公路隧道太阳能照明系统研究

公路隧道太阳能照明系统研究报告简本一、项目研究目的意义由于我国山地众多,幅员辽阔，为了缩短公路里程,提高运输效益,节省用地和保持生态环境，公路建设中越来越重视隧道建设.公路隧道具有其功能特殊性，确定了其建设复杂性.照明系统是隧道机电工程中最重要的设施之一，也是整个隧道机电工程总投资最大的一个系统.公路隧道照明，不论白天还是夜间都很重要，并且白天照明问题比夜间更复杂。为了满足公路隧道运行要求，隧道灯具应适应公路隧道使用特点，节约能源，提高照明效果，保证行车安全性、舒适性，能有效地进行营运管理。随着我国公路建设的快速延伸，地形复杂、人口稀少地区电力资源贫乏，电力成本巨大的问题日益突出，尤其是公路隧道照明系统的供电问题更趋严重。依据国家规范400米以上的公路隧道需设照明设施，因此开发一种既可降低工程造价，又能降低运营管理成本的适应此发展需求的公路隧道太阳能照明系统就已十分迫切.为了能够利用丰富太阳能资源及有效的太阳能技术,为西部及边远地区公路隧道提供一种有效的照明及供电手段，保障公路隧道运营安全,提高公路隧道交通安全可靠性和有效性，项目组在国家交通部和吉林省交通厅支持下进行了《公路隧道太阳能照明系统研究》。本项目研究的主要目的是设计制造能耗低而适宜公路隧道的照明系统及研究与其匹配的太阳能供电系统.二、国内外技术现状公路隧道照明研究现状目前全国已建和在建公路隧道已达1000多公里，并以飞快的速度发展。但公路隧道安装照明系统的非常少，大都不设置照明或设置照明系统并不使用，因此照明质量非常低。我国公路隧道照明灯具研制起步较晚，基础较差，特别是针对隧道照明灯具要求和特性方面的深入研究极其缺乏，设计、制造的灯具与国外存在较大差距。近年来，虽然复旦大学、上海灯具研究所、重庆交通科研设计院、浙江交通规划设计院等少数单位拥有研究条件和一定试验设备，重视隧道灯具研究外,大部分灯具厂家没有公路隧道灯具研究条件和试验设备，自主开发隧道灯具能力差。国内隧道灯具厂多为小厂或主要从事其他领域照明器材生产，技术、工艺和装备落后，生产分散，专业化水平低，效益不高.2004年交通部提出了《公路隧道太阳能照明系统研究》并在西部发展科技项目中立项，要求国内企业研究以降低照明系统功耗为支撑,满足太阳能供电需求的基础上改进灯具。公路隧道灯具的开发方面缺乏足够认识和必要投入，与国外照明电器工业生产集中度相比，远未达到应有的经济规模；另一方面国内使用的隧道灯具大多存在光带窄,配光质量不够，能耗高,质量稳定性差，寿命短，档次不高的问题，直接导致公路隧道照明效果不佳，不能满足公路隧道照明要求，严重影响行车安全性。隧道照明的光源应满足隧道特定环境下的光效、光通量、寿命、光色和显色性要求;同时还能保证在汽车排放形成的烟雾中有良好的能见度。隧道照明的效果必须依靠可靠的光源来实现。公路隧道一旦投入使用，正常状态下照明系统几乎处于长期点亮状态，因此选择一种适宜的光源,是隧道照明的重要环节。公路隧道照明通常依据现行规范把隧道分为入口段、过渡段、中间段和出口段设计,其中过渡段有两个，分别设计在中间段前后。各段的长度和照度从全年行车安全要求出发,对洞内最大照度的设计是以全年洞外最大亮度和最高行车时速来确定隧道内各段的灯具功率和灯具分布密度.实现照明自动控制的也是非常有限的控制，通常因线路布线回路的限制，只能做到2~3级人工或自动控制，对于如天气、车速、车流量等参数只是在设计阶段给予以最大值考虑，最终各段照明的长度和照度也始终是处于最大值状态。对于天气、车速、车流量等时变参数无法从宏观上对整个隧道的照明系统进行自适应方式的调节控制。因此，从这一点上讲,目前这种传统设计与使用的隧道照明系统存在着大量电能的浪费问题。LED照明研究现状国外研究现状近年来，随着国外LED技术研究水平的不断提高，相关照明研究也逐步深入。在LED技术研究方面，美国波士顿LightResearchCenter研究中心研发出了一种蓝、黄波长的半导体光源，其所发出光令人感觉为白光。这种LED光效与目前市场上LED相比高10倍甚至更高，但目前尚未商品化。另一公司0SRAM0S公司开发的薄型MD，只有6mm高,沿边安装（s5de—mounted)将光射入一个导光材料（Hght—guidemateria），其光均匀地分布表面。这种模块可以为灯具厂生产商所用，内置于产品，作通道、走廊、剧场或影院座号定向照明，其模块能耗从一瓦到几瓦不等。由于国外政府在节能环保的巨大压力下,采取相关政策鼓励和推广LED照明产品应用。美、日、欧盟等发达国家皆由政府成立专项，编列预算与计划推行：日本的“21世纪光照明”计划从1998年～2002年,耗费50亿日元推行半导体照明;美国的“国家半导体照明计划”从2000年～2010年，投资5亿美元；欧盟的“彩虹计划”，在2000年7月启动,通过欧共体资助推广应用白光LED。而对LED相关产品，奥地利照明设计公司采用14000只白光和彩色LED混合照明整个房间，光照水平达到600～700Lux，足够一普通办公室照明.用计算机计算白光、蓝光、蓝／绿光、琥珀和红光二极管混合效果，以获得2500～3000K暖色温，其显色指数非常接近最好的荧光灯。在瑞典,SwedZshNationalRoadAdminZstration采用LED作交通信号灯,以减少对发热量大的传统交通信号灯的需求.2005年,美国、日本、欧洲八大集团公司共同组成的固态照明系统及科技联盟ASSIST制定了“普通照明用LED寿命”技术标准，规定了普通LED寿命的定义、器件和系统测量方法.2005年12月日本出台改善与提高能源使用的促进税法,明确规定企业或机构使用LED照明取代白炽灯照明,可获得投资额130%超额折旧，或者是投资额7％的税率减免。欧盟2006年7月开始实施ROHS法案（全称是《在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》），限制含汞的荧光灯管的使用；美国加州立法者提议到2012年实行白炽灯禁止令；2007年2月澳大利亚政府宣布将逐步淘汰白炽灯。国内研究现状国内LED仅处于照明应用的初级阶段，为使LED真正进入照明领域，产业界还要做很多工作.目前在国家“863”计划新材料领域资助下,LED产业取得了重大的进展,氮化镓基半导体材料和器件实现产业化.一些科研院所，如中国科学院物理所和长春光机与物理所、北京大学、北京有色金属研究院、石家庄十三所等单位也相继开展了这方面的研究工作。目前已取得了可喜的进步,正在缩短与国际先进水平的差距.当前市场上的白光LED大都是国内LED厂家采用进口芯片和荧光粉自行封装的。由于技术力量和自主开发能力薄弱,蓝光芯片的选用和白光LED的性能受到一定限制和影响。目前，半导体照明灯已逐渐对传统照明灯具发起了挑战，已有几家著名公司先后推出此类光源样品。由于技术、工艺、生产成本等因素的影响,目前应用最多的是光转换型，其次是多色组合型.以发展的眼光来看,多量子阱型和“光子再循环”当是未来的发展趋势.但由于技术限制，生长不同结构的量子阱相对困难得多，在短时间内还不能产业化.在我国LED起步于二十世纪七十年代,至今已三十多年。全国约有100多家企业，其中95%厂家都从事后道封装生产，所需管芯几乎全部来自台湾地区或从国外进口。通过几个“五年计划”的技术改造、技术攻关、引进国外先进设备和部分关键技术，使我国LED的生产技术已向前跨进了一步.我国台湾地区是世界LED及管芯的主要产地，年产LED约40亿只，产品品种规格齐全，性能达到或接近世界先进水平，所生产的管芯也大量出口日本等国。目前，一方面我国是照明灯具产业的大国，对于半导体LED产业链经多年发展已相对完善，具备了一定基础，另一方面政府和业界适当协调,发展半导体LED照明事业大有可为。光伏发电研究现状我国光伏供电系统研究主要包括太阳能电池、逆变器、控制器等相关开发。近年来，太阳能电池研究主要集中于太阳能电池用材料研究和国产化，其研究机构主要在大学和研究所，如北京市太阳能研究所、信息产业部第18研究所、上海811研究所、中科院半导体所、上海交通大学、四川大学等等。自2005年以后，光伏产业快速发展，质量和产量提高迅速,2008年光伏组件产量已居世界第一，随着硅材料解决和薄膜太阳电池的发展，价格迅速下降，为大规模应用创造了有利条件。国内企业研究和开发能力迅速增强，已有多家单独或以产学研结合方式建立了研发中心［1]。太阳能电池是光伏发电系统的一个重要组成部分，其封装用材料EVA膜及PVF复合膜等的改性、丝网印刷用浆料国产化等研制已经开展.随着太阳能电池的逐步成熟，与之配套的储能产品—蓄电池的研发也渐渐引起重视,但市场上蓄电池仍然缺乏全部满足以下要求的产品：耐过充电和过放电能力强;比能量尽可能高；维护简单,不需要补水；无酸雾溢出，无需隔离放置；低温性能好（野外使用，无人值守)；价格便宜.这是由于国内目前很少开展这方面工作，导致了太阳能和风能发电系统专用蓄电池存在一定问题，尚须进一步研制开发。光伏供电系统建立后，控制器好坏将影响系统功效发挥是否充分，尤其国内与国际的技术水平在小型户用电源控制器上尚有一定差距,主要原因并非技术能力,而是户用电源集成商迫于市场竞争的压力,不肯选用高档控制器。如上可知，我国光伏供电系统尚需不断改进，以提高普及应用能力,满足无供电条件或条件不好时照明系统应用。在此背景下,国家科技部通过《国家科技攻关计划》、《863计划》、《973计划》等支持较大的光伏研究课题，以支持光伏产业发展。三、项目研究内容及技术路线研究内容现场勘察公路隧道的地形、地貌，收集温度、湿度、太阳能和风能资源、灾害性气象、地理特点以及车流特点；研制与车流相关的信息化智能照明系统,采用动态节能照明,满足标书要求;采用白光、黄光和红光 LED经过配色后作为隧道照明，寻求最合理配色研究；满足区段照明亮度分布与LED带状灯配置的合理性研究;适应招标文件要求车速下的LED灯亮度及允许亮度变化时间研究；声控/光控/红外线控制相结合的智能/节能型LED信息控制系统研究；各区段地面亮度自动检测信息系统研究；全直流供电系统及交直混合供电系统可行性比较研究；减少隧道内表面吸收,增加反射(如地面涂白漆），对适应性及节能效果影响的研究；进行满足智能化照明系统的太阳能发电/风力发电/油机发电/蓄电池合理匹配的研究;研究太阳能供电系统和照明系统的遥测、遥信、摇控“三遥”系统，增加整个系统的安全性、可靠性和先进性。技术路线本项目研究主要从国内外研究现状分析入手，从照明系统、太阳能供电系统、试验室模拟试验、工程设计与实施等四个方面进行研究。1、进行公路隧道太阳能照明系统的研究。这部分研究，主要包括:公路隧道照明光源、灯具和智能控制系统等三部分。2、根据公路隧道照明系统的配置功率，进行太阳能供电系统研究。这部分研究主要包括:试验室试验监测、国内类似工程对比分析、供电系统优化配置等三部分。3、进行试验室模拟试验。试验室模拟试验根据上面的研究成果,搭建了包括照明系统、智能控制系统、光伏系统三部分的试验室模拟系统。4、根据研究成果进行依托工程的设计和实施。四、项目的关键技术LED性能特点照明灯具点阵布设合理性通过光学计算，解决LED参数离散性问题,使LED照明灯具点阵布设距离最合理，照明效果最好。LED光源为点光源，中心照度较高,边缘则锐减，因此在使用时中心亮度过剩，白白损耗。在实际应用中，LED一般都是直立安装,其光线近似为以LED发光中心为顶点,以LED的光轴为中轴的倒圆锥体，因此LED分布位置直接影响照明效果。单个LED相互间距离减少时，区域叠加面积增大，亮度提高,反之则小。相邻LED混合时,根据其相互间距离，混合分布可产生一个或多个波峰，而使得局部亮度高.附近LED的光也有一部分射到该区域，但由于强度很小,对波峰和波谷的影响很小。当相邻几个LED产生一个很强的波峰时，可以将这几个LED看作一个发光单元。故在排列LED管时，应使各发光单元分布均匀，分布距离适当.电路设计过程中，综合点光源叠加后电压、电流影响、亮度水平、照明稳定性等诸多因素，研究合理匹配电路,以实现减低功耗,提高光效目的。利用智能控制系统降低能耗的研究利用智能控制系统采集各种传感器信息,经过计算，通过照明控制执行组合对隧道各个区段的亮度和照明灯具亮、灭时间进行控制,同时通过GPRS模块将有效信息传送到远程监控数据中心服务器处,管理人员可以监测到各种数据，并能根据这些数据进行人为的控制。它利用时下覆盖面最广的GPRS公共信息网进行数据传输，它可以提供高于固定因特网速率的无线数据接入方式,由于GPRS具有保持永远在线的功能,使系统能够实现实时动态监测。利用太阳能供电系统中太阳能板在不同太阳光照射变化的规律，选择太阳能板做为亮度计，建立各区段地面亮度自动检测系统.在实体工程中，采集太阳能变化规律，做为判定各区段地面亮度的基础，从而实现能耗控制，完成太阳能供电系统与照明系统功耗合理匹配的研究。五、项目的主要成果照明系统方案论证、设计及试验的研究电路设计在电路设计过程中,综合点光源叠加后电压、电流影响、亮度水平、照明稳定性等诸多因素,研究合理匹配电路，以实现减低功耗，提高光效目的。研究保护电路，减少LED串联、并联引起的多点损坏。LED点阵布设是多个LED通过串联、并联组成的阵列，在使用过程中只要有一个LED短路或开路，都会导致整条或多个LED熄灭.分析电路设计和电路布局合理性，研究散热方法，以提高LED使用寿命和保持良好工作状态.LED管芯结温超过标准限定值，将导致不可恢复性光强衰减.为解决这一问题，从电路设计和布局着手研究,提出合理设计方案以促进LED保持良好工作状态、使用寿命延长.研究交/直流电源对LED影响,选择适宜的电源方式.LED供电方式不同，将影响使用性能，尤其是交流供电本身有变频易引起LED闪烁，因此选择合适的LED可以提高照明效果。研究防止烧毁部分LED的合适驱动电路。LED点阵布设由多个LED管组成，在使用中偶尔会因能量集中而烧坏部分LED,合适的驱动电路可以一定程度上减轻相关现象的发生.不同密度照明单元密度调低后,照明灯具照度降低，功率减小，但电路板烧焦现象仍未根本解决,研究人员分析认为点光源运行中工作电流迅速增加，温度上升是导致电路板烧焦和点光源老化的原因。改进后照明灯具通过电路上改进，研究人员既解决了散热问题，又使其工作电流比原设计方案降低了近10mA，整个公路隧道照明单元功率6W左右，降低了功耗,从而使公路隧道照明太阳能供电系统低成本应用成为可能。照明灯具设计照明灯具是指能透光、分配和改变光源分布的器具，包括除光源外所有用固定和保护光源所需的全部零、部件，以及与电源连接所必需的线路附件。不同场所对灯具要求不同,本项目灯具应用在公路隧道中，要求具有较强耐腐蚀性，不易老化，防潮、防喷流.项目组从三个方面入手，一方面解决电路板安装及拆卸方便性,另一方面针对走线、散热、防潮性能设计，最后透光材料选择，从而研制的照明灯具达到安全防护等级，散热良好，拆卸比较方便，满足了使用要求。第四代灯具太阳能供电系统研究及方案设计的研究本项目根据当地太阳能资源，实现光伏发电；同时，对照明系统进行智能控制，以降低功耗，从而为解决太阳能供电系统在特定时间内的严重亏电问题奠定基础.本项目针对不同混合光伏系统计算，分析柴油发电机、风力发电机为辅助电源满足恶劣天气下系统电力需求的成本和效果，选取有利方案保证隧道内照明系统供电。太阳能光伏发电辅助小型油机发电“太阳能光伏发电辅助小型油机发电“三遥”智能控制仪蓄电池储能LED照明灯公路隧道太阳能照明系统结构图太阳能供电系统主要包括光伏组件（阵列)、蓄电池、逆变器、控制器：光伏组件：把太阳能转换成电能的装置接线箱：汇总太阳电池组件的配线。内装有防雷器、回流防止器和开关等。充电控制器：蓄电池的过充电保护装置。逆变器：将直流电转换成220V50Hz的交流电.内装输入电压控制、过载保护装置等。蓄电池:电能储藏装置.根据吉林省年日照时数大于2000h，辐射总量高于586kJ／cm2·a，是我国太阳能资源较丰富地区的特点,本项目采用混合光伏系统.公路隧道太阳能照明系统研究中照明系统为直流220V供电,因此其供电系统不需要采用逆变器进行直交流转换。选择太阳电池组件时，要求有一定的标称工作电流输出功率,工作寿命能正常工作20—30年，有足够的机械强度,能经受在运输、安装和使用过程中发生的冲突、振动及其它应力，组合引起的电性能损失小，成本低。室内模拟试验的研究智能控制系统智能控制系统根据车流状况和隧道口照度适时调整隧道内照明状况,以满足交通部关于隧道照明的要求，同时可以将隧道内各种状态通过GPRS传送到中央控制计算机上，方便统一管理。三遥系统实验用干电池、可变电阻制作成一个简单的模拟电路，这个电路用来代替实际电路中从电流/电压传感器输出的0～5V信号。记录该电路输出的电压和遥测的结果，并进行对比。该实验验证了基于GPRS技术的遥测系统的可行性。车流控制照明实验用计算机发出仿真车流信号，并以此信号控制隧道照明.本实验主要验证照明控制逻辑的正确性,并检验软件的质量六、项目的依托工程依托工程的实施地点选择在位于吉林省靖宇县内的朝长公路花园隧道。朝长公路花园隧道，是山岭区二级公路隧道，全长824米，计算行车速度为40公里/小时，设计交通量5469辆/日。其地理位置在东经127。05°，北纬42.30°。隧道所在地历年各月平均最低气温-18。7℃,极端最低气温为-37。7℃，最大冻深为126cm，最大平均自然风速3。6m/s，最小平均风速0.8m/s，洞外自然亮度3000cd/m照明系统设计总功率为8千瓦，太阳能供电系统21KW.在试验工程开始前，项目组对灯具进行改进,每盏灯功率为6W左右。824米隧道设置灯具812套,总功率近5.4千瓦,经计算太阳能供电系统为18千瓦.朝长公路花园隧道全长824米,试验工程采用LED太阳能电源系统设计将针对朝长公路花园隧道照明工程的实际情况（地理、气象及负荷等条件)，在首先保证系统安全、可靠、负荷能够满足正常使用的前提下，使系统各部分的容量设计达到合理配置。通过对相关隧道减光设施的调研，参照国内减光设施设计理念，依据公路隧道照明设计规范，对朝长公路花园隧道依托工程进行了设计，为了加快项目进度，在小盘岭隧道进行了实施。小盘岭隧道减光及隧道内照明效果左图为小盘岭隧道减光设施。方案采用了阳光棚设置，通过侧面漏光解决洞口亮度渐变。在小盘岭隧道实施后，减光效果并不理想，未达到减光效果.在朝长公路花园隧道洞口两侧均为弯道，不适宜进行减光系统实施，因此本试验工程未进行减光系统实施，并参照复兴东路隧道减光段设计,对依托工程减光设施进行改进，为以后其他工程应用奠定了基础.太阳能供电系统照片安装照明系统后的花园隧道依托工程充分利用了LED长寿命、能耗低的特点，成功地解决了公路隧道照明系统能耗过大,太阳能供电成本较高的问题;较好地采用了项目室内试验中积累的太阳能供电系统配置指标，解决了实际工程中公路隧道照明系统太阳能供电系统配置优化问题，既保障公路隧道照明质量,又降低了工程造价，对依托工程起到了良好的支撑作用。通过依托工程的修建，以及对其一年的观测和监测，不仅验证了室内试验研究成果，并且解决了室内试验研究成果在实践工程中推广应用的关键技术问题，加速了研究成果的转化，完成了项目合同规定的内容，实现了预期目标。七、经济、社会及环境效益分析社会效益在2001年以后，中国经济发展迅猛,电力需求以每年超过20％的速度增长,2003年全国出现电力供应严重不足的现象.按照目前的经济发展趋势和中国的资源情况，2010年电力缺口将达到6%，2020年则会增加到11%,因此仅仅使用煤电、水电、核电是不够的，需要由可再生能源如太阳能光伏发电来补充和缓解，因此光伏发电越来越引起人们的重视。光伏发电不仅有投资规模较小，养护费用低,使用周期长等特点，而且还具有保护环境，无污染的特性,因此具有显著的社会效益。光伏系统应用，更好地保护了生态环境随着全球很多地区气候变暖，自然频繁发生，酸雨范围越来越广等现象的出现,人们逐渐认识到保护环境，防止污染已经到了刻不容缓的地步。仅CO2全球每年排放量就超过500亿吨，并且在不断增加。我国目前能源消费只占世界8%-9%，并且利用率不高，以燃煤为主，煤炭所含的硫等有害成分很高。我国SO2排放量占世界的15.1%,为世界第一；CO2排放量占世界的13.6％，列世界第二。因此备受世界关注。我国必须作出巨大努力，来改变这种状态，太阳能供电系统的使用对于减少污染具有重要意义。安装1kW太阳能光伏发电系统，每年可减少CO2排放量约2。3t。扣除在生产太阳电池及设备的过程中所消耗的电力，可至少相当于减少CO2排放量1.14kg.依此计算,本项目17kW太阳能供电系统以每天发4小时电计算，一年发电2万千瓦时，因此可减少CO2排放量近30吨。，公路隧道采用太阳能供电系统,能够有效解决常规电网存在的局限性,促进了当地经济的发展。据统计，我国到2005年末还有大约1200万人口没有用上电，主要居住在西部地区，且居住分散，很难用常规电网解决用电问题，没有电力供应严重制约了当地经济的发展，因此太阳能供电系统的应用，有效解决了常规电网很难解决的用电问题，促进了经济发展，具有显著的社会效益.经济效益公路隧道太阳能照明灯具研发完成后，将取代公路隧道中常规照明用100瓦/套的高压钠灯.由吉林省交通科学研究所研制的照明灯具在满足隧道照度要求下,一套灯具为6W左右。采用自主研发的照明灯具和智能控制系统，可节约太阳能供电系统建设成本140万元。以本依托工程朝长公路花园隧道为例，824米隧道采用LED灯按基本段布设，共布设灯具812套，总功率近6千瓦,为原设计总功率的1/5,因此照明系统总功耗降低80%。根据花园隧道所在地太阳能资源估算,本照明系统配置太阳光伏供电系统需17kW,以50元/WP计算，需同样按基本段照明，若使用高压钠灯每12m布设一套,则需100瓦150套灯具，总功耗为15千瓦，使用太阳能供电系统至少需45千瓦，因此太阳能供电系统相同单价情况下,需225万元。因此，LED照明灯具使用减少了太阳能供电系统成本140万元。采用自主研发的照明灯具，十年共增加维护成本110万元。高压钠灯以18个月全部更换一次计，十年至少更换六次，每次更换150个灯泡,每个120元计算,则需10万元。而采用LED灯以12个月更换一次计，十年即需更换10次，每次更换812块点阵，需要12万元，十年即120万元，因此采用LED太阳能照明系统维护较高压钠灯要多支出110万元。公路隧道照明系统采用太阳能供电,十年可节约运营成本120万元。相对用电费用，原设计照明用电是采用附近的农电，据调查农电价格为1元/度，花园隧道每年用电量为28万千瓦时，所需费用28万元，而太阳能光伏系统为自发电，不发生此类费用，因此每年节省用电费28万元。太阳能供电系统可使用25年，我们以十年计算，可节约电费280万元。扣除每三年更换一次电池需要费用70万元计算，则可节约电费210万元采用油机互补主要弥补太阳能供电系统在天气不良状态下的供电要求，每年至少要5次，以每次十天计需柴油3m3因此采用太阳能与油机互补方式供电，扣除油机发电成本,十年可节约运营成本120万元。公路隧道照明系统采用太阳能供电,可节约建设成本110万元.从应用成本上来说，为保证隧道照明系统供电，需从当地就近取电建立供电系统至隧道洞口,具体预算如下:公路隧道太阳能照明供电系统主要工程数量表序号名称单位常规供电系统太阳能供电系统数量费用（万元）数量费用(万元)1变压器台19.52低压开关柜台14。53柴油发电机组套132。015.04配电系统过电压保护器套13.45高压负荷开关组12。66参数稳压电源套145。013.07EPS电源台19。08照明控制柜套117.019优化避雷针套14。012。010防雷塔杆套12.410。611接地棒套23.610.412变压器至低压柜电缆米204。013低压柜至照明控制柜电缆米503。0114太阳能电池块14484.015蓄电池块11020.016设备安装费小计:40.025。0小计变电所安装总价：180.0140.0另外10KV线路费用：60.0变电所建筑费用：20.0110。0合计：260150万元由上表可知，常规照明供电系统变电所设备总费用约180万元，10kV线路费用约60万元，变电所建筑费用近20万,三项总费用为260万元，不包括场区征地等相关费用。公路隧道太阳能照明供电系统光伏系统每瓦按50元计,本项目共配置17kW，总造价为85万元,蓄电池20万元，柴油发电机等10万元,安装费25万元,三项总合计140万元。78平方米配电室10万元，共需150万元，仅此一项即可节约110万元。以上（1）—（2)+（3)+（4）各项合计，共节约260万元.综上所述，本项目采用太阳能光伏系统自发电照明，不仅费用较低，维护量小，而且有效地解决了运营期投入大，照明费用养护部门承担不起的问题，一次经济效益可观。八、存在的问题与措施建议伴随着试验工程的修筑，在调查测定及长期系统的观测分析中完成了课题的主要研究内容，达到了预期目标。但是,目前取得的成果只能说是阶段性的。项目组通过近一年的观测分析,得到的一些研究结论和成果是初步的，还需要长时间实际运营的验证。纵览项目研究的全过程，总结课题研究工作，主要存在问题及改进措施如下:LED照明灯的衰减问题是未来推广中主要需要解决的问题，将直接影响应用成本;LED照明灯的衰减问题产生主要原因有以下三方面：LED自身性能影响；照明灯具污染;照明电路存在一定缺陷。为解决这些问题，提高公路隧道LED照明灯的使用寿命，首先通过应用中不断试验、观测及比选，选择最适宜公路隧道照明系统应用LED产品；然后通过观测照度变化,排除其他造成衰减的因素，确定污染造成LED照明亮度衰减周期，进行定期清洗；最后通过电路散热、稳流等电路的不断改进，保持LED稳定性,提高使用周期.LED管芯结温超过标准限定值，将导致不可恢复性光强衰减。为解决这一问题，从电路设计和布局着手研究，提出合理设计方案以促进LED保持良好工作状态，延长LED使用寿命;另外，采用智能控制系统控制LED点亮时间，从而延长使用时间。智能控制系统直接影响太阳能供电系统匹配，影响建设成本；LED照明灯与高压钠灯相比，减少公路隧道太阳能照明系统电能损耗近60%,降低了太阳能供电系统成本,但对于实现公路隧道太阳能照明系统的进一步推广应用，需进一步降低其使用成本，因此改进智能控制系统控制时间、对象,与太阳供电系统有机结合、共同控制，将实现公路隧道照明系统用电成本减少和供电系统成本降低，从而为减少建设成本奠定坚实基础。公路隧道太阳能照明系统缺乏统一标准.不同公路等级LED照明光源适宜的照度值，