基于自然光的隧道照明系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設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(jīng)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(wǎng)、支撐高地"的西部綜合交通樞紐建設發(fā)展背景下，公路網(wǎng)不斷往川西 高原推進，需大量采用隧道工程方案，W縮短路線里程、繞避不良地質(zhì)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(jié)四川省川西高 原高海拔公路隧道，主要有W下幾個方面特點：
[0003] 一是隧道數(shù)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(shù)十座， 長度6kmW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 己郎山隧道長7940米，桐口海拔3850米；雀兒山隧道長7035米，桐口海拔達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；己朗山隧道現(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。 陽〇化]Ξ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(jīng)過初步測算，建成后，每年照明 系統(tǒng)電耗為300萬度W上，用于照明的電費將超過隧道年營運費用的60%W上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服現(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(nèi)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，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L邸照明，實現(xiàn)過渡段亮度變化完全與外界自然光同步調(diào)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] 本發(fā)明的目的是通過W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、L邸照明過渡段，太陽能減光廊道太陽能發(fā)電系統(tǒng)直供L邸照明過渡 段的L邸燈，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(cè)面上部和下部的通風吸音板和鑲嵌在廊道支架側(cè)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；L邸過渡段的L邸燈與太陽 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L邸等連接。
[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(jù)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(shù)，入口廊道不少 于兩段，出口廊道為一段。
[0012] 所述的L邸照明過渡段根據(jù)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：
[0014]
[0015] 町表示照明停車視距，h表示隧道內(nèi)凈空高度。
[0016] 所述的L邸照明過渡段長度表示為：
[0017]
[0018] 其中D?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] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明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(nèi)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L邸照明，實現(xiàn)過渡段亮度變化完全與外界自然光同步調(diào)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L邸燈具可免用恒流電源，燈具成本可節(jié) 省8%~10%。
【附圖說明】 陽022] 圖1為太陽能減光廊道結(jié)構示意圖； 陽02；3] 圖中，1-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(jié)合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于W下所述。
[00巧]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L邸照明過渡段的L邸燈，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(cè)面上 部和下部的通風吸音板3和鑲嵌在廊道支架1側(cè)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；L邸過渡段的L邸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L邸等連接。
[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(jù)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(shù)，入口廊道不少 于兩段，出口廊道為一段。
[0029] 所述的L邸照明過渡段根據(jù)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(chǎn)的非晶娃薄膜組件HNS-BT63、HNS-B巧9. 5TK、 HNS-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：
[0032]
[0033] 町表示照明停車視距，h表示隧道內(nèi)凈空高度。
[0034] W設計速度80km，縱坡0,隧道凈空高度7m為典型值，則有D,= 100，
取85。
[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L邸照明過渡段長度表示為：
[0037]
[0038]其中D?表示入口段長度，Vt表示設計速度。
[0039] L邸照明過渡段分為TR1、TR2兩段布置，由太陽能電池板直供的L邸燈具總功率 與太陽能發(fā)電總額定功率相等，長度表示為：
[0042]其中D?表示入口段長度，Vt表示設計速度，：對應2S內(nèi)的行駛距離。
[0043] W設計速度80Km，縱坡0,隧道凈空高度7m為典型值，有D?= 72m，Dτκ2= 89m。
[0044] TRl、TR2各段單位長度L邸燈具功率比為3 :1。
[0045] 全廊道側(cè)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、L邸照明過渡 段，太陽能減光廊道太陽能發(fā)電系統(tǒng)直供L邸照明過渡段的L邸燈，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(cè)面上部和下部的通風吸音板（3)和鑲嵌在廊道支架（1)側(cè)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；L邸過渡段的L邸燈與太陽能減光廊 道的薄膜太陽能發(fā)電板似連接。2. 根據(jù)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(jù)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(jù)適應曲線分段取值設置。4. 根據(jù)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(shù)，入口廊道不少于兩段，出口廊道為一段。5. 根據(jù)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L邸照明 過渡段根據(jù)適應曲線分段取值設置，由太陽能電池板直供的L邸燈具總功率與太陽能發(fā)電 總額定功率相等。6. 根據(jù)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：町表示照明停車視距，h表示隧道內(nèi)凈空高度。7. 根據(jù)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L邸照明 過渡段長度表示為：其中D?表示入口段長度，Vt表示設計速度。8. 根據(jù)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(jù)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】本發(fā)明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(cè)面上部和下部的通風吸音板和鑲嵌在廊道支架側(cè)面中部的鋼化玻璃，薄膜太陽能發(fā)電板透光率根據(jù)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，免去了入、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, F21S19/00, F21V19/00, F21S9/03, F21W131/101, F21V23/00
【公開號】CN105240786
【申請?zhí)枴緾N201510830272
【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1月13日
【申請日】2015年11月25日