隧道入口段太阳光直接照明的光能分析
公路隧道太阳能照明的研究
毛明科 丁一 （ 汉纺织大 学 电子信 息工程学 院 湖北武 汉 武
４０７ ） ３ ０ ３
摘 要： 在公路隧 道的运 营费用 当中， 照明 占 了 大的比 饲。 很 本文介 绍的公路 隧道 照明 系统是采 用 节能环保 的太 阳能Ｌ Ｄ Ｅ 照明 ， 用基于 使 Ｃ 现 场总线 的分布式控 制 ， ＡＮ 这样 既 节省 了成 本， 又提 高 了对 隧道 交通的服 务质量 。 关键词 ： 公路隧道 太 阳能 Ｌ Ｄ Ｃ ￣ 场总线 Ｅ ＡＮ １ ￣ 中 图分 类 号 ： ４ Ｕ ５ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ： ６ ２ ７ １ ２ ］ ） ５ｂ 一 ０ ２ １ １ ７ —３ ９ （ ０ ０ ０ （） ０ ０ —０ 当 今 社 会 ， 能 与 环 保 是 人 们 最 为 关 节 注 的两 大 问题 。 传 统 能 源不 断 枯 竭 ， 在 以及 它 们 所 带 来 污 染 的 同 时 ， 求 一 种 可 再 生 寻 的 环保 的 新 能 源 是 迫 不 及 待 的 任 务 ， 太 而 阳 能正 是 在 这 种 背 景 下 应 运 而 生 。 着 经 随 济 的快 速 发 展 ， 们 对 用 电量 也 在 不 断 的 我 提 高 ， 阳 能 发 电 将 会 在 未 来 对 用 电 紧 张 太 的 状 况 得 以缓 解 。 目前 ， 在 推广 及 使 用 的 正 太 阳 能 照 明 就 是 解 决 这 一 状 况 的 主 要 途 径 。 公路 隧 道 的 照 明 中 ， 果 引用 这 种 太 在 如 阳能 Ｌ Ｄ照 明 ， 通 过 上 位 机 进 行 远 程 监 Ｅ 并 控 ， 将 会 降 低 整个 工 程 的 运 营 成本 、 少 这 减 交 通 事 故等 。
１ 公路隧道照 明的背景
隧道入口段直接反射式太阳光照明的仿真设计
隧道入口段直接反射式太阳光照明的仿真设计引言截至2017年底，全国公路隧道为16 229处[1]。
由于隧道的特殊构造以及人眼的视觉效应，隧道照明不同于一般的道路照明，必须通过特殊的照明设计减轻甚至消除“黑洞效应”的影响，以确保行车安全，而与之相应的是隧道照明能耗问题日益突出。
隧道入口段位于洞外亮环境与洞内暗环境的交界处，对照明的要求最高。
隧道入口段也是最接近外界亮环境的路段，如果能将外界的太阳光引入隧道入口段进行照明，则既可以实现隧道照明的节能[2]，又可以实现洞内亮度与洞外亮度的自然匹配。
目前隧道采用太阳光进行直接照明的方法主要有光纤太阳光照明以及导光管照明。
但是光纤太阳光照明主要存在控制精度要求高、光能耦合效率低、建设成本高等问题[3-7]；而导光管照明主要存在系统集光面积小、反射次数多导致整体效率极低、安装改变隧道结构等问题[8,9]。
利用反射镜将隧道外太阳光直接反射入隧道内进行隧道照明，则是一种更为直接的隧道照明方法[10]。
本文提出采用一次或几次反射的方式，直接利用太阳光实现隧道入口段路面增强照明。
1.5.1 根际土采集在2013年5月(苗期)、7月(抽雄期)、8月(灌浆期)和9月(成熟期)采用5点法采集玉米根际0～25 cm土样，每个处理3个重复，将相同重复处理土样均匀混合后分成2份装入无菌塑料袋中，低温迅速带回实验室。
1份土样进行土壤酶活性的测定，另1份新鲜土样迅速进行3大土壤微生物数量计数。
1 直接反射式太阳光照明系统直接反射式照明系统主要由单面反射镜以及阳光跟踪装置组成。
由于太阳光是时刻变化的，为保证系统输出的光能达到最强，需要对反射镜进行二维控制将阳光投射入洞内进行照明。
但阳光的光能过于集中，需要对其进行发散后才能用于路面照明。
图 1是采用凹面反射镜对收集的太阳光直接对路面进行发散照明的方式；图 2是在隧道拱顶涂覆漫反射涂层的方式，通过平面镜将光线投射至拱顶经过其发散作用实现路面照明。
新能源在隧道照明中的应用如何
新能源在隧道照明中的应用如何在当今社会，随着能源需求的不断增长和环境保护意识的日益增强，新能源的开发和应用成为了热门话题。
在众多领域中，隧道照明也迎来了新能源应用的变革。
那么，新能源在隧道照明中的应用到底如何呢？首先，让我们来了解一下常见的新能源类型。
太阳能、风能、水能等可再生能源是目前备受关注的领域。
太阳能作为最为常见的新能源之一，其在隧道照明中的应用潜力巨大。
通过太阳能电池板将阳光转化为电能，并存储起来供隧道照明使用，这一方式具有诸多优点。
太阳能在隧道照明中的应用具有显著的优势。
其一，太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源，只要有阳光照射，就能够产生电能。
这对于隧道照明来说，意味着长期稳定的能源供应，减少了对传统电网的依赖。
其二，太阳能的安装相对灵活，可以根据隧道的地理位置和光照条件进行合理布局，充分利用自然资源。
例如，在隧道口或者隧道周边开阔地带安装太阳能电池板，能够最大程度地接收阳光。
然而，太阳能在隧道照明中的应用也面临一些挑战。
天气条件是一个重要的影响因素。
在阴雨天气或者夜晚，太阳能电池板无法有效地产生电能，这就需要配备足够容量的储能设备来保障照明的连续性。
另外，太阳能电池板的成本较高，初期投资较大，这在一定程度上限制了其大规模应用。
除了太阳能，风能在隧道照明中也有一定的应用前景。
在一些风力资源丰富的地区，可以利用风力发电机为隧道照明提供电能。
风能的优势在于不受昼夜和天气条件的限制，只要有风就能发电。
但同时，风能的稳定性相对较差，并且风力发电机的安装和维护成本也较高。
水能在隧道照明中的应用相对较少，主要是因为隧道周边通常不具备大规模开发水能的条件。
但在一些特殊的地理环境中，如靠近小型水电站的隧道，也可以考虑利用水能来为照明系统供电。
新能源在隧道照明中的应用，不仅带来了能源供应方式的改变，还在节能环保方面发挥了重要作用。
传统的隧道照明通常依赖于电网供电，而电网中的电能大部分来自于化石能源的燃烧，这会产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境造成不利影响。
短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势分析
短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势分析太阳光光纤照明技术具有环保节能的优势。
太阳光是可再生的能源，不会对环境造成污染。
相比传统的照明方式，如白炽灯和荧光灯等，太阳光光纤照明技术无需额外消耗能源，不会产生废气和废水等污染物，具有较低的能源消耗和碳排放量，有利于减少能源的浪费，减少对环境的污染。
太阳光光纤照明技术具有稳定可靠的优势。
太阳光光纤照明系统通过太阳能电池板将太阳光转化为电能，然后将电能储存于电池中，以供隧道内的照明使用。
这种系统具有自动充电和自动发光的功能，不受电网供电受限，不会受到突发停电等问题的影响。
太阳光光纤照明系统不需要频繁更换灯泡，相对传统照明方式具有较长的使用寿命，降低了维护成本和频率，提高了系统的可靠性和稳定性。
太阳光光纤照明技术具有灵活性和安全性的优势。
太阳光光纤可以通过光纤光束进行传输，可以在隧道内的无数个小点进行照明，而不是像传统的照明方式那样在隧道壁上安装许多灯泡。
这样的设计使得太阳光光纤照明系统更加灵活，可以根据实际需要进行定制。
太阳光光纤照明技术的光源隐藏在太阳能电池板中，无线电波辐射较小，减少了对人体健康的影响，提高了工作人员的安全性。
太阳光光纤照明技术具有美观的优势。
太阳光光纤可以根据需要发出不同的颜色和亮度的光，可以根据设计师的要求打造各种各样的照明效果，大大提升了隧道的美观度。
并且，太阳光光纤照明系统的光源可以隐藏在太阳能电池板中，不会破坏隧道的整体设计和美感。
短隧道采用太阳光光纤照明技术具有环保节能、稳定可靠、灵活性、安全性和美观等诸多优势。
随着太阳光光纤照明技术的不断进步和应用，相信它将会在未来得到更广泛的推广和应用，为短隧道的照明需求提供更好的解决方案。
公路隧道入口段光伏供电照明的投资与降碳效益分析
摘要:投资效益决定了公路隧道太阳能光伏供电系统的经济可行性，也影响着建设单位的投资积极性。
本文以一级公路隧道洞口段照明系统利用光伏供电模式为例,介绍了其投资成本构成，包括太阳能光伏组件成本、蓄电池采购和更新成本等，根据投资回收期分析，光伏供电模式的投资回收期约为10年；然后介绍了蓄电池容量和并联数、太阳能组件串联数、日发电量、并联数和方阵功率计算方法；最后得出结论，光伏供电模式体现了良好的降碳和环保效益。
1工程概况某一级公路隧道位于浙江省绍兴市，设计速度为80km∕h,左线里程为Kll+329〜Kll+987,长658m,右线里程为Kll+363-Kll+866,长503n‰以该隧道右洞作为研究对象，其灯具在入口段和出口段采用两侧对称布设方式，灯具安装在两侧电缆桥架上，加强段灯采用功率为150W.80W>40W 的1.ED 灯，设置4个回路，分别为基本照明回路ZA 、YA 以及加强照明回路C 、Do 入口段灯具平面布置图如图1,出口段灯具平面布置图如图2所示。
入11fil248m图1入口段灯具平面布置图0«0SE30,ΔSF30OBE OeWOeZOω00«F0«0SRZA4∙YA4∙出因呈H更凶S-FJS1.WM1.F巨冈县H JS1.®圆FJS1.BOs-F5*2,4∙12m8ms38E308区OnVEOeBO∞V 1.08凶08七Oe冈8β08WOBHZA7∙YA7∙o®0︒8E 08凶08E 08忸︒8七0®r0«F ︒8E0∞F80︒8七6B6・ZA∙YA∙OB ︹I>OeF o®0︒8H200∞F8凶OBr8W 08力OeW08E7,17l∙12m 法道中技»b优显F巨凶呈,»窗呈F »&0ς-F 管冈虽力N。
出冈区F 斗区mF »闻员力xb 凶mR »同S-H »1.WoSG图2出口段灯具平面布置图根据入口段及出口段的灯具布置图统计得到各照明回路对应的灯具数量和功率，见表I o表1出入口段各回路的灯具数量和功率照明段照明回路 灯具数量 灯具功率/W 备注加强照明C24 150 各网路开通时段 入口段1加强照明D 24 150 加强照明C 基本照明ZA 4 50 (7:00~19:00) 基本照明YA 4 50 加强照明D加强照明C24 80(9:00~17:00)入口段2加强照明D 24 80基本照明YA 4 50 基本照明ZA 加强照明C 8 80 (6:00-22:00)加强照明D8 80 基本照明YA 出口段基本照明ZA 5 50 （24小时开通）基本照明YA550设定光伏发电系统仅为出入口段的加强照明回路C 和D 供电，先分别计算出两个回路上所有加强灯的功率，再根据照明回路开通时间，得到两个回路的用电量，最后得到日用电量123.2kW∙h,见表2o表2洞口段加强照明日用电量照明网路 功率和/W工作时长/h 用电量ZkWh加强照明C24×150+24×80+8×80=6160 12 73.92 加强照明D24×150+24×80+8×80=6160849.28 总和123.20磁道中成..11I ；12411∙ 26≈12m工程投资分析基于光伏供电模式的公路隧道洞口段照明系统包含太阳能光伏组件、太阳能充放电控制器、蓄电池、功率表、加强照明回路灯具等（图3）。
短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势分析
短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势分析
太阳光光纤照明技术是一种新型的光源，它利用太阳光能够经过光纤直接传输光线到光点，实现采光照明。
在短隧道的采光照明中采用这种技术有以下优势。
一、能够提高能源利用率
太阳光光纤照明技术在采光照明中利用自然光，避免了传统照明方式中的额外耗能，因此能够大幅提高能源利用率，减少照明能耗。
同时，采用太阳光光纤照明技术的短隧道还能避免夜间因照明需求而额外消耗能源的情况。
二、有利于环保
太阳光光纤照明技术的应用与自然光协同运用，减少了对环境的污染，符合现代社会对环保的要求。
相比较传统的人工智能照明方式，太阳光光纤照明技术不需要使用电能，减轻了公共基础设施对非可再生能源的依赖，同时对环境进行保护。
三、提高照明效果
传统的照明方式在照明效果方面往往存在不稳定、失真、光照不均匀等情况。
而太阳光光纤照明技术利用太阳光采光照明，其光线柔和、明亮、照射范围广阔且不会产生过度的光线闪烁，因此提高了照明效果，增强了照明观感。
四、降低运维成本
太阳光光纤照明技术不需要像传统的人工智能照明方式一样需要更换能源设施和维护设备。
其维护成本较低，能够有效地降低运维成本。
五、提高工作效率
短隧道采用太阳光光纤照明技术后，其光线柔和、明亮、照射范围广阔。
这不仅增强了照明效果，还有助于减轻驾驶员的疲劳感，提高工作效率并保证了行车安全。
因而，这种技术在道路交通领域的应用前景广阔。
总之，太阳光光纤照明技术在短隧道的采光照明中有多方面的优势，包括：提高能源利用率、有利于环保、提高照明效果、降低运维成本和提高工作效率等。
这种技术将会在未来的采光照明领域得到广泛的应用。
短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势分析
短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势分析隧道是现代城市交通建设重要组成部分，对于城市交通的畅通和安全起着至关重要的作用。
为了确保隧道内的灯光能够清晰明亮、节能环保，采用太阳光光纤照明技术成为现如今隧道照明的主要手段之一。
随着科技的不断发展，太阳光光纤照明技术已经成熟并应用到了短隧道的照明中。
本文将对短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势进行分析。
一、节能环保短隧道采用太阳光光纤照明技术的首要优势就是节能环保。
在现代社会，节能减排是一个永恒的话题。
传统的隧道照明设施主要依靠电能供给，耗电量大、成本高。
而采用太阳光光纤照明技术的照明系统可以最大限度地利用太阳能资源，将太阳光直接导入隧道内，实现光线的照明作用。
这样不仅可以减少对传统能源的依赖，还可以降低运营成本，满足节能减排的需求，有利于环境的改善。
二、安全可靠短隧道采用太阳光光纤照明技术的另一个优势在于其安全可靠性。
太阳光光纤照明技术可以确保隧道内的光线清晰明亮，提高车辆和行人的可见度，从而增加交通的安全性。
与传统的照明设施相比，太阳光光纤照明技术不会因为供电不稳定或者灯泡损坏导致照明出现问题，保证了隧道内的持续照明和安全通行。
三、维护成本低短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势之一还在于其维护成本低。
传统的隧道照明设施在运行过程中需要经常更换灯泡和维护设备，这不仅需要耗费人力物力，还增加了运营成本。
而太阳光光纤照明技术可以大大减少这些维护成本，光纤照明设备寿命长、稳定性强，避免了频繁维护的情况，保证了照明设施的持续运行和运营成本的降低。
四、美化环境短隧道采用太阳光光纤照明技术的另一个优势在于其美化环境的效果。
光纤照明技术可以通过灯光的变换和控制，创造出多种多样的光影效果，使得隧道内部的灯光更加柔和、舒适、美观。
这不仅可以提升隧道内部的整体环境氛围，还可以为市民和游客提供更加舒适的通行空间，提高城市形象和品位。
五、具有良好的应用前景随着科技的不断发展和社会的不断进步，太阳光光纤照明技术在照明行业中应用的前景广阔。
短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势分析
短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势分析短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势之一在于其绿色环保。
太阳光光纤照明系统通过在隧道顶部设置太阳能集热板，将太阳能转换为电能，再通过光纤传输光线到隧道内部，实现照明的目的。
相比传统的照明系统，太阳光光纤照明系统不需要额外的电力供应，不会产生二氧化碳等污染物，具有零排放的优点。
在当前全球注重环保的大背景下，绿色环保的照明系统得到了越来越多的关注和应用。
短隧道采用太阳光光纤照明技术还具有节能高效的优势。
隧道照明系统一直是交通能耗的大头，而太阳光光纤照明系统因为利用太阳能进行光线照明，从根本上解决了能耗过高的问题。
白天太阳充足时，太阳光光纤系统可以完全使用太阳能进行照明，无需消耗电能；而在夜晚或阴雨天气，也可以通过储存能量进行照明，从而节约大量的电力资源。
据统计，相比传统的隧道照明系统，短隧道采用太阳光光纤照明技术每年能够节约能耗达到50%以上。
短隧道采用太阳光光纤照明技术还具有安全性高的优势。
相比传统照明系统的路灯模式，太阳光光纤照明系统可以实现全方位的均匀照明，消除了明暗对比造成的视觉疲劳和盲区，提高了行车安全。
特别是在进出口处，太阳光光纤照明系统能够有效减缓光线的变化，让过渡更加平稳，为驾驶员提供更好的行车体验和安全保障。
太阳光光纤照明系统还具有较长的使用寿命和较低的维护成本，大大减少了隧道照明系统的故障率和事故风险。
短隧道采用太阳光光纤照明技术还具有良好的舒适度和美观度。
太阳光光纤照明系统通过光纤传输光线，可以将太阳光自然的洒满整个隧道，保持充足的自然光照，不仅提高了隧道内的亮度，也让驾驶员感受到更加舒适的行车环境。
太阳光光纤照明系统还能实现多彩的动态变化效果，不仅可以提高视觉效果，也可以为隧道增添一道独特的景观。
从而改善了驾驶员的行车体验，提高了隧道的整体美观度。
短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势明显，不仅绿色环保、节能高效，还具有安全性高、舒适度好和美观度高的特点。
公路隧道入口段光伏供电照明的投资与降碳效益分析
第19卷 第94期 交 通 节 能 与 环 保Vol.19 No.2 2023年04月 Transport Energy Conservation ＆ Environmental Protection April. 2023doi: 10.3969/j.issn.1673-6478.2023.02.022公路隧道入口段光伏供电照明的投资与降碳效益分析刘 佳 1，张雨帆1，杨继厅1，范媛媛2，郑国平2（1. 浙江数智交院科技股份有限公司 浙江 杭州 310030；2. 杭州新奥土木工程技术有限公司 浙江 杭州 310051） 摘要：投资效益决定了公路隧道太阳能光伏供电系统的经济可行性，也影响着建设单位的投资积极性。
本文以一级公路隧道洞口段照明系统利用光伏供电模式为例，介绍了其投资成本构成，包括太阳能光伏组件成本、蓄电池采购和更新成本等，根据投资回收期分析，光伏供电模式的投资回收期约为10年；然后介绍了蓄电池容量和并联数、太阳能组件串联数、日发电量、并联数和方阵功率计算方法；最后得出结论，光伏供电模式体现了良好的降碳和环保效益。
关键词：公路隧道；照明系统；光伏供电；投资；降碳 中图分类号：U453.7文献标识码：A文章编号：1673-6478（2023）02-0118-04Investment and Carbon Reduction Benefit Analysis of Photovoltaic Powered Lightingat the Entrance Section of Highway TunnelsLIU Jia 1, ZHANG Y ufan 1, YANG Jiting 1, FAN Yuanyuan 2, ZHENG Guoping 2 (1. Zhejiang Institute of Communication Co., Ltd., Hangzhou Zhejiang 310030, China;2. Hangzhou New Austria Civil Engineering Technology Co., Ltd., Hangzhou Zhejiang 310051, China)Abstract: The investment benefit determines the economic feasibility of the highway tunnel solar photovoltaic power supply system, and also affects the investment enthusiasm of the highway investor. Taking the photovoltaic power supply mode for the lighting system at the entrance of a first-class highway tunnel as an example, the composition of its investment cost is introduced, including the cost of solar photovoltaic modules, battery cost and maintenance costs, etc. According to the analysis, the payback period of the photovoltaic power supply mode is about 10 years. Then, following issues are introduced including battery capacity and parallel connection number, solar modules number in series, daily power generation, number of parallel connection and calculation method of the square array power. Moreover, it is concluded the photovoltaic power supply mode reflects good carbon reduction and environmental protection benefits.Key words: highway tunnel; lighting system; photovoltaic power supply; investment; carbon reduction0 引言为了保障行车安全，公路隧道照明系统通常需要全天候开启，因此，其能耗是公路隧道各大系统中最大的。
一种把大量阳光导入到隧道用于照明的技术方案
一种把大量阳光导入到隧道用于照明的技术方案随着城市发展和建设，地下通道隧道的数量不断增加，而隧道的照明问题一直是一个需要解决的难题。
隧道内部通常无法获得足够的自然阳光，因此需要人工照明。
传统的人工照明方式既不环保又费能，而且需要长期维护和更换灯具，给城市管理带来一定的负担。
一种把大量阳光导入到隧道用于照明的技术方案备受关注。
在实现隧道阳光导入用于照明的技术方案方面，目前有几种不同的方法。
下面我们将详细介绍一种将大量阳光导入隧道的技术方案。
一、技术原理这种技术方案的核心在于采用反射技术，将自然阳光通过反射镜或者光导纤维导入到隧道内部，从而实现隧道的照明。
在阳光照射充足的地方，通过反射器或者光导纤维将阳光引导到地下隧道或者地下空间，从而实现自然光照明。
这种技术方案不仅可以解决隧道的照明问题，还可以有效节省能源和降低城市管理成本。
二、技术方案1. 反射技术利用反射器将自然光线导入到隧道内部。
在隧道口或者顶部设置反射器，通过精心设计反射曲线和表面材料，将光线聚焦到隧道内部。
这种方式可以实现较高的光照效果，但是需要考虑到不同季节和不同时间段的太阳角度和光照强度变化，需要提前进行充分的光学设计和计算。
2. 光导纤维技术利用光导纤维将自然光线导入到隧道内部。
通过在地面或者隧道顶部设置光线采集器，将阳光聚集到光导纤维上，然后通过光导纤维将光线导入到隧道内部。
这种方式可以更加灵活地实现阳光的导入，但是光导纤维的选择和敷设需要充分考虑到光线损失和材料耐久性的问题。
三、技术优势1. 环保节能通过将自然光线导入到隧道内部，可以实现节能环保的照明效果，减少对传统人工照明的依赖，降低城市能源消耗和碳排放。
2. 维护成本低采用自然光照明技术方案可以减少灯具的使用和维护，减少人力和物力成本，降低城市管理成本。
3. 提升城市形象采用自然光照明技术方案可以提升隧道照明效果，改善城市地下空间的舒适性和宜居性，提升城市形象和品质。
四、技术应用这种技术方案可以广泛应用于城市地下隧道、地下通道、地下停车场等对自然光线依赖度较高的地下空间。
太阳能照明系统在公路隧道中的使用
太阳能照明系统在公路隧道中的使用作者：赵晓明来源：《城市建设理论研究》2012年第10期1 前言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。
同时，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。
依据国家规范 400m 以上的公路隧道需设照明设施，因此应用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。
2 隧道的基本情况某隧道全长1 310m,宽 9m＋2×0.75m，有效净高 5m，纵坡 2.88%，设计时速60km/h。
为了提高通过隧道的安全性，隧道内需要有通风、照明系统。
3 太阳能照明系统的设计及施工良好的隧道照明是创造洞内良好的视觉环境, 确保车辆以设计速度能够安全地接近、穿越和通过隧道;同时也是隧道营运费用最大的日常开支项目之一。
遵循技术先进、科学合理、安全可靠、经济、环保、用的指导思想，决定对隧道采用太阳能照明。
鉴于隧道较长，导致输电线路损失较大和太阳能电池组件方阵安装受限制，所以把整个隧道分为两部分，每一部分分别独立供电，在隧道进、出口两侧各设一座太阳能电站，选择日照时间最长的地势。
本系统设计采用低压钠灯作为光源。
低压钠灯是一种成熟的照明电光源，它具有同类产品中最高的发光效率，穿透性强、使用寿命长、低能耗、无频闪、绿色环保等优点，照明效果明显优于其它光源，并且降低了系统总造价，减少了今后的维护费用和工作量。
灯具选用标准截光型隧道专用灯具，其照射角度为法线两侧各65度，既能保证整个隧道的照明亮度和均匀度，又不产生易引发事故的眩光。
根据《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ 026.1-1999）的要求设计，中间段照明的亮度要求为 1.5cd/m2（行车速度60km/h,单车道双向交通不超过700辆/h），路面亮度总均匀度为0.3。
公路隧道太阳光直接增强照明系统的设计
公路隧道太阳光直接增强照明系统的设计公路隧道太阳光直接增强照明系统的设计随着交通运输的发展，公路建设也日益完善，大量的道路隧道被修建出来以确保交通的安全顺畅。
然而，由于隧道特殊的封闭环境和缺乏自然光源，隧道内的照明一直是一个问题。
为了提高隧道的照明效果并为驾驶员提供更好的视觉环境，我们设计了一种公路隧道太阳光直接增强照明系统。
公路隧道太阳光直接增强照明系统由三个核心组成部分组成：太阳能光电转换装置、光导纤维布线系统和照明装置。
首先，太阳能光电转换装置使用太阳能电池板将阳光转换为电能，并通过电池储存起来。
这种环保能源可以不仅减少对传统电网的依赖，而且也可以降低公路运营成本。
将太阳能光电转换装置安装在隧道的天花板上，以保证对太阳光的最大采集，同时不会影响到隧道的正常使用。
接下来是光导纤维布线系统，它是将太阳能电能从太阳能光电转换装置转移到照明装置的关键中间媒介。
光导纤维能够将光线导入到隧道的各个角落，以确保整个隧道都能受到良好的照明。
光导纤维具有灵活、透明等特点，不受长度限制，而且在传输过程中几乎没有能量损耗。
因此，使用光导纤维布线系统能够更高效地利用太阳能电能，为隧道提供稳定而持久的照明。
最后是照明装置，它是将太阳能电能转化为实际照明效果的设备。
我们建议在隧道内的墙壁上安装LED灯具，因为LED 灯具具有较长的寿命、高效能、低能耗等优点。
通过合理布置LED灯具，可以实现隧道内的均匀照明，避免出现黑暗区域和灯光不均匀的情况。
此外，我们还可以根据交通情况和天气条件，通过智能控制系统调整照明强度，以达到对不同情况下的最佳照明效果。
公路隧道太阳光直接增强照明系统的设计不仅能够提高隧道的照明质量，还能够节约能源和降低运营成本。
通过太阳能光电转换装置、光导纤维布线系统和照明装置的有效组合和运行，我们可以为驾驶员提供更好的视觉环境，减少隧道事故的可能性，并提高交通安全性。
除了上述核心组成部分，我们还可以考虑添加其他辅助设备来进一步增强照明效果。
一种把大量阳光导入到隧道用于照明的技术方案
一种把大量阳光导入到隧道用于照明的技术方案隧道照明一直是一个棘手的问题，传统的照明方法需要大量的能源和设备来提供足够的光亮。
随着科技的发展，一种新的技术方案被提出，可以将大量阳光导入到隧道中，为隧道提供持续的自然照明。
这种技术方案利用了光纤束传输和反射原理。
具体来说，技术方案包括三个主要部分：太阳能收集系统、光纤束传输系统和光分布系统。
太阳能收集系统是该方案的核心部分。
它由一组太阳能电池板组成，能够将太阳光转化为电能。
这些太阳能电池板通常安装在隧道的入口或周围的高处，以便能够充分接收到阳光。
光纤束传输系统是将太阳能收集到的电能转化为光能并传输到隧道内部的关键部分。
它由一组光纤束和反射镜组成。
通过合理的设计和安装，光纤束可以将光能传输到隧道的各个部分。
反射镜则起到引导和扩散光线的作用。
当太阳能电池板接收到阳光时，它会将电能转化为光能，并通过光纤束传输到光分布系统。
光分布系统是将光能在隧道内部均匀分布的部分。
它由一组光散射器和反射面组成。
光散射器可以将光线散射到更广阔的范围内，以确保整个隧道都能得到充分的照明。
反射面则起到将光线反射回隧道内部的作用，以提高照明效果。
这种技术方案具有许多优点。
它能够充分利用太阳能，减少了对传统电力的需求，降低了能源消耗。
它可以为隧道提供持续的自然照明，不仅能够减轻驾驶员的视觉疲劳，还可以提供更安全的行车环境。
该方案还可以减少对传统照明设备的维护和更换成本。
这种技术方案也存在一些挑战。
光纤束的传输效率可能会受到天气条件的影响。
在阴雨天气或夜晚，阳光的能量转化和传输效率可能会受到限制。
光纤束的安装和维护也需要相应的技术和成本支持。
隧道的设计和建造也需要充分考虑光纤束传输和分布系统的需要。
将大量阳光引入隧道用于照明的技术方案是一种有潜力的解决方案。
它能够提供持续的自然照明，减少能源消耗和维护成本。
我们需要进一步的研究和实践来解决技术和经济上的挑战，并确保该方案在实际应用中的可行性和可持续性。
短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势分析
短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势分析照明是现代城市基础设施的重要组成部分，为人们的生产、生活和交通提供了必要的光亮。
在地下隧道的照明中，传统的荧光灯和节能灯等方式已经逐渐被新兴的太阳光光纤照明技术所替代。
这种技术利用太阳光照射到捕光器上产生的光能，通过光纤将其导入隧道内的灯具进行照明，由于其独特的优势，使其在照明行业的应用逐渐增加。
本文主要从能源消耗、环境保护、光线均匀、安全可靠等方面分析短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势。
一、能源消耗方面相对于传统的隧道照明方式，太阳光光纤照明技术可以有效地节约能源消耗。
传统的照明方式通过人工控制灯具的开关来实现照明效果，而这种方式的能耗较高，而且随着隧道的长度增加，能耗也会越来越大。
不同的是太阳光光纤照明技术是通过光纤将太阳光引入隧道内的灯具中，其能源消耗仅仅为捕光器的光能转化，相比传统照明方式能耗更少，而且不会出现浪费能源的现象，在以节能减排为主要考虑的现代社会中，太阳光光纤照明技术的应用具有较高实用价值。
二、环境保护方面太阳光光纤照明技术的应用可以有效地保护环境，减少空气污染。
在传统的照明方式中，使用荧光灯或节能灯等照明设备会产生大量的电磁波，这些电磁波会对人体健康产生不良影响。
太阳光光纤照明技术则避免了这一弊端，可以减少隧道内电磁波的辐射。
此外，在太阳光光纤照明方式中，不需要使用废旧电池或者电子器件等物品，也就避免了污染，减轻了对环境的影响。
三、光线均匀方面太阳光光纤照明技术的应用可以在隧道内提供光线均匀的照明效果。
因为太阳光光纤照明技术的灯具布置非常灵活，可以根据隧道内的光照需求定制不同的照明方案，包括不同数量的灯具，不同种类的灯具等等，这样可以保证整个隧道内的光线均匀，消除了传统照明方式中存在的区域光照不均匀等缺陷。
四、安全可靠方面太阳光光纤照明技术的应用还可以为隧道提供更为安全可靠的照明效果。
太阳光光纤照明技术中的灯具由于没有电线和电气元件等构件，不会出现污水漏电的危险，也不容易被盗和破坏。
短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势分析
短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势分析太阳光光纤照明技术是一种通过利用太阳光能来照明的技术。
相比传统的照明方式，如荧光灯或LED灯，太阳光光纤照明在短隧道中具有一些显著的优势。
太阳光光纤照明技术具有环保和节能的特点。
太阳光是一种清洁的能源，不会产生二氧化碳排放等污染物，对环境友好。
相比传统的照明方式，太阳光光纤照明不需要额外的电力供应，只需利用太阳光就可以实现照明，因此具有很高的能源利用效率，能够节约大量的电能消耗。
太阳光光纤照明技术具有较长的寿命和低的维护成本。
光纤材料通常具有较长的使用寿命，可以达到数十年的时间，并且不需要经常更换或维护。
与传统的照明设备相比，太阳光光纤照明不需要经常更换灯泡或维修设备，减少了运维成本和工作量。
太阳光光纤照明技术具有良好的光线均匀性和可调节性。
在短隧道中，传统的照明方式可能存在光线不均匀的问题，导致一些区域光线过强，而另一些区域光线不足。
而太阳光光纤照明技术可以通过光纤的灵活性将太阳光引导到需要照明的地方，实现全面的照明，避免光线不均匀的问题。
太阳光光纤照明可以通过控制光纤的入射角度和长度来调整照明的亮度和颜色，以满足不同的照明需求。
太阳光光纤照明技术可以提高短隧道的安全性。
短隧道通常是在白天或夜间的昏暗条件下使用的，光线不足可能影响驾驶员的能见度，增加安全事故的风险。
太阳光光纤照明可以通过将太阳光引导到隧道内部来照亮隧道，提高驾驶员的能见度，降低事故的发生率。
太阳光光纤照明技术在短隧道中具有环保、节能、寿命长、维护成本低、光线均匀性好、可调节性强和提高安全性等优势。
随着太阳能技术的不断发展和普及，相信太阳光光纤照明技术在短隧道中将会得到更广泛的应用。
一种把大量阳光导入到隧道用于照明的技术方案
一种把大量阳光导入到隧道用于照明的技术方案隧道是城市化进程中不可或缺的交通设施，但由于设计和环境等原因，其光照条件往往不佳，根据国家标准，典型隧道的照度应不小于20lx，而实际上大多数隧道都难以达到这个标准。
因此，如何实现隧道的高效照明成为一个重要的研究方向。
本文将介绍一种利用阳光导入隧道实现高效照明的技术方案。
一、技术原理技术方案的核心原理是采用光管将阳光导入隧道，这种光管被称为光纤光管。
光纤光管是由玻璃或塑料材料制成的，具有非常好的光导效果，将光线导入到管内之后，能够传输很长的距离，同时光线质量不会受到影响。
在本方案中，我们采用的光纤光管是由塑料材料制成的，其内部包裹着大量的光纤，能够将太阳光线直接导入到隧道内部。
在光管的一端，阳光首先被聚焦到一个小孔上（直径一般为20cm左右），然后通过一系列光学组件（例如反射镜），将光线传输到光管的另一端。
在光管的另一端，再通过适当的光学组件将光线散射开来，照亮整个隧道。
二、技术方案流程1.设计在隧道设计中，我们需要考虑光纤光管的长度、径线以及连接方式等问题。
首先，光纤光管的长度需要根据隧道长度来决定，因为光管长度的增加会导致光线传输损失的增加，从而导致照明效果降低。
其次，光管的径线需要根据隧道内部的光照条件来决定。
一般情况下，光管的直径比隧道主要通行区域的宽度稍微宽一些，这样光线才能够充分覆盖整个区域。
最后，光管的连接方式一般分为两种，一种是通过光缆将光管与太阳光聚光器连接，另一种是将太阳光聚光器固定在隧道口外部，然后通过一个光钎将光线导入到隧道内部。
2.制造在制造过程中，我们需要选择高质量的塑料材料制作光纤光管，并严格按照设计要求进行制造和测试。
光管的内部应包裹着高质量的光纤，以保证光线的传输效果。
同时，光管的壁厚需要足够铺实，以确保其在运输和安装过程中不会产生变形或破裂。
3.安装在安装过程中，我们需要选择合适的位置将太阳光聚光器以及光管安装好，并通过合适的支架将其固定在隧道口外部或者内部。
短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势分析
短隧道采用太阳光光纤照明技术的优势分析隧道照明是一项关键的安全设备，它为隧道内的车辆和行人提供必要的照明。
其中，短隧道除了需要满足基本的照明需求外，还需要考虑节能、环保等因素，因此采用太阳光光纤照明技术是一种不错的选择。
太阳光光纤照明技术主要是利用太阳能光伏电池板将太阳能转化为电能，然后通过光纤将电能传输到隧道中的灯具进行照明。
这种技术具有以下几种优势：1. 节能节电太阳光光纤照明技术不需要外部电源，使用的是太阳能电池板进行供电。
因此，在白天太阳能充足的情况下，照明系统可以通过充电来为隧道提供24小时不间断的照明服务，同时也避免了消耗大量能源的情况。
2. 环保太阳光光纤照明技术可以完全减少对环境的污染，因为太阳能电池板使用的是太阳能，不存在任何污染，也没有热量的产生。
因此，在城市环境中，短隧道采用太阳光光纤照明技术可以为改善周围环境起到积极的作用。
3. 维护成本低太阳光光纤照明技术的光源就是太阳光，不需要进行更换和维护。
同时，由于隧道照明系统不需要使用任何传统照明设备，照明设备的维护成本也极低，可以大大降低运营成本。
4. 光线均匀传统的照明设备由于光源的不均匀分布，常常出现光线强度不均匀的问题，而太阳光光纤照明技术可以有效解决这一难题。
由于光纤具有传输性能，因此光线可以均匀地分布到整个隧道中，避免了光照不均的现象。
5. 更好的观感太阳光光纤照明技术的光源是来自太阳的自然光，自然光的色温和亮度更加舒适自然，同时也符合人眼对光线的感受习惯，从而带给人们更好的观感和使用体验，进一步提升了城市形象。
综上所述，短隧道采用太阳光光纤照明技术是一种高效、节能、环保的方案。
通过充分利用太阳能电池板将太阳能转化为电能再通过光纤传输到照明设备中，既避免了对环境的污染，又降低了维护成本，还可以带来更加舒适的观感和使用体验。
因此，这种技术应该在未来的城市建设中得到更广泛的应用。
光伏发电技术在高速公路隧道的应用
光伏发电技术在高速公路隧道的应用摘要：在隧道施工中，照明、通风等设备所需的电力占了很大比例，隧道入口照明的照明功率约为70%~80%，照明总量为40%~50%。
在隧道洞口减光棚内加装光伏发电装置，既可以实现洞口光转换，又能充分利用太阳能，与市电并网，共同为照明负载提供电力，从而有效地减少电力消耗。
关键词：光伏发电技术；高速公路；应用1光伏发电系统光伏发电通常包括光伏阵列、直流汇流柜、保护装置、储能装置和最大功率追踪装置。
光伏阵列是最基本的一步，它将太阳能转换成电能，然后按照实际的电压和电流要求，将其串联起来。
最大功率跟踪器可以确保在任何时间内保持最大功率输出。
能量存储设备的作用是调节和控制太阳能电池的能量。
结合光伏发电输出、日照强度、加强段照明需求三个方面的相互关系，并选取了照明加强对光伏发电的消纳。
另外，由于太阳能光伏发电的功率较低，所以在运行过程中，安装最大功率点追踪设备的投资和运行维护费用要远远高于其带来的收益。
DC变流机的输出电压应该与骨干配电系统750 V相等，所以它以20个电池组串联连接，单路输出功率达到8.4 kWp。
为了满足提高83 KW的照明负荷要求，直流母线将12个太阳能电池串联起来，并安装相应的防雷器，然后将其输出至 DC转换柜，再将其纳入高速公路直流配电网络。
2公路光伏监控系统的组成2.1太阳能电池技术随着技术的发展，我们对太阳能电池的结构也进行了很多的改造，最初的硅光电池因为长期的使用而出现了大量的损耗，再加上成本太高，根本无法满足国内的大规模生产，所以很快就被淘汰了。
在此基础上，技术人员展开了一轮新的研究，对各种新的材料进行了试验，并提出了二代太阳能电池的概念。
最近几年，随着技术革新，太阳能电池逐渐向薄膜、二次晶硅等方向发展，与前面两代相比，这一新的太阳能电池在光能转化方面表现出了显著的优势，同时也能保证电力的稳定。
2.2光伏控制器光电控制系统的功能包括：光电转换，蓄电池充放电保护与温度补偿，电源管理，脉冲节能供电，LED驱动技术，系统软件和 LCD显示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
隧道入口段太阳光直接照明的光能分析摘要：针对隧道照明能耗过高、入口段前半段能耗比重大的问题，提出利用反射镜直接反射太阳光进行隧道入口段前半段照明的方案。
根据太阳辐射计算方法和太阳光谱分布，分析反射镜接收到的太阳辐射强度与光通量之间的关系。
并以贵州某地的太阳辐射强度分布为例，得出利用太阳光反射进行隧道入口段前半段照明所需的系统规模大小，从光能利用和系统规模角度说明采用该方案进行隧道入口段前半段照明的可行性。
关键词：隧道照明；太阳光；辐射强度；反射镜；节能减排引言近年来，随着我国经济建设的快速发展，高速公路逐年增多。
根据交通部数据统计，截止2012年底，我国公路总里程达到423.75万km，隧道达到1万余处，总长805万m[1-2]。
与公路隧道建设同步的是隧道能耗问题日益突出，据重庆市公路隧道用电量统计表明，隧道每公里年电费为40余万元，按此推算，全国公路隧道年电费高达32亿元，其中照明负荷以总负荷30%左右的比重，成为公路隧道运营中的最大开支[3-4]，而隧道入口段的加强照明又占了照明总能耗的40%左右。
2014年8月，交通部颁布了《公路隧道照明设计细则》，新《细则》在原来《公路隧道通风照明设计规范》的基础上提出将隧道入口段分为两段，前半段的亮度标准是后半段的两倍[5-6]，这一划分既符合人眼的隧道行车视觉特性，也在一定程度上降低了隧道入口段的照明能耗。
尽管新《细则》在保证安全前提下对降低隧道入口段的能耗起到了极大的促进作用，但由于隧道入口段的前半段仍是整个隧道照明中的重点，占隧道照明总能耗的25%左右，因此如何有效降低该段照明能耗，依然是隧道照明节能研究的重点。
太阳光是一种取之不尽、用之不竭的绿色能源， LED是目前最为高效节能的新一代照明光源，因此将这二者结合的太阳能LED成为照明领域的热点。
但是太阳能LED照明需要经历两次能源转换，即利用光伏技术先将太阳能转变成电能，再利用LED技术将电能转换为光能，在现在的技术条件下，太阳能光伏的光电转换效率约在20%左右、而LED电光转换效率也在30%以下[7-8]。
经过这样两次转换，太阳能的实际利用率不到10%，因此在太阳能LED照明技术中太阳能并没有得到充分利用。
此外目前光伏发电与LED照明都还是比较昂贵，若将这两者结合，其照明成本必然更加高昂。
与太阳能LED照明相比，太阳能直接照明不仅可以避免太阳能LED 照明中存在的二次转换问题、大幅度提高太阳能的利用率，还可以大幅度降低照明成本，已成为绿色照明的一个重要分支，为降低隧道照明能耗、降低照明成本，实现绿色交通、提高节能效率具有极大社会经济效益。
目前太阳光照明在建筑上的应用已有不少研究，其主要方式有光纤照明、光导管照明等[9-12]，这些照明方式在太阳光的采集、耦合与传输上均存在较大的能量衰减，因此照明效果有限，难以达到隧道照明的要求，加之用于传输光能的光纤成本很高，难以在隧道大面积推广。
考虑到隧道入口段是紧靠洞口位置、距洞口仅三四十米距离的区段，其空间位置最有可能直接利用太阳光照明。
但如何攻克太阳光利用的效率瓶颈、降低系统成本，是解决太阳光隧道照明的关键。
考虑到反射镜的特殊性能、结合隧道入口段的位置特点，如果可以利用反射镜系统将太阳光直接反射进行隧道入口段前半段，则有望突破这一瓶颈。
而突破这一瓶颈的关键必须解决以下三方面的问题：1)射入隧道入口段前半段的太阳光能否达到隧道照明要求——须从理论上对太阳光能和反射系统的传输能量进行分析；2)如何解决大货车等障碍物对入射光的遮挡问题——须采用光线跟踪和空间光学设计方法进行系统的可行性设计；3)如何实现经济高效的太阳光隧道照明反射系统——须进行带有太阳光跟踪系统的反射镜照明系统设计。
本文针对其中的第一个问题进行分析论证。
由于太阳的运行轨道在一天不同时刻相对地面照明的高度和角度不同，而隧道照明则有固定的国家标准值，能否保证太阳轨迹变化时、投射进隧道入口段的光强能够满足隧道照明的需要，必须要从理论上对太阳辐射能量和反射镜系统所能传输的能量进行分析。
本文就是根据隧道入口段前半段的照明要求和特点，结合洞外亮度对隧道入口段照明的影响，分析太阳辐射的特点，从辐射度学与光度学的原理出发，分析太阳辐射光谱中利用可见光的直接反射进行隧道照明的可能性，得出反射系统的规模及适用性条件，从而从能量角度说明利用太阳光进行隧道入口段前半段照明的可行性。
1 太阳运行轨迹与地面辐射强度地球上大气顶的太阳辐射能量由太阳对地球的天文位置决定，其位置不同，太阳高度和入射角度在时间和空间上均不同，此外，由于地球自转轴与地球公转轨道之间有一个倾角，所以到达地球的太阳辐射量除昼夜和季节的变化外，还存在地区的差异。
根据布吉-朗伯定律，在水平面上的辐射强度I是与太阳高度角h的正弦或天顶角z的余弦成正比(如图1所示)[13]，即图1 太阳辐射强度示意图Fig.1 Sketch map of Solar radiation intensityI=I0sinh=I0cosz(1)设φ为地理纬度，δ为太阳赤纬，ω为时角，根据天球坐标系统中的球面三角关系，可以得到太阳高度与地理纬度、太阳赤纬有时角之间的关系为sinh=sinφsinδ+cosφcosδcosω(2)结合一年中不同时间由于日地距离不同引起的大气上界辐射强度不同，地球上天文辐射强度可表示为(sinφsinδ+cosφcosδcosω)(3)式中，I0为太阳常数，其值为表示日地平均距离。
地球表面的太阳辐射强度与大气的透明系数P和光线透过的大气质量m有关，在忽略地球曲率的影响时，大气质量。
地球表面的太阳辐射强度由太阳直接辐射强度、太阳散射辐射强度组成，考虑一般情况，当照射平面为倾斜面时，其太阳辐射强度还包括倾斜面上所获得的地面反射辐射强度，即倾斜面上的总辐射强度为Iθ=IDθ+Idθ+IRθ(4)其中θ为倾斜面与地面水平面的夹角，Iθ表示倾斜面上的总太阳辐射强度，IDθ表示倾斜面上太阳直射辐射强度，Idθ表示倾斜面上太阳散射辐射强度，IRθ表示倾斜面上所获得的地面反射辐射强度。
由于地面上法向太阳辐射强度IDN=Ipm，根据倾斜面、水平面及太阳直射强度角度之间的关系，可得倾斜面上太阳直射辐射强度IDθ为IDθ=Ipmcosi(5)其中cosi=cosθsinh+sinθcoshcos(a-γ)(6)式中， a——太阳方位角，单位为(°)γ——反射镜方位角，单位为(°)；倾斜面上太阳散射辐射强度Idθ为(7)倾斜面上所获得的地面反射辐射强度IRθ为(8)式中，ρ为自然表面对太阳辐射的反射率，不同的反射表面对太阳辐射的反射率不同。
通常，太阳散射辐射强度远小于太阳直射辐射强度，在晴朗的晴天利用太阳光的反射直接进行照明时，通常反射面离地面有一定的距离，因此只需考虑太阳直射辐射中的可见光对需照射区域的影响即可。
2 隧道入口段的太阳光反射照明分析图2为利用太阳光反射进行隧道入口段照明的示意图。
反射镜与地面的夹角为θ，太阳入射角为i，h为太阳高度角。
图2 隧道照明示意图Fig.2 Sketch map of tunnel lighting根据上节所述，入射到反射镜的太阳直接辐射强度为IDθ=I0(sinφsinδ+cosφcosδcosω)pmcosi(9)其中，太阳赤纬δ可用式(10)计算：(10)时角ω可用式(11)计算，并规定上午时角为负，下午时角为正。
(11)式中，L——当地的经度，单位为(°)；Ls——当地地区标准时所根据的经度；±——对于东半球，取正；对于西半球，取负；e——时差，表示真太阳时与钟表指示时间(平太阳时)之间的差值，可由式(12)表示：e=9.87sin2B-7.53cosB-1.5sinB(12)其中，(13)由于隧道照明所需的是由反射镜直接反射过去的可见光，因此需要分析照射到反射镜的可见光辐射强度。
根据如图3所示的太阳辐射光谱分布，可以由式(9)～式(13)和图3得到照射到任一倾斜反射镜上的可见光辐射强度，亦可得在该可见光辐射强度下的太阳光可见光波段的光谱辐射通量分布Φe(λ)。
图3 太阳辐射光谱分布Fig.3 The spectrum of solar radiation intensity由于人眼只能感受可见光波段内的辐射能量，白天隧道入口段前半段照明的亮度通常在几十流明，属于人眼的明视觉范围，在明视觉条件下，根据光谱光通量与光谱辐射通量之间的关系[14]，且假定反射镜对可见光的反射率为ρ，则在该地区不同时刻由该反射镜单位面积所反射的光通量为φe(λ)dλ(14)式中，V(λ)是明视觉条件下眼睛对可见光不同波长辐射的光谱光视函数。
根据《公路隧道照明设计细则》规定，隧道入口段半前段的亮度由洞外亮度及当地交通量及设计速度决定，并且规定洞内两侧墙面2m高范围内的平均亮度不宜低于路面平均亮度的60%，由此可得不同洞外亮度及交通量和设计车速下达到隧道入口段照明所需的光通量φt，结合式(14)的结论，可得在满足隧道入口段照明需求时，所需反射镜的系统大小，即反射镜的面积(15)式中，τ为太阳光在空气中传输的衰减率。
在具体计算中，根据式(9)～式(14)，反射镜的系统大小应与反射镜的倾斜、反射系数、当地太阳天文辐射强度存在一定的关系，即S=f(θ,ρ,I)(16)为进一步分析太阳光直接反射进行隧道入口段照明的可行性，以贵州某地7月21日的太阳辐射为例，该地地理位置经度为东经107.87°，纬度为北纬28.54°，该日的时差e=-6.4min，假定某一反射面的倾角为30°，则由式(9)～式(13)可得该地自8:00点至18:00点照射到该反射面的太阳光直射辐射强度的分布如图4所示。
图4 该地白天照射到反射面的太阳直射辐射强度(θ=30°)Fig.4 The solar direct radiation intensity on reflector(θ=30°)由于一天不同时刻太阳辐射强度不同，则意味着在不同时刻反射镜所反射的光通量就不同，如果反射镜带有太阳跟踪系统，可以保证其倾角和方位角一直能接收到该时刻的最大辐射光通量，图5显示了不带太阳跟踪系统的反射镜和带太阳跟踪系统的反射镜在一天不同时刻所反射的光通量，假定该反射面对可见光的反射率为0.6。
从图5中可见，当反射镜带有太阳跟踪系统时，该反射镜的反射角与太阳高度角和方位角保持实时一致，与未带跟踪系统的反射镜相比，其反射的光通量可提高20%左右，将其用于具体工程时，可以提高太阳光的利用率，从而减少反射镜系统的规模。
图5 太阳跟踪系统对反射镜反射光通量的比较Fig.5 The comparison of reflected luminous fluxwith and without tracking system如果将该反射镜用于某一四车道隧道照明，该隧道的设计车速为80km/h，在上午9点取洞外亮度取3000cd/m2时，根据《公路隧道照明设计细则》，隧道入口段前半段所需的光通量约(包括两侧2m高范围内照明所需的光通量)为727650lm，要使该反射镜的反射光能满足该段照明要求，由式(15)可以确定需要的反射镜的系统大小约8m2；在中午时分，随着太阳高度角的增加，反射光通量也增加，该系统可以提供更多的光通量用于隧道照明，但同时，由于洞外亮度增加，隧道入口段所需的光通量亦随之增加，通过对该反射镜进行合理的系统方位角布置，可以实现隧道入口段科学合理的照明，图6是反射镜进行隧道入口段照明的仿真效果图，该结果显示用反射镜可以较好地实现隧道照明，其光场分布满足新《细则》分段照明、每段照明亮度一致的规定，该分布效果亦由反射镜的反射原理决定。