基于自然光的隧道照明系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種基于自然光的隧道照明系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 我國公路隧道建設已經逐漸開始向高海拔地區(qū)擴展，特別是四川省在"構建樞紐、 打開通道、完善路網、支撐高地"的西部綜合交通樞紐建設發(fā)展背景下，公路網不斷往川西 高原推進，需大量采用隧道工程方案，以縮短路線里程、繞避不良地質病害（如冰雪、滑坡、 泥石流等）、優(yōu)化路線平縱線型指標、保護生態(tài)環(huán)境和提高運輸效率等?？偨Y四川省川西高 原高海拔公路隧道，主要有以下幾個方面特點：
[0003] -是隧道數量多、規(guī)模大、海拔高和隧道長。目前已建和在建高海拔隧道數十座， 長度6km以上的超特長隧道已達到4座，主要分布在川藏北線和南線兩條進藏通道上。如巴 郎山隧道長7940米，洞口海拔3850米;雀兒山隧道長7035米，洞口海拔達4380米。
[0004] 二是低交通量與高建設成本沖突。四川西部地區(qū)，人煙稀少、相對分散，交通量較 小，川西高海拔地區(qū)山高谷深，隧道占路線的比例極高，且運營期交通量較低，帶來建設和 運營費用雙高的難題。雅康路二郎山隧道現(xiàn)有交通量1873輛每天；巴朗山隧道現(xiàn)有交通量 為521輛每天，尤其是對于非高速公路不收費項目，運營費用更成問題，"養(yǎng)不起"非常突出。
[0005] 三是運營管理和養(yǎng)護難度大。高原隧道多位于偏遠高山區(qū)，人煙稀少，條件艱苦， 專業(yè)技術人員缺乏，隧道管養(yǎng)難度極大。
[0006] 隧道是公路運營的耗能大戶，其中，照明設施運營耗電占有最大比重。如四川藏區(qū) 在建的雅康高速公路二郎山特長隧道長度超過13公里，經過初步測算，建成后，每年照明系 統(tǒng)電耗為300萬度以上，用于照明的電費將超過隧道年營運費用的60%以上。 【實用新型內容】
[0007] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于自然光的隧道照明系 統(tǒng)，該照明系統(tǒng)利用隧道照明內外亮度正相關的特點，綜合集成廊道減光、太陽能發(fā)電技 術，采用成本低、環(huán)境適應性強、壽命長、適合公路隧道環(huán)境、具有不同透光率的太陽能薄 膜，將隧道入、出口段部分用廊道代替，實現(xiàn)入、出口段光線平滑過渡，且亮度變化完全與外 界自然光同步，免去了入、出口段燈具投資，使隧道照明耗電量最大的入、出口段完全免供 電。廊道發(fā)出的電能直供過渡段LED照明，實現(xiàn)過渡段亮度變化完全與外界自然光同步調 節(jié)，因采用直供方式，免去常見太陽能發(fā)電工程中的逆變設備和儲能設備，降低投資，減少 運維工作量及成本，提高可靠性。
[0008] 本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：基于自然光的隧道照明系統(tǒng)， 它包括太陽能減光廊道、LED照明過渡段，太陽能減光廊道太陽能發(fā)電系統(tǒng)直供LED照明過 渡段的LED燈，所述的太陽能減光廊道包括廊道支架、鑲嵌在廊道支架頂部的薄膜太陽能發(fā) 電板、鑲嵌在廊道支架側面上部和下部的通風吸音板和鑲嵌在廊道支架側面中部的鋼化玻 璃，所述的薄膜太陽能發(fā)電板透光率隨廊道接近隧道口而降低;LED過渡段的LED燈與太陽 能減光廊道的薄膜太陽能發(fā)電板連接。
[0009] 該照明系統(tǒng)還包括直流升壓電路和直流降壓電路，直流升壓電路與薄膜太陽能發(fā) 電板連接，升壓電路通過傳輸線路與直流降壓電路連接，直流降壓電路與LED等連接。
[0010] 所述的太陽能減光廊道的薄膜太陽能發(fā)電板透光率根據適應曲線分段取值設置。
[0011] 所述的太陽能減光廊道的薄膜太陽能發(fā)電板透光率分段取值段數，入口廊道不少 于兩段，出口廊道為一段。
[0012] 所述的LED照明過渡段根據適應曲線分段取值設置，由太陽能電池板直供的LED燈 具總功率與太陽能發(fā)電總額定功率相等。
[0013] 所述的太陽能減光廊道入口段長度表示為：
[0015] Ds表示照明停車視距，h表示隧道內凈空高度。
[0016]所述的LED照明過渡段長度表示為：
[0018] 其中Dth表示入口段長度，Vt表示設計速度。
[0019]所所述的太陽能減光廊道的出口段長度取40m。
[0020] 所述的鋼化玻璃上貼有防爆太陽膜。
[0021] 本實用新型的有益效果是:本實用新型提供了一種基于自然光的隧道照明系統(tǒng)， 該照明系統(tǒng)利用隧道照明內外亮度正相關的特點，綜合集成廊道減光、太陽能發(fā)電技術，采 用成本低、環(huán)境適應性強、壽命長、適合公路隧道環(huán)境、可實現(xiàn)不同透光率的太陽能薄膜，將 隧道入、出口段部分用廊道代替，實現(xiàn)入、出口段光線平滑過渡，且亮度變化完全與外界自 然光同步，大大減少了入、出口段燈具投資，使隧道照明耗電量最大的入、出口段完全免供 電。廊道發(fā)出的電能直供過渡段LED照明，實現(xiàn)過渡段亮度變化完全與外界自然光同步調 節(jié)，因采用直供方式，免去了常見太陽能發(fā)電工程中的逆變設備和儲能設備，降低了投資， 減少了運維工作量及成本，提高了可靠性，同時，過渡段LED燈具可免用恒流電源，燈具成本 可節(jié)省8%~10%。
【附圖說明】
[0022] 圖1為太陽能減光廊道結構示意圖；
[0023]圖中，卜廊道支架，2-薄膜太陽能發(fā)電板，3-通風吸音板，4-鋼化玻璃。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖進一步詳細描述本實用新型的技術方案，但本實用新型的保護范圍 不局限于以下所述。
[0025]如圖1所示，基于自然光的隧道照明系統(tǒng)，它包括太陽能減光廊道、LED照明過渡 段，太陽能減光廊道太陽能發(fā)電系統(tǒng)直供LED照明過渡段的LED燈，所述的太陽能減光廊道 包括廊道支架1、鑲嵌在廊道支架1頂部的薄膜太陽能發(fā)電板2、鑲嵌在廊道支架1側面上部 和下部的通風吸音板3和鑲嵌在廊道支架1側面中部的鋼化玻璃4,所述的薄膜太陽能發(fā)電 板透光率隨廊道接近隧道口而降低;LED過渡段的LED燈與太陽能減光廊道的薄膜太陽能發(fā) 電板2連接。
[0026] 該照明系統(tǒng)還包括直流升壓電路和直流降壓電路，直流升壓電路與薄膜太陽能發(fā) 電板連接，升壓電路通過傳輸線路與直流降壓電路連接，直流降壓電路與LED等連接。
[0027] 所述的太陽能減光廊道的薄膜太陽能發(fā)電板透光率根據適應曲線分段取值設置。
[0028] 所述的太陽能減光廊道的薄膜太陽能發(fā)電板透光率分段取值段數，入口廊道不少 于兩段，出口廊道為一段。
[0029] 所述的LED照明過渡段根據適應曲線分段取值設置，由太陽能電池板直供的LED燈 具總功率與太陽能發(fā)電總額定功率相等。
[0030] 所述的減光廊道的薄膜太陽能發(fā)電板透光率自40%~0% (40、30、25、20、15、10、 5、0)分8段設置，廊道選取漢能生產的非晶硅薄膜組件顯3-8了63、顯3-8了59.511(、顯3-BT56.5TK、HNS-BT53.5TK、HNS-BT50TK、HNS-BT45TK、HNS-BT42TK、HNS-BT35.5TK。
[0031 ]所述的太陽能減光廊道入口段長度表示為：
[0033] Ds表示照明停車視距，h表示隧道內凈空高度。
[0034]以設計速度8 0 km，縱坡0，隧道凈空高度7m為典型值，則有D s = I 0 0，
[0035]因出口適應較入口適應快，出口段按40米設置，發(fā)出電能與入口廊道所發(fā)電能一 起供給入口廊道所屬隧道的過渡段和出口 I段。
[0036]所述的LED照明過渡段長度表示為：
[0038] 其中Dth表示入口段長度，Vt表示設計速度。
[0039] LED照明過渡段分為TRl、TR2兩段布置，由太陽能電池板直供的LED燈具總功率與 太陽能發(fā)電總額定功率相等，長度表示為：
[0042] 其中Dth表示入口段長度，Vt表示設計速度，
對應2S內的行駛距離。
[0043] 以設計速度80Km，縱坡0,隧道凈空高度7m為典型值，有DTR1 = 72m，DTR2 = 89m。
[0044] TRl、TR2各段單位長度LED燈具功率比為3:1。
[0045] 全廊道側面的鋼化玻璃4上均貼有透光率5%的防爆太陽膜。
【主權項】
1. 基于自然光的隧道照明系統(tǒng)，其特征在于:它包括太陽能減光廊道、LED照明過渡段， 太陽能減光廊道太陽能發(fā)電系統(tǒng)直供LED照明過渡段的LED燈，所述的太陽能減光廊道包括 廊道支架（1)、鑲嵌在廊道支架（1)頂部的薄膜太陽能發(fā)電板(2)、鑲嵌在廊道支架（1)側面 上部和下部的通風吸音板(3)和鑲嵌在廊道支架（1)側面中部的鋼化玻璃(4)，所述的薄膜 太陽能發(fā)電板透光率隨廊道接近隧道口而降低;LED過渡段的LED燈與太陽能減光廊道的薄 膜太陽能發(fā)電板(2)連接。2. 根據權利要求1所述的基于自然光的隧道照明系統(tǒng)，其特征在于:該照明系統(tǒng)還包括 直流升壓電路和直流降壓電路，直流升壓電路與薄膜太陽能發(fā)電板連接，升壓電路通過傳 輸線路與直流降壓電路連接，直流降壓電路與LED等連接。3. 根據權利要求1所述的基于自然光的隧道照明系統(tǒng)，其特征在于:所述的太陽能減光 廊道的薄膜太陽能發(fā)電板透光率根據適應曲線分段取值設置。4. 根據權利要求3所述的基于自然光的隧道照明系統(tǒng)，其特征在于:所述的太陽能減光 廊道的薄膜太陽能發(fā)電板透光率分段取值段數，入口廊道不少于兩段，出口廊道為一段。5. 根據權利要求1所述的基于自然光的隧道照明系統(tǒng)，其特征在于:所述的LED照明過 渡段根據適應曲線分段取值設置，由太陽能電池板直供的LED燈具總功率與太陽能發(fā)電總 額定功率相等。6. 根據權利要求1所述的基于自然光的隧道照明系統(tǒng)，其特征在于:所述的太陽能減光 廊道入口段長度表示為： h~ \ S A" =(1.154，)、----) " tan 10。 Ds表示照明停車視距，h表示隧道內凈空高度。7. 根據權利要求5所述的基于自然光的隧道照明系統(tǒng)，其特征在于:所述的LED照明過 渡段長度表示為： D - Djji + 其中Dth表示入口段長度，vt表示設計速度。8. 根據權利要求1所述的基于自然光的隧道照明系統(tǒng)，其特征在于:所所述的太陽能減 光廊道的出口段長度取40m。9. 根據權利要求1所述的基于自然光的隧道照明系統(tǒng)，其特征在于：所述的鋼化玻璃 (4)上貼有防爆太陽膜。
【專利摘要】本實用新型為一種基于自然光的隧道照明系統(tǒng)，它包括太陽能減光廊道、LED照明過渡段，太陽能減光廊道太陽能發(fā)電系統(tǒng)直供LED照明過渡段的LED燈，太陽能減光廊道包括廊道支架、鑲嵌在廊道支架頂部的薄膜太陽能發(fā)電板、鑲嵌在廊道支架側面上部和下部的通風吸音板和鑲嵌在廊道支架側面中部的鋼化玻璃，薄膜太陽能發(fā)電板透光率根據隧道入、出口適應曲線隨廊道接近隧道口而降低；LED過渡段的LED燈與太陽能減光廊道的薄膜太陽能發(fā)電板連接。該照明系統(tǒng)綜合集成廊道減光、太陽能發(fā)電技術，采用成本低、適合公路隧道環(huán)境的太陽能薄膜，將隧道入、出口段部分用廊道代替，免去入、出口段燈具投資，節(jié)省了照明耗電量最大的入、出口段供電。
【IPC分類】F21Y115/10, F21S9/03, F21S19/00, F21V19/00, F21V23/00, F21W131/101
【公開號】CN205137330
【申請?zhí)枴緾N201520956691
【發(fā)明人】蔣貴川, 蔣衛(wèi)鋒, 喻良偉, 易雷, 王秀英, 劉勇健, 吳宏伊, 袁海峰, 林莉, 魏昱, 孫琦
【申請人】四川省交通運輸廳公路規(guī)劃勘察設計研究院
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月25日