智能設(shè)備
科技
物聯(lián)網(wǎng)
隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境問題的日益嚴(yán)重,可再生能源的發(fā)展已成為各國政府和企業(yè)的共同目標(biāo)。中國作為全球最大的能源消費(fèi)國,面臨著巨大的能源需求和環(huán)境保護(hù)壓力。因此,發(fā)展可再生能源、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)已成為中國的重要戰(zhàn)略方向。
在此背景下,高速公路行業(yè)作為中國的重要基礎(chǔ)設(shè)施,每年消耗大量的能源。傳統(tǒng)的高速公路供電系統(tǒng)主要依賴于化石能源,不僅能耗高,而且排放大量的污染物,對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。
為了解決這一問題,中國政府提出了“綠色交通”的發(fā)展理念,鼓勵(lì)高速公路行業(yè)采用新能源技術(shù),減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴,降低碳排放,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
因此,本項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生,旨在將風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用于高速公路供電領(lǐng)域,通過利用風(fēng)能和太陽能等可再生能源,為高速公路提供穩(wěn)定、可靠的電力供應(yīng),同時(shí)降低能源消耗和環(huán)境污染,為中國的綠色交通發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
項(xiàng)目名稱:高速公路新能源自供電系統(tǒng)項(xiàng)目
項(xiàng)目地址:陜西省
項(xiàng)目概況:
該項(xiàng)目旨在實(shí)施高速公路新能源自供電系統(tǒng),覆蓋高速公路、服務(wù)區(qū)、國道、省道以及農(nóng)村道路,利用新能源行業(yè)新型技術(shù)應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)監(jiān)控模型和分布式數(shù)據(jù)采集,打造綜合管理巡檢控制平臺(tái)。項(xiàng)目的主要目標(biāo)是解決高速公路道路照明系統(tǒng)、信號(hào)燈設(shè)備、指示牌、隧道通風(fēng)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)、高速服務(wù)區(qū)新能源車充電設(shè)備和防火檢測(cè)設(shè)備的自供電及運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)問題。
技術(shù)方案介紹:
1.風(fēng)力發(fā)電機(jī)
能量轉(zhuǎn)換的原理:風(fēng)力發(fā)電的原理是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能,經(jīng)歷了多個(gè)步驟的能量轉(zhuǎn)換過程。首先,風(fēng)輪通過吸收風(fēng)能將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。接下來,發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)多采用永磁材料制成,具有高效率和較小體積輸出的電能形式通常為三相交流電。
2.太陽能電池板
太陽能電池板利用半導(dǎo)體材料的光生伏打效應(yīng),將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能。它通過光線照射到太陽能電池板表面的半導(dǎo)體PN結(jié),激發(fā)電子并產(chǎn)生電壓,實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電。
3.蓄電池
蓄電池組的作用:蓄電池組是風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能元件。它可以在風(fēng)力和太陽光充足時(shí)存儲(chǔ)多余的電能,并在風(fēng)力和太陽光不足時(shí)向負(fù)載供電,保證用電設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定工作。蓄電池組在系統(tǒng)中起到調(diào)節(jié)能量和平衡負(fù)載的重要作用。
系統(tǒng)充放電控制器的作用:系統(tǒng)充放電控制器是蓄電池組的另一個(gè)重要部件,它在整個(gè)系統(tǒng)中擔(dān)任系統(tǒng)管理和組織核心的角色。它包括風(fēng)力發(fā)電控制和太陽能發(fā)電控制兩部分。
風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)綜合系統(tǒng)搭建:
1.通信系統(tǒng)
通信系統(tǒng)是本項(xiàng)目中綜合監(jiān)控系統(tǒng)的核心組成部分,其主要功能是為高速公路沿線的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電設(shè)備的管理及監(jiān)控提供必要的數(shù)據(jù)和控制指令傳輸通道。這一系統(tǒng)確保了遠(yuǎn)程監(jiān)控中心可以實(shí)時(shí)獲取各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)。
2.數(shù)據(jù)傳輸方式
考慮到風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景,本文設(shè)計(jì)了兩種數(shù)據(jù)傳輸方式,以確保數(shù)據(jù)的可靠性和實(shí)時(shí)性。
有線傳輸:對(duì)于高速公路沿線的設(shè)備,我們采用有線傳輸方式,如光纖或以太網(wǎng),來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高速的數(shù)據(jù)傳輸。這種方式適用于設(shè)備相對(duì)固定且環(huán)境條件較好的場(chǎng)景。
無線傳輸:對(duì)于一些移動(dòng)性較高或環(huán)境條件較為惡劣的設(shè)備,我們采用無線傳輸方式,如4G/5G網(wǎng)絡(luò)或LoRa技術(shù),來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。
3.數(shù)據(jù)上傳方式
綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以選擇兩種方式將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信息上傳到監(jiān)控中心:
實(shí)時(shí)上傳:系統(tǒng)將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)通過有線或無線方式實(shí)時(shí)上傳到監(jiān)控中心,使監(jiān)控人員可以實(shí)時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)。
定時(shí)上傳:系統(tǒng)按照設(shè)定的時(shí)間間隔定時(shí)將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心,這種方式適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)景。
4.數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議
為了確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性,綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用適當(dāng)?shù)耐ㄐ艆f(xié)議和數(shù)據(jù)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。此外,系統(tǒng)還支持多種常見的通信協(xié)議,如Modbus、MQTT等,以方便與其他系統(tǒng)的集成和數(shù)據(jù)共享。
主流產(chǎn)品介紹:
1.高速公路系統(tǒng)
由以下幾部分組成路運(yùn)一體化平臺(tái)(硬件部分)、路運(yùn)一體化綜合管理平臺(tái)(路段級(jí)軟件)、高分可視化子系統(tǒng)、事件檢測(cè)子系統(tǒng)、雷達(dá)事件檢測(cè)系統(tǒng)閉路電視監(jiān)視子系統(tǒng)、視頻云聯(lián)網(wǎng)、氣象檢測(cè)子系統(tǒng)等。
2.道路氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(RWIS)
道路氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是高速公路新能源自供電系統(tǒng)的重要組成部分,主要用于測(cè)量、記錄和傳輸多種類型的道路天氣信息。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集單元、路面狀況傳感器、能見度儀、天氣現(xiàn)象儀、常規(guī)氣象傳感器等組成。這些傳感器可以測(cè)量空氣溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向、雨量、氣壓等參數(shù),同時(shí)還支持選配網(wǎng)絡(luò)相機(jī)、凈全輻射表、地表紅外溫度傳感器等擴(kuò)展設(shè)備。
3.充電樁:
1)平衡控制策略
在功率充足時(shí),雙向變流器處于充電模式,將多余電能儲(chǔ)存在電池中。
在功率不足時(shí),q~~xS升壓放電模式保持電壓穩(wěn)定和系統(tǒng)功率平衡。
2)直流負(fù)載和交流負(fù)載
出9/出9轉(zhuǎn)換器和交直流轉(zhuǎn)換器的連接方式和作用。
控制負(fù)載的運(yùn)行模式以保持電壓穩(wěn)定和系統(tǒng)功率平衡。
3)結(jié)論
風(fēng)光互補(bǔ)充電樁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制策略能保證電壓穩(wěn)定和系統(tǒng)功率平衡。
提高可再生能源的利用效率和電能儲(chǔ)存的可靠性。
盈利來源分析:
1.能源銷售與租賃:通過銷售或租賃風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的電力,為高速公路沿線的設(shè)施和服務(wù)區(qū)提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。
2.運(yùn)營和維護(hù)費(fèi):為高速公路系統(tǒng)提供長(zhǎng)期的運(yùn)營和維護(hù)服務(wù),確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
3.增值服務(wù)費(fèi):提供如遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)優(yōu)化等增值服務(wù),根據(jù)服務(wù)的種類和數(shù)量收取相應(yīng)的費(fèi)用。
4.廣告合作費(fèi):與相關(guān)企業(yè)合作,在高速公路沿線或服務(wù)區(qū)設(shè)置廣告牌或數(shù)字廣告屏,收取廣告合作費(fèi)用。
5.數(shù)據(jù)銷售與合作:將收集到的氣象、環(huán)境等數(shù)據(jù)銷售給相關(guān)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu),或與第三方合作進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和利用。
風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)效益分析
1.直接經(jīng)濟(jì)效益:
發(fā)電量與電費(fèi)節(jié)約:根據(jù)提供的數(shù)據(jù),風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)每年發(fā)電約25.5萬wh。以普通電網(wǎng)的電價(jià)和該系統(tǒng)的成本進(jìn)行比較,每年可以節(jié)省大量的電費(fèi)。
設(shè)備與維護(hù)費(fèi)用:風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)備費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用相較于傳統(tǒng)電網(wǎng)要低得多。由于該系統(tǒng)使用的是自然能源,其運(yùn)營成本也相對(duì)較低。
2.間接經(jīng)濟(jì)效益:
促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展:隨著清潔能源的使用,可以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴,從而促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
提高就業(yè)機(jī)會(huì):隨著新能源行業(yè)的迅速發(fā)展,該系統(tǒng)的使用可以創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì),為社會(huì)帶來間接的經(jīng)濟(jì)效益。
項(xiàng)目進(jìn)展情況
完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃:已經(jīng)完成了整個(gè)高速公路新能源自供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃工作,確保了系統(tǒng)的完整性和功能性;
產(chǎn)品、系統(tǒng)均已設(shè)計(jì)完成,商業(yè)模式進(jìn)入驗(yàn)證階段;
等待引資合作到位,即可推進(jìn)項(xiàng)目。
1.環(huán)保節(jié)能:項(xiàng)目采用新能源技術(shù),利用風(fēng)能和太陽能進(jìn)行發(fā)電,減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴,降低對(duì)環(huán)境的影響,實(shí)現(xiàn)綠色能源利用。
2.自供電系統(tǒng):通過建設(shè)高速公路新能源自供電系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)道路照明、信號(hào)燈設(shè)備、隧道通風(fēng)系統(tǒng)等設(shè)備的自供電,提高能源利用效率。
3.智能監(jiān)控:項(xiàng)目采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)監(jiān)控模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)能源系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理,提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性。
4.團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì):均為本科及以上學(xué)歷,其中本科及以上學(xué)歷人員占比達(dá)80%以上,其中碩士2人,博士1人。技術(shù)人員均為多年從事硬件、軟件產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的中高級(jí)工程師。