龚再华
无锡绿电集成科技有限公司 江苏无锡 214100
摘要：新中国成立以来，我国十分重视高速公路等基础建设发展，现如今我们国家已具备庞大的城镇高速公路网络，其发展规模和覆盖区域仍处于不断扩大的发展态势，然而在高速公路的运营发展过程中，可避免的要面临大量的电能损耗。近些年来随着可持续发展战略的不断发展，石油煤炭等不可再生能源也呈现出逐渐枯竭的发展态势，如何推动清洁环保的新能源发展已经成为了各国之间所关注的焦点。本着将为我国当前高速公路中光伏发电技术的应用发展进行探索与研究，就如何通过太阳能这一清洁能源来构建合理的高速公路能源发展网络提出合理化的发展与投资建议，为后续的工程建设与发展提供相应的参考价值和意义。
关键词：光伏发电；高速公路
一、引言
高速公路作为保障国民运输和经济发展的重要战略资源，其运营的稳定性有着极为重要的战略价值。在高速公路的实际运营过程中视频监控，收费系统以及服务区的日常运营都需要损耗大量的电力资源，而且随着高速公路网络的不断发展与蔓延，越来越多的高速公路开始穿越经济欠发达的偏远地区，这些地区普遍存在电力资源供应不稳定的现象。对于高速公路而言，其日常使用和战略价值意味着其需要24小时不间断的进行电力供应，一旦发生断电事故将会严重影响到高速公路的正常运营导致公路运输网络的瘫痪。对于高速公路隧道等区域一旦发生停电事故将会滋生交通事故发生的隐患，进而引发一系列的再生事故。不仅如此，随着传统化石能源的日渐枯竭，倡导与发展新能源已经成为了当今社会的主流发展趋势，随着国家对节能减排与可持续发展战略重视程度不断加深，发展绿色清洁的可再生能源已经成为了当前高速公路能源供应的发展关键。通过推动光伏发电技术在高速公路中的应用与发展，能够有效解决偏远地区电力供应不稳定，以及日常高速公路运营资源浪费等问题。
二、光伏发电系统的组成与特点
太阳能作为可再生能源的一种，在全球范围内发展已经十分成熟。我们国家幅员辽阔，太阳能资源十分丰富，如果能够大力开发太阳能将会极大解决我国目前存在的资源运输以及能源发展欠缺等一系列问题，对于偏远地区或经济欠发达区域太阳能资源的发展应用，对于解决高速公路供电系统的稳定和电力资源供应有着极为重要的价值和意义。当前的光伏发电系统主要依托太阳能光伏电池组、系统控制器以及储能电池组等，该系统能够通过发电控电储能以及逆变多功能为一体，进而实现将太阳能所产生的光能转化为电能并且能够通过动态调整，将蓄电池组的工作状态进行切换与调节，进而实现稳定的电力资源输送与储存。在实际的使用过程中，对于气候与外界环境变化有着较为苛刻的要求，同时为了确保蓄电池的使用寿命也要求控制器能够保障蓄电池不会被过充或者过放。当前最为主流也最为经济的太阳能储能方式是通过铅酸蓄电池，依托光伏发电技术，能够将太阳能的光能转化为电能，进而转化为化学能进行储存在实际的使用过程中，再将化学能转化为电能进行释放，并且能够通过对能量平衡调度实现对电力系统的平稳输送。
在实际的日常使用过程中，实际的电力包括直流负载和交流两种形式，由于蓄电池只能够进行直流电输出，进而需要通过逆变器来将直流电转化为交流，同时借助逆变器能够实现对电流的进行自动稳压，进而能够保证光伏发电系统的供电质量。
三、光伏发电的实际应用与发展
光伏发电技术作为解决高速公路供电系统稳定和提供可清洁能源的重要发展方式，且能够在高速公路的供电系统中提供清洁环保的电力资源，满足隧道照明、系统监控以及服务区日常运行的用电需求，同时光伏发电所产生的多余电力资源也能够像社会与国家电网进行出售获取相应的财政补贴，并且能够通过降低碳排放来保障环境与社会资源。近些年来随着光伏发电技术在高速公路的发展，越来越多的高速公路网络开始应用光伏发电技术。当前国家和政府也大力倡导和发展清洁能源的发展应用，在节能减排政策和可持续资源发展战略的引导下，各地纷纷出台了多项清洁能源的优惠与利用政策，对于部分地区采用光伏并网发电，国家与地方政府将会采取相应的政策补贴，同时光伏发电所产生的多余电量出售国家和地方电网也将获取相应的财政补贴，这对于高速公路的整体运营和发展来说是极为有利的。
近些年来随着国民经济水平的不断提升，我国城镇居民的机动车保有量也在持续增加，这就使得我国高速公路所面临的交通状况也越来越复杂，对于高速公路的自身质量服务也提出了更为严格的质量要求和管理需要。为了能够强化高速公路的运营与管理，为高速公路管理系统提供更加准确与快捷的道路信息，因此建立高速公路全程的信息监控系统就成为了当前的必然发展趋势，在构建高速公路传承信息质量监控系统的过程中，就需要搭设数目庞大的道路监控设备，对于部分交通事故频发路段还需要对监控系统进行密集排布。高速公路全程监控系统的建立意味着高速公路在日常运行过程中将会面临较大的供电资源成本与管理问题，通过在投资建设过程中，构建太阳能发电系统与道路监控系统于一体的监控发展网络能够有效解决高速全程监控系统的用电消耗与稳定问题。
四、光伏发电技术在实际运用过程中存在的问题
由于光伏发电技术主要依赖于太阳能的供应，该技术容易受到季节与昼夜变化等因素的影响，同时在光伏发电设备的铺设与建立上也应当仔细考察当地所处的日照环境来进行设备的搭建与布置。
由于高速公路自身环境的影响导致高速公路的光伏设备长期暴露在自然环境中，这就对蓄电池的保养与稳定造成了较大的挑战，由于当前储能电池成本较高一旦蓄电池在外界环境中造成损耗和浪费将会极大增加光伏发电的实际应用成本，阻碍光伏技术的应用与发展壮大。
五、结语
太阳能作为一种重要的清洁能源，能够在日益严峻的能源危机下提供更加稳定的能源供应模式，对于高速公路的应用建设与发展来说，其在实际运营过程中将会面临较大的资源供应压力和成本管理，通过推动光伏发电技术的发展能够有效解决当前高速公路运行过程中所面临的成本压力，同时通过光伏发电技术能够有效降低传统化石能源造成的环境破坏保护我们赖以生存的环境。
参考文献
[1]许雪记, 徐文文, 殷承启,等. 江苏省高速公路站区光伏能源综合利用研究[J]. 能源环境保护, 2020, v.34;No.188(02):47-51.
[2]昝文博, 汪静. 光伏发电技术在高速公路中的应用研究[J]. 陕西工业职业技术学院学报, 2019(4):1-5.
[3]王宏民. 高速公路光伏发电[J]. 山西交通科技, 2020, No.262(01):20-24.
作者简介：龚再华（1987-11-22），男，汉族，籍贯：湖南益阳，当前职务：电力设计、施工、安装，当前职称：中级，学历：本科，研究方向：电力工程技术与设计、太阳能发电技术设计、光伏发电技术设计、光储能源综合利用