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项目名称:   适于太阳能供电的新型节能可变情报板项目
项目编号:   节能-2013-06-003 进展阶段:   任务书(合同)已上传
承担单位:   广东高速科技投资有限公司 项目负责人:   钟铭
联系人:   汪玉杰 联系人邮箱:   123810225@qq.com
预计起始时间:   2013-06-17 预计截止时间:   2014-12-31
 

适于太阳能供电的新型节能可变情报板项目

发布人: 钟铭         发布时间: 2014-01-24         浏览次数: 5344
 

1.项目概述
            可变情报板是交通状况及交通诱导信息发布的重要设备,它是以LED发光器件为基本显示单元的交通信息显示设备,具有图形及文字显示功能。根据交通、天气及指挥调度部门的指令信息,操作员可向可变情报板发布各种通告和信息,从而有效地对交通流量进行诱导,提高路网的交通运输能力,为驾驶人员安全快速行车提供优质服务。
本项目中使用我司自主研发的节能可变情报板,通过运用多项新工艺、新结构和新技术,在不影响使用性能的前提下,降低传统可变情报板的60%以上的功耗,使其供电系统可以选用太阳能等新能源,摆脱对公共电网的依赖,实现按需分布、快速布局,降低建设的综合成本,避免线路盗损,便于供配电困难道路段以及需满足节能指标等项目的可变情报板使用,满足交通应急管理、信息发布的需要,为智能化交通建设提供必要保障。
2.项目的实施背景
                  道路交通信息发布系统在实施交通管制措施时是一项必不可少手段,也是智能交通的重要组成部分。交通运输信息如流量、天气、交通事故、道路维护保养等需要及时、准确、便捷地发布,可变情报板在信息发布起着非常关键的作用。
      传统的市电供电的情报板会受到供配电线路敷设限制,导致情报板设计数量不足及布点不合理;由于部分线路敷设成本高,加大了情报板的增加或改造的难度,而且提高了维护成本。使用LED情报板配合太阳能配电系统,可以摆脱对公共电网的依赖,实现按需分布、快速布局,降低建设的综合成本,减低能耗、避免线路盗损,便于供配电困难道路上可变情报板的使用,满足交通应急管理、信息发布的需要。
3.主要技术原理
            1、LED驱动——PWM脉冲宽度调制驱动技术
        目前,道路上所使用的LED可变情报板大多采用稳压恒流方式驱动,甚至采用简单的电阻限流,基于这种方式的驱动电路其特点是简单实用、成本较低,但同时驱动电路所系消耗的功率也较大。
        拟采用新的PWM脉冲宽度调制驱动技术大幅度降低LED情报板驱动电路消耗的功率,将可降低约三分之一的功率。
        以一个典型(10x1米)32点阵跨路可变情报板为例:满屏消耗功率为6KW(不含散热系统功率),如采用PWM脉冲宽度调制驱动技术其满屏消耗功率为4KW,将可减低三分之一的功率。
2、光学处理——配光技术
        目前道路上所有使用的可变情报板采是由发光二极管直接显示,其散射区域大,而实际有效观看范围狭小。经研究对比,可变情报板观看使用范围仅占投射区域横截面积的百分之十。
        拟采用二次光学配光处理,使情报板发光二极管发出的光束集中投向有效区域内,在增加情报板亮度达到GBT  23828-2009  《高速公路LED可变信息标志》要求的同时,大大降低可变情报板的消耗功率。使其消耗功率仅为普通情报板的六份之一。
        以一个10x1米32点阵跨路可变情报板为例:满屏消耗功率为6KW(不含散热系统功率),若经二次光学配光处理其满屏消耗功率仅为1KW,其消耗功率仅为普通情报板的六分之一。
3、供配电——低压供电技术
        通常市电供电的情报板其供电电压为AC220V/380V,而可变情报板的实用电压为DC5~12V,市电需要通过降压、整流、稳压之后才能供可变情报板使用,其中降压及稳压过程也带来较大的功率损耗。
        拟使用新能源如太阳能、风能等供电模式,直接低压DC12V—24V供电,可大大降低因降压整流而产生功率损耗。而且低压供电安全可靠,防雷性强、维护成本大幅降低。
4、全新结构
        目前几乎所有大型可变情报板都需要安装对流风扇,以降低可变情报板的内部温度,大量的对流风扇一增加了可变情报板的整体功率。
        经检测计算,一块典型(10x1米)的大型可变情报板对流散热风扇所消耗功率为0.5Kw。而且风扇是易损件,长期使用极其容易损坏,一旦风扇损坏使得屏体内部温度升高而造成损毁。
4.主要做法及措施
                  传统可变情报板满屏功率是5000~6000W,如果要使用太阳能供电,则需要大量单晶硅太阳能电池板和蓄电池。为了降低太阳能情报板成本,必须降低情报板的功耗,才能使之应用太阳能供电系统,摆脱对电网的依赖,减少建设和维护成本,以及避免线路盗损。
        根据检测结果分析,可变情报板的功率消耗大致分为四部分,一是可变情报板显示单元消耗40%,二是可变情报板的开关电源消耗掉约20%,三是可变情报板的显示单元驱动电路消耗约占5%,四是输送电力的线路部分约占总消耗电量的35%。
1、通过多次测试,可使用PWM脉冲宽度调制驱动技术,根据环境光亮度自动调整LED的显示时长占比,从而降低LED屏的功耗。
2、通过光学处理,减少可变情报板无效区域的发光能耗。
3、采用新结构,运用被动散热技术,取消使用散热风扇也解决了由风扇损坏而造成的故障,大大地提高了可变情报板的可靠性及耐用性。
        整合PWM脉冲宽屏调制驱动技术、二次光学配光技术和低压供电技术,同时采用新的结构工艺构成被动散热处理手段,情报板将无需使用对流风扇降温,不仅可以降低整体能耗,还可以提高屏体的稳定性。
5.取得的效果
            1、应用新型节能可变情报板,节约建设成本,降低维修费用
        传统的可变情报板的建设,在施工时需要开挖路面埋电缆,还需要拉线。高速公路多处于郊区或相对边远地带,传输线路的施工及其运输费用相对较高,维护成本也比较高。据市场报价,每米的电缆线路铺设的价格约300元,每公里的电缆铺设就需要30万元。电源的提供,也要依靠附近建筑物(如服务区、收费站)在其有限的电力供应情况下分摊部分供给,所以导致在距离收费站、服务区较偏远的地带大部分都没有门架型可变信息标志,直接影响了交通事故发生频率的提高。
        电缆本身有比较高的经济价值,存在被偷盗的风险。高速公路系统也经常受到此类事件的困扰,维护中的人力物力财力的消耗也相当大。
        新型节能可变情报板其能源采集的随意性,可以免去常规电能所需昂贵的传输线路铺设费用,使其无需像传统可变信息标志系统一样,需要挖掘掩埋电线电缆,极大地节省了建设成本和人力消耗。
2、减少供电间断对情报板运作的影响
        由于成本高以及地域性限制,很多高速地段都没配备门架型可变信息标志,同时传统供电存在供应间断的可能性,部分传统信息标志不能24小时运作,导致无法提前疏导交通,直接影响了交通运输质量。
3、运作成本低,连带成本低
        以1X10米门架型可变信息情报板为例,传统可变信息情报板满屏功率约为3000  W,而太阳能门架型可变信息情报板的满屏功率低于300  W,节电率超过90%,每年可以节约大量的用电费用,高效率低耗损。
        以10米*1米的可变情报板为例,全年24小时不断电满屏工作情况计算的情况下,节电量为9636KW。
6.适用范围
            可应用于高速公路、桥梁以及道路配电困难的路段、供电距离较远成本较高的路段、需要降低能耗达到节能指标的项目、因道路交通状态改变而需要增设的路段等
7.相关附件材料
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项目研究过程信息
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