费。

因此，可以考虑在高速公路旁建设太阳能发电站，利用太阳能直接为高速公路供电。

太阳能发电具有环保、可再生的特点，可以有效减少能源的消耗和排放的污染物。

高速公路的照明系统也是一个重要的能源消耗点。

传统的照明系统通常采用高压钠灯或荧光灯，这些灯具功率大、寿命短、能效低，造成了大量的能源浪费。

为了节约能源，可以采用LED灯作为替代方案。

LED灯具有节能、寿命长、亮度高的特点，可以大幅度减少能源消耗。

此外，还可以利用智能照明系统，根据交通流量和天气情况动态调整照明亮度，进一步提高能源利用效率。

除了改进供电和照明系统，还可以通过优化高速公路的设计和管理来实现节能。

例如，可以合理设置照明设施的数量和间距，避免资源的浪费。

同时，可以采用智能交通管理系统，实时监测交通状况，合理调节车辆的行驶速度和密度，减少能源消耗和排放的污染物。

高速公路供电和照明系统的节能还需要广大驾驶员和公众的共同努力。

驾驶员应该提高驾驶技能，减少急刹车、急加速等不必要的能源消耗。

公众应该提高节能意识，避免在高速公路上乱扔垃圾和燃放烟花爆竹，减少对环境的污染。

高速公路供电和照明系统的节能措施是一个综合性的工程，需要从供电系统、照明系统的改进，道路设计和管理的优化，以及公众的参与等多个方面来考虑。

通过合理的节能措施，可以减少能源消耗和环境污染，提高高速公路的可持续发展能力。

让我们共同努力，为建设绿色、低碳、环保的高速公路贡献自己的力量。

高速公路收费站及服务区太阳能光伏集中供电应用与技术经济分析摘要：本文以高速公路收费站及服务区集中式市电互补太阳能路灯及雨棚灯供电系统实际工程为案例，提出一种新型太阳能光伏发电系统与市电互相切换供电系统应用及与常规电力供电系统运行成本分析，通过此系统与常规电力供电系统运行成本分析，计算出集中式市电互补太阳能路灯及雨棚灯供电系统投资回收期及系统实际应用效益，为该系统实际大面积应用提供可靠的依据。

关键词：集中式市电互补；太阳能光伏照明系统，系统配置；运行成本分析；投资回收期；一、前言面对人类的可持续发展，从现有常规能源向清洁、可再生新能源过渡已提到议事上来了；因为新能源是依托高新技术的发展，开辟持久可再生能源的道路，以满足人类不断增长的能源需求，并保护地球的洁净；太阳能光伏发电是国际上公认并倡导的绿色发电方式，由于其既不需要燃料，也不存在烟尘和灰渣，不污染环境，不会产生二氧化碳，对大气不存在任何影响，非常清洁。

具有性能稳定，安全可靠，维护费用低，无安全隐患等特点。

二、太阳能光伏照明系统原理及特点1、系统原理太阳能光伏发电是国际上公认并倡导的绿色发电方式，它具有节约能源、减少污染的特点。

太阳能电池组件把太阳能转化为电能，经过大功率二极管及控制系统给蓄电池充电。

充电到一定程度时，控制器内的自保系统动作，切断充电电源。

晚间，太阳能电池组件充当了光电控制器，启动控制器，蓄电池给照明灯供电，点燃照明灯；凌晨，太阳能电池组件又充当了光电控制器，启动控制器，切断照明灯电源，重新开始进行转化太阳能为电能的工作。

在太阳能路灯点亮时，还能够根据设置进行调光。

2、系统特点①太阳能独立电站系统使用寿命25年；②全封闭免维护铅酸蓄电池500AH/2V，寿命5年以上；③太阳能电池组件：单/多晶硅太阳能电池组件效率15％以上，功率110W，寿命25年以上；④控制系统：采用均衡维护充电，大电流快速充电，涓流巩固充电方式进行充电，其中充电过程采用PWM调制方式，具备延长蓄电池寿命的负脉冲缓冲充电过程，使用寿命达到10年以上；⑤使用温度：摄氏-40至50度，具有低温工作功能；⑥照明时间：每天工作14小时，可连续工作3个阴雨天；⑦功耗低：LED灯具功耗是一般高压钠灯的50-60%左右，具有显著的节能效果；⑧显色指数高：LED灯具色温3000-7000K可选，显色指数80以上，LED 灯具发出的光线更接近自然光，对颜色的显现更真实、鲜艳、辨识性强。

高速公路全程监控太阳能供电方案
王久增
【期刊名称】《交通世界》
【年(卷),期】2009(000)014
【摘要】随着我国高速公路建设里程的不断增加．全国很多高速公路都相继设置了全程监控系统．全程监控已经成为高速公路监控发展的趋势，开发设计节能、环保的监控设备供电方案随着目前国家电力供电紧张成了大家讨论的焦点。

【总页数】2页(P124-125)
【作者】王久增
【作者单位】唐山市交通局唐港高速公路管理处
【正文语种】中文
【中图分类】U491
【相关文献】
1.高速公路全程监控太阳能供电方案 [J], 王久增
2.高速公路全程监控设备供电方案探讨 [J], 李俊;向阳;
3.高速公路全程监控设备供电方案探讨 [J], 李俊;向阳
4.高速公路监控系统太阳能光伏供电方案设计 [J], 宫能放
5.高速公路监控系统太阳能光伏供电方案设计 [J], 宫能放
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