1概況及技術應用實施
1.1露天礦概況小龍潭露天礦地處於雲南省紅河州，礦區地理坐標東經103°11′52″,北緯23°48′45″，大氣層密度低，陽光透過強，年太陽輻射量在5800MJ（/m2•a），海拔1086.32m，屬太陽能資源豐富地區。氣候是亞熱帶季風氣候，全年雨、旱季十分明顯，5月至10月為雨季，11月至次年4月為旱季，年日照時間長，礦坑面積3km2。為我露天礦推廣和利用太陽能光伏發電技術解決生產組織管理中存在問題，具備了優越的氣候條件。
1.2應用實施一利用太陽能光伏發電技術解決采場與排土場照明設施，實現安全供用電，露天礦工作面夜間生產、設備停放夜間看守和夜間排土場的生產均需要照明設施輔助生產。目前夜間生產面臨的主要問題是：
1）液壓挖掘機1日3班，東幫、西幫是主採區，目前工作面長700m，寬70m，高10m，夜間工作面生產點多，且分散，需要用電纜由供電變壓器引至照明設施，電纜供電線路長，電纜道路口埋設地面60cm至80cm以下，長時間使用後容易被運輸車輛碾壓引發短路、漏電等的安全事故。
2）採用架空線路供電又存在線路長影響工作面的快速推進，改移線路費用高。線路長電力損耗大、壓降大照明設施易損壞等情況的發生。
3）排土場遠離采場，需架設供用電線路，且隨著排土場不斷增高，供電線路、供電點不斷延深，勢必增加架設費用。露天礦因地制宜結合實際採用了多晶矽薄膜太陽能光伏發電板、蓄電池組、LED燈、電子控制器等組建太陽能照明設施，通過計算選擇太陽能板和蓄電池配置，以下是計算方式：1）計算出用電負載的電流。如12V蓄電池系統；30W的燈1盞，電流=30÷12=2.5A。2）計算出蓄電池容量的需求。若燈具每夜累計照明時間需要為滿負載12h，（如晚7:00開啟至次日早7:00關閉），連續陰雨天7d的照明需求。蓄電池=2.5×12×7=210Ah。另外為了防止蓄電池過充和過放，蓄電池一般充電到90%左右，放電餘留20%左右。3）計算太陽能板功率的需求。每天的用電量=30×12=360Wh；安裝點的平均峰值日照時數為4.5h；太陽能板功率=360/4.5=80W。再計算充放電損耗,以及每天需要給太陽能電池板的補充,補充係數取0.6。80/0.6=133.3W。目前國內市場中沒有133.3W的太陽能板，考慮太陽能板採用數值大一些就夠滿足使用。主要部件選型為：①LED燈選用30W，色溫6000K左右；②太陽能板選用平板150W；③蓄電池選12V200Ah膠體儲能蓄電池組；④控制器選用SR-SDI10A；⑤燈杆底座採用雪橇式金屬焊接連接，便於坑內移動和固定。
1.3應用實施二露天礦地表固定式GPS自動監測系統，該監測系統全部太陽能供電的方式進行，陰雨天氣情況下能夠提供7d左右的備用電源。太陽能電源接入用電設備之前首先進入太陽能電源控制器，蓄電池的電源用於用電設備之前也要先接入到太陽能控制器，所有用電設備都是從太陽能控制器的設備電源輸出端取出的。根據GPS自動監測儀器野外工作環境的電源技術要求。太陽能供電採用免維護鉛酸蓄電池、太陽能電池板、太陽能充電控制器組成的太陽能供電方式。蓄電池選型的決定於系統功耗大小，現場主控站點的實際測量功耗。與應用實施一計算方式相同，通過計算太陽能組建選型如下：
1）電池容量為28Ah，對比各種蓄電池性能及實際使用效果，最終選定松下的LC-XC1228型蓄電池，該型蓄電池主要特點為循環長壽命，突發供電能力強，與本系統供電性能相吻合。
2）太陽能電池板選型。太陽能電池帆板選購，型號為20（25）P610×321，額定功率20W，峰值電壓17.2V。3）太陽能充電控制器選型。太陽能充電控制器監控蓄電池的充電狀態，控制充電進程，連接或切斷負載。通常應具備的基本功能有：過充保護、深放電保護、低壓保護、太陽能組件反向電流保護等。考慮選用Solsum8.8B型充電控制器。
1.4應用實施三露天礦坑內雨季防洪壩和主要道路交叉口是露天礦雨季防洪期間的重要區域，為便於觀察並及時採取有效防範措施，及時進行干預處置，在防洪壩和主要道路交叉口安裝的太陽能燈具、監控攝像頭，太陽能燈具、監控攝像頭在使用過程中也同樣存在著供用電線路架設的問題，通過計算(與應用實施一計算方式相同)太陽能組建選型如下：①LED燈選用30W，攝像頭7W（12V），色溫6000K左右；②太陽陽能板選用平板200W；③蓄電池選12V250Ah膠體儲能蓄電池組。④控制器選用SR-SDI15A。
2現場應用管理體會及經濟效益分析
2.1現場應用管理體會通過生產現場的實際使用看，適應於露天礦生產組織，改變了露天礦供用電的一些常規模式，主要有以下體會：①太陽能光伏發電技術清潔綠色環保，節能降耗效果明顯；②太陽能技術應用廣泛，適合於我國大多數露天礦；③太陽能光伏發電技術可以按照需求自由組建，工作面改移、轉場簡單易行，安裝維護操作簡便快捷；④太陽能光伏發電技術可以用於露天礦應急救援、事故搶險、野外測量等方面；⑤太陽能光伏發電技術產品形式多樣、技術成熟，適應性強；⑥太陽能光伏發電電壓低，12、24V屬安全電壓；⑦解決了露天礦工作面設備看守的照明問題，防止設備發生被偷盜的情況發生；⑧太陽能板、LED燈、控制器等部件維護周期長，蓄電池組使用2年左右需進行更換維修。
2.2經濟效益分析
1）從以上數據看安裝太陽能光伏發電照明系統前期投入費用高，但後期節電收益較明顯，日常維護檢修費用低。
2）工作面、排土場、夜間設備看守的照明系統的安裝使用後，減少了敷設電纜或架設架空線路、供電點安裝等的費用，降低了生產經營成本。
3）太陽能光伏發電照明系統在設備轉場改移時，直接拖運轉場不產生直接費用，另外照明系統安裝拆卸方便費用低。
3下一步利用太陽能技術應用的實施規劃
1）利用太陽能光伏發電技術和LED燈具，規劃建設6.5km長環繞礦坑主幹道路的照明系統。
2）露天礦坑內道路的交通安全警示燈、指示路牌等設施上安裝太陽能光伏發電設備。
3）運煤專線檢查站地理位置距離礦區遠，檢查站點多且分散，用電線路長，利用太陽能光伏發電技術就地解決檢查站生活供用電的問題。
4結語
充分利用太陽能技術，不僅能夠滿足露天礦開採的要求，而且還降低生產營運成本，運用新的採礦技術美化礦山生產、生活環境，實現了較好經濟效益，為建設綠色礦山找到了一條新路子。
作者：余超單位：雲南省小龍潭礦務局
1.1露天礦概況小龍潭露天礦地處於雲南省紅河州，礦區地理坐標東經103°11′52″,北緯23°48′45″，大氣層密度低，陽光透過強，年太陽輻射量在5800MJ（/m2•a），海拔1086.32m，屬太陽能資源豐富地區。氣候是亞熱帶季風氣候，全年雨、旱季十分明顯，5月至10月為雨季，11月至次年4月為旱季，年日照時間長，礦坑面積3km2。為我露天礦推廣和利用太陽能光伏發電技術解決生產組織管理中存在問題，具備了優越的氣候條件。
1.2應用實施一利用太陽能光伏發電技術解決采場與排土場照明設施，實現安全供用電，露天礦工作面夜間生產、設備停放夜間看守和夜間排土場的生產均需要照明設施輔助生產。目前夜間生產面臨的主要問題是：
1）液壓挖掘機1日3班，東幫、西幫是主採區，目前工作面長700m，寬70m，高10m，夜間工作面生產點多，且分散，需要用電纜由供電變壓器引至照明設施，電纜供電線路長，電纜道路口埋設地面60cm至80cm以下，長時間使用後容易被運輸車輛碾壓引發短路、漏電等的安全事故。
2）採用架空線路供電又存在線路長影響工作面的快速推進，改移線路費用高。線路長電力損耗大、壓降大照明設施易損壞等情況的發生。
3）排土場遠離采場，需架設供用電線路，且隨著排土場不斷增高，供電線路、供電點不斷延深，勢必增加架設費用。露天礦因地制宜結合實際採用了多晶矽薄膜太陽能光伏發電板、蓄電池組、LED燈、電子控制器等組建太陽能照明設施，通過計算選擇太陽能板和蓄電池配置，以下是計算方式：1）計算出用電負載的電流。如12V蓄電池系統；30W的燈1盞，電流=30÷12=2.5A。2）計算出蓄電池容量的需求。若燈具每夜累計照明時間需要為滿負載12h，（如晚7:00開啟至次日早7:00關閉），連續陰雨天7d的照明需求。蓄電池=2.5×12×7=210Ah。另外為了防止蓄電池過充和過放，蓄電池一般充電到90%左右，放電餘留20%左右。3）計算太陽能板功率的需求。每天的用電量=30×12=360Wh；安裝點的平均峰值日照時數為4.5h；太陽能板功率=360/4.5=80W。再計算充放電損耗,以及每天需要給太陽能電池板的補充,補充係數取0.6。80/0.6=133.3W。目前國內市場中沒有133.3W的太陽能板，考慮太陽能板採用數值大一些就夠滿足使用。主要部件選型為：①LED燈選用30W，色溫6000K左右；②太陽能板選用平板150W；③蓄電池選12V200Ah膠體儲能蓄電池組；④控制器選用SR-SDI10A；⑤燈杆底座採用雪橇式金屬焊接連接，便於坑內移動和固定。
1.3應用實施二露天礦地表固定式GPS自動監測系統，該監測系統全部太陽能供電的方式進行，陰雨天氣情況下能夠提供7d左右的備用電源。太陽能電源接入用電設備之前首先進入太陽能電源控制器，蓄電池的電源用於用電設備之前也要先接入到太陽能控制器，所有用電設備都是從太陽能控制器的設備電源輸出端取出的。根據GPS自動監測儀器野外工作環境的電源技術要求。太陽能供電採用免維護鉛酸蓄電池、太陽能電池板、太陽能充電控制器組成的太陽能供電方式。蓄電池選型的決定於系統功耗大小，現場主控站點的實際測量功耗。與應用實施一計算方式相同，通過計算太陽能組建選型如下：
1）電池容量為28Ah，對比各種蓄電池性能及實際使用效果，最終選定松下的LC-XC1228型蓄電池，該型蓄電池主要特點為循環長壽命，突發供電能力強，與本系統供電性能相吻合。
2）太陽能電池板選型。太陽能電池帆板選購，型號為20（25）P610×321，額定功率20W，峰值電壓17.2V。3）太陽能充電控制器選型。太陽能充電控制器監控蓄電池的充電狀態，控制充電進程，連接或切斷負載。通常應具備的基本功能有：過充保護、深放電保護、低壓保護、太陽能組件反向電流保護等。考慮選用Solsum8.8B型充電控制器。
1.4應用實施三露天礦坑內雨季防洪壩和主要道路交叉口是露天礦雨季防洪期間的重要區域，為便於觀察並及時採取有效防範措施，及時進行干預處置，在防洪壩和主要道路交叉口安裝的太陽能燈具、監控攝像頭，太陽能燈具、監控攝像頭在使用過程中也同樣存在著供用電線路架設的問題，通過計算(與應用實施一計算方式相同)太陽能組建選型如下：①LED燈選用30W，攝像頭7W（12V），色溫6000K左右；②太陽陽能板選用平板200W；③蓄電池選12V250Ah膠體儲能蓄電池組。④控制器選用SR-SDI15A。
2現場應用管理體會及經濟效益分析
2.1現場應用管理體會通過生產現場的實際使用看，適應於露天礦生產組織，改變了露天礦供用電的一些常規模式，主要有以下體會：①太陽能光伏發電技術清潔綠色環保，節能降耗效果明顯；②太陽能技術應用廣泛，適合於我國大多數露天礦；③太陽能光伏發電技術可以按照需求自由組建，工作面改移、轉場簡單易行，安裝維護操作簡便快捷；④太陽能光伏發電技術可以用於露天礦應急救援、事故搶險、野外測量等方面；⑤太陽能光伏發電技術產品形式多樣、技術成熟，適應性強；⑥太陽能光伏發電電壓低，12、24V屬安全電壓；⑦解決了露天礦工作面設備看守的照明問題，防止設備發生被偷盜的情況發生；⑧太陽能板、LED燈、控制器等部件維護周期長，蓄電池組使用2年左右需進行更換維修。
2.2經濟效益分析
1）從以上數據看安裝太陽能光伏發電照明系統前期投入費用高，但後期節電收益較明顯，日常維護檢修費用低。
2）工作面、排土場、夜間設備看守的照明系統的安裝使用後，減少了敷設電纜或架設架空線路、供電點安裝等的費用，降低了生產經營成本。
3）太陽能光伏發電照明系統在設備轉場改移時，直接拖運轉場不產生直接費用，另外照明系統安裝拆卸方便費用低。
3下一步利用太陽能技術應用的實施規劃
1）利用太陽能光伏發電技術和LED燈具，規劃建設6.5km長環繞礦坑主幹道路的照明系統。
2）露天礦坑內道路的交通安全警示燈、指示路牌等設施上安裝太陽能光伏發電設備。
3）運煤專線檢查站地理位置距離礦區遠，檢查站點多且分散，用電線路長，利用太陽能光伏發電技術就地解決檢查站生活供用電的問題。
4結語
充分利用太陽能技術，不僅能夠滿足露天礦開採的要求，而且還降低生產營運成本，運用新的採礦技術美化礦山生產、生活環境，實現了較好經濟效益，為建設綠色礦山找到了一條新路子。
作者：余超單位：雲南省小龍潭礦務局
收藏