一种煤矿矿灯房光伏供电方案

山东贵诚集团购物中心有限公司 刘多智

一种煤矿矿灯房光伏供电方案

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针对现有煤矿矿灯房传统的供电方式存在电能消耗大的问题，本文给出了一种光伏供电解决方案。利用光伏发电技术，通过在矿灯房顶置光伏发电设备，将其作为独立电源供矿灯充电使用，同时具有储能作用，可实现矿灯房的可持续供电。该供电方法不仅能有效解决矿灯能耗问题，提高经济效益，还是一种绿色环保的可再生能源利用新形式。

矿灯房；供电方式；光伏发电

1 引言

在清洁能源使用的大力提倡下，太阳能作为一种纯净无污染的可再生能源已得到广泛关注，为有效利用太阳能而产生的一种主要转换方式即为光伏发电。由于我国大多数煤矿厂区常独立建在较偏远地区，其中耗电量较大的矿灯房仍依靠接入电网供电，这种供电分布对电网而言较为分散，不利于节能降耗的供电要求。因此，为保证高效、经济、环保的电能使用，本文以煤矿矿灯房供电方式为研究对象，因地制宜，对原供电系统进行改造，给出一种有效的光伏供电系统解决方案。

图1 原矿灯充电架供电原理图

图2 接入光伏发电结构的矿灯供电原理图

2 矿灯房原供电原理

在厂区中，通常由地面变电所的低压控制柜输出作为矿灯房的总接入电源，再通过矿灯充电架为矿灯进行充电，如图1所示为充电架的原理图。

充电架的主回路采用C型饱和电抗器L进行调压，经整流变压器T，硅整流元件D1-3等输出直流供矿灯充电使用。控制回路则包括手动调节和自动恒压控制两种模式，其中手动部分可根据实际需要进行调节，通过改变磁盘电阻器RM的阻值大小来改变饱和电抗器直流线圈中激磁电流的大小，从而实现输出电压电流的调整；而自动恒压功能则通过将电压取样信号与基准电压进行比较，再经放大、推动送至调整管Q1，由Q1改变饱和电抗器激磁电流的大小来实现。

3 接入光伏发电结构的矿灯供电原理

对原矿灯房供电方式进行改造，利用太阳能光伏发电技术，设计顶置光伏供电系统作为矿灯房的电能来源，这种方式可节省电费开支，经济效益显著。

如图2所示为接入光伏发电部分后的矿灯供电原理图。图2中，光伏发电部分主要由光伏组件构成的光伏板、最大功率跟踪MPPT控制器、充放电控制器、蓄电池组、逆变器等组成。矿灯房即作为此供电系统的充电负载。

此系统的基本工作原理为：光伏阵列在晴天光照下吸收能量，将太阳能转换为电能对负载进行供电，同时利用充放电控制器对蓄电池组进行充电储能；在阴天或夜晚时，则利用充放电控制器使蓄电池组释放能量对直流负载进行供电，同时供电给逆变器，将直流电转换为交流电，给交流负载使用。

4 总结

本文首先对原矿灯房供电系统的工作原理进行了简单分析，在此基础上给出利用光伏发电技术来改善其供电方式的方案，并分析了接入光伏发电结构后的矿灯供电系统的原理，该方法可就地解决矿灯房的供电问题，并且经济环保，具有较好的推广应用价值。

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刘多智（1972—），男，助理工程师，主要从事机电、电气方面的工作。