CN205377435U - 光储充电与边坡防护一体化隧道供电系统 - Google Patents

光储充电与边坡防护一体化隧道供电系统 Download PDF

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朱彦鹏
杨校辉
周勇
郭楠
冉国良
师占宾
李安民
蔡文宵
马金莲
石磊
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Abstract

光储充电与边坡防护一体化隧道供电系统，框架预应力锚杆防护结构由横梁（3）、立柱（4）、锚杆（5）、锚头（6）组成，待防护结构施工完成后，按照太阳能光伏电池板（8）的尺寸在横梁（3）或立柱（4）上钻孔设置钢支撑（7），钢支撑（7）上安装太阳能光伏电池板（8），若干块太阳能光伏电池板（8）之间通过导线（9）进行连接；太阳能光伏电池板（8）的输出导线（9）连接到智能控制器（18）的输入端，输出端与直流负载、储能电池（19）和光伏逆变器（20）的输入端连接，光伏逆变器（20）的输出端与交流负载和公共电网（17）连接，其中智能控制器（18）、储能电池（19）、光伏逆变器（20）设置于变电站（10）内。

Description

光储充电与边坡防护一体化隧道供电系统
技术领域
本实用新型涉及太阳能光伏发电、隧道洞口边坡防护与隧道供电系统技术领域，特指一种集光伏发电、储能电池、边坡防护于一体的隧道供电系统。
背景技术
近年来，铁路、公路等基础设施建设逐步从平原地区或经济相对发达地区转向山区或经济欠发达地区，为克服地形限制与高程障碍、缩短里程等，隧道方案已被广泛接受。特别是，随着设计和施工水平的提高，长、大隧道日益增多；相应地人们对隧道内通风、照明、监控及消防等要求逐渐苛刻，而这些相关设备均需要可靠、持久的隧道供电系统提供保障。然而，全国总发电装机容量和电网供电能力与用电需求之间的缺口明显增大，同时，地理位置相对偏远的隧道，电力走线难度大、负荷重，因此隧道内有灯不开或少开、有风机不转等现象屡见不鲜。为解决日益突出的能源紧缺和环境污染问题，太阳能光伏发电技术应运而生并取得长足进步，在交通领域有着不俗的表现，如在交通安全设备、监控设备等方面已被广泛应用；特别是国内个别高速公路太阳能照明隧道的试点实施，为山岭重丘型地区的隧道照明工程开辟了一条新的思路。但是，大量的太阳能光伏基础平地布设往往需要占用隧道洞口外侧大量相对平坦的土地，不符合山区土地开发利用原则；另外，由于受蓄电池设备和并网技术制约，目前的隧道光伏照明系统负荷较低，无法满足隧道内其他设备的不均衡用电需求，在太阳光照较好的白天，多余的电大多浪费，无法并入公网或输送给有需求的设备。
另外，山岭重丘区地形地貌条件一般较为特殊、受人类工程－经济活动影响，隧道洞口土体原始平衡状态多被打破，雨雪水分入渗后成为地质灾害易发区和多发区，如隧道洞口斜坡失稳、蠕滑等事故时有发生，根据《国务院关于加强地质灾害防治工作的决定》，隧道洞口大量原有边坡需要再次加固、新建边坡需要防护。其中，为避免雨水冲刷，大多在边坡防护结构中间进行三维网植草或喷射混凝土面板等，美观、经济、安全等要求难以兼顾。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种集光伏发电、储能电池、边坡防护于一体的隧道供电系统。
本实用新型是光储充电与边坡防护一体化隧道供电系统，包括有隧道洞口边坡1和隧道本体、边坡防护结构、太阳能光伏电池板8、变电站10、直流或交流负载、直流智能充电器14或交流智能充电器15、公共电网17、智能控制器18、储能电池19、光伏逆变器20；直流或交流负载包括：电灯12、摄像头13、LED显示屏16，框架预应力锚杆防护结构由横梁3、立柱4、锚杆5、锚头6组成，待防护结构施工完成后，按照太阳能光伏电池板8的尺寸在横梁3或立柱4上钻孔设置钢支撑7，钢支撑7上安装太阳能光伏电池板8，二者采用高强螺栓进行快速连接，若干块太阳能光伏电池板8之间通过导线9进行连接；太阳能光伏电池板8的输出导线9连接到智能控制器18的输入端，输出端与直流负载、储能电池19和光伏逆变器20的输入端连接，光伏逆变器20的输出端与交流负载和公共电网17连接，其中智能控制器18、储能电池19、光伏逆变器20设置于变电站10内。
采用上述结构后，本实用新型的集光伏发电、储能电池、边坡防护于一体的隧道供电系统具有光伏发电、智能储电、给隧道内不同用电设备及隧道周边山区用户供电的多重功能。采用太阳能这一天然能源就可以实现独立发电运行、节能环保；设置的智能控制器和储能电池可实现光伏发电与公共电网互补、解决用电不均衡问题，实现自动无人化管理；太阳能光伏电池板基础与边坡防护结构一体化，既节约土地资源又可减少雨雪水分冲刷坡面，具有安全、环保、经济、美观、实用的优点。
附图说明
图1为隧道口边坡防护立面图，图2为边坡防护结构上太阳能光伏电池板安装剖面图，图3为本实用新型结构示意图，图4为太阳能利用流程图，附图标记及对应名称为：1—隧道洞口边坡，2—隧道，3—横梁，4—立柱，5—锚杆，6—锚头，7—钢支撑，8—太阳能光伏电池板，9—导线，10—变电站，11—汽车，12—电灯，13—摄像头，14—直流智能充电器，15—交流智能充电器，16—LED显示屏，17—公共电网，18—智能控制器，19—储能电池，20—光伏逆变器。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，实用新型是光储充电与边坡防护一体化隧道供电系统，包括有隧道洞口边坡1和隧道本体、边坡防护结构、太阳能光伏电池板8、变电站10、直流或交流负载、直流智能充电器14或交流智能充电器15、公共电网17、智能控制器18、储能电池19、光伏逆变器20；直流或交流负载包括：电灯12、摄像头13、LED显示屏16，框架预应力锚杆防护结构由横梁3、立柱4、锚杆5、锚头6组成，待防护结构施工完成后，按照太阳能光伏电池板8的尺寸在横梁3或立柱4上钻孔设置钢支撑7，钢支撑7上安装太阳能光伏电池板8，二者采用高强螺栓进行快速连接，若干块太阳能光伏电池板8之间通过导线9进行连接；太阳能光伏电池板8的输出导线9连接到智能控制器18的输入端，输出端与直流负载、储能电池19和光伏逆变器20的输入端连接，光伏逆变器20的输出端与交流负载和公共电网17连接，其中智能控制器18、储能电池19、光伏逆变器20设置于变电站10内。
如图1、图2、图3所示，坡面防护采用太阳能光伏电池板8，坡体加固采用框架预应力锚索结构，或者土钉墙结构，或者复合土钉墙结构，或者抗滑桩，或者预应力锚索抗滑桩结构，或者抗滑墙结构。
太阳能光伏电池板8与坡面防护结构连接的钢支撑7采用预埋式，或者钻孔植入式。
如图4所示，太阳能光伏电池板8与坡面防护结构的连接钢支撑上7安装电池板太阳能自动跟踪系统。
如图4所示，智能控制器18能够控制太阳能负载系统的工作状态、对储能电池19进行保护，在给负载供电过程中，智能控制器18能够控制太阳能电能与公共电网17互补，即太阳能光伏电池板8所发的电能自动优先地供给隧道内不同的用电设备，多余的太阳能电能由储能电池19蓄存备用，储能电池19充电完成后，太阳能光伏电池板8发出的电能将由光伏逆变器20直接转换为市电并入公共电网17，供给有需求的用户，若太阳能电力不够，系统可自动转为用公用电网17或储能电池19经交流智能充电器15为隧道2供电。
如图4所示，导线9、直流智能充电器14或交流智能充电器15、智能控制器18和光伏逆变器20均内置于变电站10或隧道结构内部。
如图1、图2所示，洞口环境条件无法施工太阳能光伏电池板基础的隧道2，可将太阳能光伏电池板8安装在隧道口外遮阳棚上方或隧道口外建筑物顶部。

Claims (7)

1.光储充电与边坡防护一体化隧道供电系统，包括有隧道洞口边坡（1）和隧道本体、边坡防护结构、太阳能光伏电池板（8）、变电站（10）、直流或交流负载、直流智能充电器（14）或交流智能充电器（15）、公共电网（17）、智能控制器（18）、储能电池（19）、光伏逆变器（20）；直流或交流负载包括：电灯（12）、摄像头（13）、LED显示屏（16），其特征在于：框架预应力锚杆防护结构由横梁（3）、立柱（4）、锚杆（5）、锚头（6）组成，待防护结构施工完成后，按照太阳能光伏电池板（8）的尺寸在横梁（3）或立柱（4）上钻孔设置钢支撑（7），钢支撑（7）上安装太阳能光伏电池板（8），二者采用高强螺栓进行快速连接，若干块太阳能光伏电池板（8）之间通过导线（9）进行连接；太阳能光伏电池板（8）的输出导线（9）连接到智能控制器（18）的输入端，输出端与直流负载、储能电池（19）和光伏逆变器（20）的输入端连接，光伏逆变器（20）的输出端与交流负载和公共电网（17）连接，其中智能控制器（18）、储能电池（19）、光伏逆变器（20）设置于变电站（10）内。
2.根据权利要求1所述的光储充电与边坡防护一体化隧道供电系统，其特征在于：坡面防护采用太阳能光伏电池板（8），坡体加固采用框架预应力锚索结构，或者土钉墙结构，或者复合土钉墙结构，或者抗滑桩，或者预应力锚索抗滑桩结构，或者抗滑墙结构。
3.根据权利要求1所述的光储充电与边坡防护一体化隧道供电系统，其特征在于：太阳能光伏电池板（8）与坡面防护结构连接的钢支撑（7）采用预埋式，或者钻孔植入式。
4.根据权利要求1所述的光储充电与边坡防护一体化隧道供电系统，其特征在于：太阳能光伏电池板（8）与坡面防护结构的连接钢支撑（7）上安装电池板太阳能自动跟踪系统。
5.根据权利要求1所述的光储充电与边坡防护一体化隧道供电系统，其特征在于：智能控制器（18）能够控制太阳能负载系统的工作状态、对储能电池（19）进行保护，在给负载供电过程中，智能控制器（18）能够控制太阳能电能与公共电网（17）互补，即太阳能光伏电池板（8）所发的电能自动优先地供给隧道内不同的用电设备，多余的太阳能电能由储能电池（19）蓄存备用，储能电池（19）充电完成后，太阳能光伏电池板（8）发出的电能将由光伏逆变器（20）直接转换为市电并入公共电网（17），供给有需求的用户，若太阳能电力不够，系统可自动转为用公用电网（17）或储能电池（19）经交流智能充电器（15）为隧道（2）供电。
6.根据权利要求1所述的光储充电与边坡防护一体化隧道供电系统，其特征在于：导线（9）、直流智能充电器（14）或交流智能充电器（15）、智能控制器（18）和光伏逆变器（20）均内置于变电站（10）或隧道结构内部。
7.根据权利要求1所述的光储充电与边坡防护一体化隧道供电系统，其特征在于：洞口环境条件无法施工太阳能光伏电池板基础的隧道（2），可将太阳能光伏电池板（8）安装在隧道口外遮阳棚上方或隧道口外建筑物顶部。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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