本发明涉及能源与交通工程，更具体的说是涉及一种基于太阳能的隧道风机系统。
背景技术：
1、在隧道工程中，通风系统的稳定性和能效性确实是不可忽视的关键要素，它们直接关系到隧道内空气质量的好坏、行车安全的保障以及运营成本的控制。传统的电网供电模式，在保障通风系统正常运行的同时，也带来了能源成本高昂和依赖外部电网的脆弱性问题。一旦电网发生故障或停电，通风系统可能面临瘫痪的风险，对隧道内环境和行车安全构成严重威胁。
2、为了克服这些挑战，将太阳能技术引入隧道通风系统成为了一个创新且富有前景的解决方案。太阳能作为一种几乎无穷无尽、清洁无污染的能源，具有显著的环保效益和经济效益。通过安装太阳能光伏板阵列，隧道通风系统可以在日照充足时自行发电，减少对电网的依赖，降低能源成本，并减少碳排放。
3、然而，将太阳能直接应用于隧道通风系统也并非易事。太阳能的间歇性和不稳定性，意味着发电量会随天气条件的变化而波动，这对通风系统的稳定运行提出了更高要求。此外，隧道内环境复杂多变，包括温度、湿度、气流速度等多种因素，都会对通风系统的性能和效率产生影响。因此，如何设计一种能够适应这些复杂环境、确保通风系统稳定性和能效性的太阳能通风系统，成为了一个亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于太阳能的隧道风机系统，不仅降低了隧道通风系统的能源成本，提高了系统的自主性和可靠性，还通过智能化管理提升了系统的运维效率和安全性，为隧道工程提供了更加绿色、高效、经济的通风解决方案。
2、本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
3、一种基于太阳能的隧道风机系统，包括：光伏发电子系统、储能子系统、风机子系统和智能控制子系统；
4、所述光伏发电子系统包括：设置于隧道进出口及沿线的太阳能光伏板阵列，所述太阳能光伏板阵列安装在可调支架上，太阳能光伏板阵列上配置有逆变器；所述逆变器用于将直流电转换为交流电；
5、所述储能子系统，用于储存光伏发电子系统产生的电能；
6、所述风机子系统包括隧道风机及其控制组件，用于接收来自储能子系统的电能进行工作；
7、所述智能控制子系统用于对光伏发电子系统、储能子系统和风机子系统进行集中监测和智能调度，实现远程监测、故障诊断和运行参数优化。
8、进一步，所述隧道风机系统的额定功率根据太阳能光伏板阵列的发电量确定；
9、所述太阳能光伏板阵列的发电量通过以下公式计算；
10、ep＝ha×paz/es×k；
11、其中，ep为太阳能光伏板阵列的发电量，ha为太阳能光伏板阵列水平面太阳总辐照量，es为标准条件下的辐照度，paz为装机容量，k为综合效率系数。
12、进一步，所述逆变器采用组串式逆变器，太阳能光伏板阵列的输出端与逆变器的直流输入端连接；所述逆变器具备mppt功能。
13、进一步，所述储能子系统内置有储能组件，所述储能组件采用锂离子电池组或超级电容器；所述储能子系统还用于根据系统需求进行充放电控制。
14、进一步，所述隧道风机采用变频风机，隧道风机根据电源的输入功率，利用预设公式调整内置电机的转速。
15、进一步，所述预设公式具体如下：
16、n＝60f(1-s)/p；
17、其中，n为隧道风机内置电机的转速，f为电源的输入功率，s为电机转差率，p为电机磁极对数。
18、进一步，所述智能控制子系统包括：
19、数据感知层，用于通过感知设备收集隧道风机运行数据和环境数据；
20、数据支撑层，用于存储并处理隧道风机运行数据和环境数据，环境数据包括隧道环境数据、隧道风机运行视频数据和隧道风机外形数据；
21、数据治理层，用于对收集到的隧道风机运行数据和环境数据进行降维、清洗以及分析建模，以输出满足业务需求的数据结果；
22、平台应用层，用于基于数据治理层输出的数据结果，进行隧道风机运行状态监控、故障预警、养护预案自适应匹配，并根据养护预案评估结果更新优化预案库和模型，以完成隧道风机全生命周期的运维管理。
23、进一步，所述感知设备包括但不限于：摄像机、温度传感器、湿度传感器、气候传感器、噪声传感器、振动传感器。
24、对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明提供了一种基于太阳能的隧道风机系统，通过集成光伏发电子系统、储能子系统、风机子系统和智能控制子系统，实现了隧道通风系统的独立、可靠和环保运行。本发明不仅降低了隧道通风系统的能源成本，提高了系统的自主性和可靠性，还通过智能化管理提升了系统的运维效率和安全性，为隧道工程提供了更加绿色、高效、经济的通风解决方案。
25、本发明通过集成光伏发电子系统，实现了隧道风机系统的能源自给。太阳能光伏板阵列在隧道进出口及沿线高效收集太阳能，并通过逆变器转换为交流电，直接供给风机子系统使用。这种自给自足的能源供应方式不仅减少了对外部电网的依赖，还显著降低了能源成本。同时，利用太阳能这一清洁、可再生的能源，有效减少了碳排放，符合绿色、低碳的环保理念。
26、本发明通过引入智能控制子系统，通过对数据感知层、数据支撑层、数据治理层和平台应用层的有机结合，实现了对光伏发电子系统、储能子系统和风机子系统的全面监测和智能调度、远程监测、故障诊断和运行参数优化等功能，大大提高了系统的运维效率和安全性。此外，智能控制子系统还能根据隧道内环境的变化自动调整风机转速，实现精准控制，进一步提升了系统的能效性。
27、本发明采用了变频风机和可调支架上的太阳能光伏板阵列，这些设计使得系统能够灵活适应隧道内环境的变化和太阳辐照量的变化。通过预设公式调整风机转速，确保了风机在不同工况下的高效运行。同时，储能子系统的充放电控制功能，也为系统提供了更长时间的稳定运行保障。这些特点不仅提升了系统的可靠性和稳定性，还为其长期运行带来了显著的经济效益。
28、由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
1.一种基于太阳能的隧道风机系统，其特征在于，包括：光伏发电子系统、储能子系统、风机子系统和智能控制子系统；
2.根据权利要求1所述的基于太阳能的隧道风机系统，其特征在于，所述隧道风机系统的额定功率根据太阳能光伏板阵列的发电量确定；
3.根据权利要求1所述的基于太阳能的隧道风机系统，其特征在于，所述逆变器采用组串式逆变器，太阳能光伏板阵列的输出端与逆变器的直流输入端连接；所述逆变器具备mppt功能。
4.根据权利要求1所述的基于太阳能的隧道风机系统，其特征在于，所述储能子系统内置有储能组件，所述储能组件采用锂离子电池组或超级电容器；所述储能子系统还用于根据系统需求进行充放电控制。
5.根据权利要求1所述的基于太阳能的隧道风机系统，其特征在于，所述隧道风机采用变频风机，隧道风机根据电源的输入功率，利用预设公式调整内置电机的转速。
6.根据权利要求5所述的基于太阳能的隧道风机系统，其特征在于，所述预设公式具体如下：
7.根据权利要求1所述的基于太阳能的隧道风机系统，其特征在于，所述智能控制子系统包括：
8.根据权利要求7所述的基于太阳能的隧道风机系统，其特征在于，所述感知设备包括但不限于：摄像机、温度传感器、湿度传感器、气候传感器、噪声传感器、振动传感器。
