高速沿線高炮led廣告牌
太陽能發電系統
設計方案
公司：日期： 2014 年 9月 24日
一、現場概況
嶽常高速公路(湖南嶽陽至常德高速公路)是國家高速公路網中第十二橫線杭瑞高速公路的組成部分，是湖南省高速公路網規劃「五縱七橫」中的第一橫，起於岳陽市君山區建新農場十大隊，途徑華容縣、南縣、安鄉縣、至於常德市肖伍鋪與二廣高速相接；向東穿越洞庭湖與隨嶽高速公路、京珠高速公路連線。全線長141.62km，大中小橋梁88座，永久占地868公頃（13020畝），估算投資92.
69億元。
二、高炮廣告牌簡單介紹
一種廣告牌因為結構有一根很粗的鋼管立柱伸向天空,形狀象高射炮,在所以業內高炮廣告牌人士簡稱高炮。高炮是戶外廣告牌的一種。主要是指在公路，包括高速公路、城市公路、立交橋等主要路段旁樹立起高大、醒目的廣告牌。
通常高炮有兩面,三面之分,也有及少數的四面高炮。廣告牌面的尺寸一般是3比1的比例,如常規的寬6公尺長18公尺高度18公尺,寬7公尺長21公尺高度21公尺,寬8公尺長24公尺高度24公尺,也根據路面的高度適當的調整立柱的高度。
圖1-廣告牌示意圖
三、太陽能led廣告牌裝機容量的估算
1、測算所採用的氣象資料
其發電量估算採用nasa資料庫所提供的22年水平面平均總輻射值作為基礎資料進行分析計算，並將月平均輻射值換算成月峰值日照小時數，具體資料見表1-1。
表1- 嶽常高速公路22 年平均太陽輻射值和峰值日照小時數
從表1-1中可以看到，本專案所在地22年太陽總輻射年平均為4553.64mj/m2，年峰值日照小時數為1264.9h，每日峰值日照小時數為3.45h。
2、每平方公尺裝機容量計算
光伏效率：太陽能電池η1在1,000w/m2 太陽輻射強度下，實際的直流輸出功率與標準功率之比。光伏元件陣列在能量轉換與傳輸過程中的損失根據實際估算：
表面塵埃遮擋損失98%、溫度的影響85%。
綜合以上各項因素，取η1=83.3%。
用轉換效率為14.3%的多晶矽太陽能電池，接著算出每平方公尺多晶矽太陽能電池的功率：14.3%*1000w/m2*83.3%=119w/m2。
3、太陽能led廣告牌（18m×6m）裝機容量估算
圖2-廣告牌俯檢視尺寸
考慮廣告牌的厚度和施工方便，我們分別兩邊空出0.5m，算出可安裝太陽能電池面積為90㎡。廣告牌可裝機容量：
119w/m2*90m2=10710w（指的是完全鋪滿太陽能電池組件）。
4、太陽能led廣告牌發電系統配置
1、系統簡單說明
由於廣告牌只在夜晚工作，而白天並不工作，因此，光伏發電全部輸送到蓄電池組進行儲備，晚上通過控制器向負載供電。
在每面廣告牌的底端安裝8盞led投光燈（功率為60w），每套廣告牌共需16盞（2面）。綜合各方面考慮，採用了兩個24v的光伏系統設計方案，分別在每乙個面。
太陽能廣告牌一面的條件：led投光燈60w×8盞、每天工作3小時、當地峰值日照小時為3.45h、連續陰雨天數3天、兩個連續的陰雨天間隔時長為25天。
負載日耗電量為：
q=p×h/v=60×3×8/24=60(ah)
滿足負載日用電要求的太陽能電池組件的充電電流為：
i1=q/(h1×0.83×0.85×0.9)=27.4(a)
式中：0.83為太陽能充電綜合損失係數，0.85為充電效率，0.9為控制器效率。
滿足連續3個陰雨天正常工作的電池容量c為：
c=q×(3+1)/0.75×0.95=336.8(ah)
式中：0.75為蓄電池放電深度，為溫度補償係數。
取340ah，選取4只12/170ah的膠體蓄電池2串2並。
連續陰雨天過後需要恢復蓄電池容量的太陽能電池組件充電電流i2為：
i2=c×0.75/h1/d=336.8×0.75/(3.45×25)=2.9(a)
式中：0.75為蓄電池放電深度。
太陽能電池組件的功率為：
（i1+i2）×24=(27.4+2.9)×24=727(w)
36為太陽能電池組件的工作電壓。
取4塊峰值功率為180w的太陽能電池組件構成太陽能電池方陣。太陽能電池組件4塊併聯。注：太陽能電池組件規格要相同，要不會失配損耗，縮短使用壽命。
控制器部分：727w/24=30.3(a),因此選用24v/30a的控制器。
注意，以上是太陽能led廣告牌乙個面的光伏發電系統。
2、設計結果
太陽能led廣告牌一面取340ah，選取4只12/170ah的膠體蓄電池2串2並。兩面廣告牌總共就需要8只12/170ah膠體蓄電池。
太陽能led廣告牌一面取4塊峰值功率為四塊180w的太陽能電池組件串聯構成太陽能電池方陣。兩面就需要8塊180w的太陽能電池組件。
控制器部分：727w/24=30.3(a),因此選用24v/30a的控制器。兩面需要兩個24v/30a的控制器
表3-一套太陽能廣告牌需要配置
注：每天工作3小時，陰雨天連續工作三天。
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