城市軌道交通近年來(lái)在國(guó)內(nèi)大中城市普遍發(fā)展，全國(guó)目前已有十八座城市建成運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路，并有多個(gè)城市已開(kāi)工或規(guī)劃建設(shè)，根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，未來(lái)幾年將是城市軌道交通發(fā)展建設(shè)的高峰期。

　　如何將太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)和城市軌道交通建設(shè)結(jié)合起來(lái)，利用太陽(yáng)能向城市軌道交通工程提供電源，不僅在節(jié)約能源方面意義重大，更對(duì)指導(dǎo)新建軌道交通工程具有重要參考意義。

　　1.光伏發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)

　　利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電，可以獲取無(wú)限的能源，不僅可以減少煤炭、自然礦物資源、水資源等的開(kāi)采利用，還可以減少二氧化碳、二氧化硫、粉塵及煤灰等有害氣體和雜質(zhì)的排放量，是節(jié)能減排的有效措施。

　　傳統(tǒng)電力系統(tǒng)在向負(fù)荷供電時(shí)，需通過(guò)變壓器、輸電線(xiàn)路、開(kāi)關(guān)柜等電力設(shè)施將電能輸送至用戶(hù)。采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，可省去這些輸配電設(shè)備的投資。若將光伏電源和電網(wǎng)進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電，不僅能就地直接使用電能，還省去了蓄電池等儲(chǔ)能設(shè)施。

　　太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝不破壞土地植被，不受安裝地點(diǎn)的限制，只要太陽(yáng)能夠達(dá)到的地方，均可安裝太陽(yáng)能電池組件。大城市內(nèi)建筑物和太陽(yáng)能電池組件一體化建設(shè)時(shí)，不僅能夠美化建筑的結(jié)構(gòu)和外觀，還節(jié)約了土地，具有十分積極的效益。

　　光伏電源系統(tǒng)的特點(diǎn)決定了只要有太陽(yáng)光的地方，就能夠設(shè)置光伏發(fā)電系統(tǒng)，而且容量大小可根據(jù)負(fù)荷選取，不受外部電源的限制。特別是一些容量小的照明負(fù)荷，可獨(dú)立成系統(tǒng)，特別靈活實(shí)用。

　　綜上所述，光伏發(fā)電系統(tǒng)具有節(jié)能環(huán)保、節(jié)省輸電設(shè)備、保護(hù)和節(jié)約土地、靈活配置發(fā)電容量的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。

　　2.城市軌道交通各類(lèi)用電負(fù)荷分析

　　城市軌道交通用電負(fù)荷較多，但根據(jù)不同用途及性質(zhì)可歸為3類(lèi)負(fù)荷：

　?。?）軌道交通車(chē)輛牽引供電負(fù)荷。

　　該類(lèi)負(fù)荷主要是向軌道交通車(chē)輛提供驅(qū)動(dòng)電源及車(chē)體內(nèi)部的低壓機(jī)電負(fù)荷電源，所需容量最大，一般一個(gè)牽引變電所約在2×2500～2×3000kV.A左右。

　?。?）軌道交通運(yùn)營(yíng)動(dòng)力負(fù)荷。

　　該類(lèi)負(fù)荷主要是車(chē)站及區(qū)間內(nèi)為保證地鐵正常、安全運(yùn)營(yíng)而所需的一些機(jī)電設(shè)備、通信信號(hào)設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等，其負(fù)荷容量較大，每座地下車(chē)站約在1000~1200kW；高架車(chē)站約在200~350kW。

　?。?）軌道交通運(yùn)營(yíng)照明負(fù)荷。

　　該類(lèi)負(fù)荷主要是運(yùn)營(yíng)所需的各類(lèi)正常照明、應(yīng)急照明、指示照明、廣告照明等，其負(fù)荷容量較小，每座地下車(chē)站約在200~300kW；高架車(chē)站約在120~180kW。

　　另外，每條地鐵線(xiàn)路都有一個(gè)車(chē)輛段和停車(chē)場(chǎng)，其中有不少動(dòng)力負(fù)荷和照明負(fù)荷，特別是車(chē)庫(kù)內(nèi)的照明負(fù)荷和車(chē)場(chǎng)內(nèi)的路燈照明負(fù)荷容量較大。

　　上述用電負(fù)荷中，牽引負(fù)荷、通信信號(hào)、消防通風(fēng)、消防監(jiān)控、應(yīng)急照明等是與行車(chē)及消防相關(guān)的可靠性要求極高的特別重要的一級(jí)負(fù)荷。

　　從負(fù)荷分類(lèi)可以看出，牽引負(fù)荷用電不僅容量大，且是行車(chē)負(fù)荷，必須有極高的可靠性；動(dòng)力負(fù)荷中部分為行車(chē)及消防負(fù)荷，容量也較大，可靠性也必須保證；照明負(fù)荷中的應(yīng)急照明，該部分容量很小，但可靠性必須保證。從容量及負(fù)荷重要性，以及在目前光伏發(fā)電系統(tǒng)尚未完全成熟及普及應(yīng)用的情況下考慮，這些負(fù)荷仍采用傳統(tǒng)電力供電系統(tǒng)是比較合理的，因?yàn)楸仨毐ＷC這些負(fù)荷用電的高可靠性。但相對(duì)這些重要負(fù)荷，車(chē)站內(nèi)的三級(jí)負(fù)荷、正常照明和一般的機(jī)電負(fù)荷，完全可利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)供電。

　　3.軌道交通工程利用光伏發(fā)電系統(tǒng)的條件

　　光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是利用太陽(yáng)能作為發(fā)電基礎(chǔ)，配備必要的發(fā)輸電設(shè)備，并結(jié)合實(shí)際建筑條件，共同實(shí)現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)功能。要實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)在軌道交通工程中的應(yīng)用，必須滿(mǎn)足以下2個(gè)條件：

　?。?）車(chē)站建筑在地上，且地上面積足夠大，能夠安裝滿(mǎn)足用電容量需求的太陽(yáng)能電池板、蓄電池等發(fā)電設(shè)施。

　?。?）車(chē)站內(nèi)用電負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷、一般機(jī)電負(fù)荷或一般照明負(fù)荷等，供電可靠性要求較低，不影響行車(chē)及消防。

　　根據(jù)目前軌道交通車(chē)站的設(shè)計(jì)、建筑樣式、負(fù)荷類(lèi)型等，能夠滿(mǎn)足上述條件一的，主要有高架站、車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)、地下站出入口等地方；滿(mǎn)足上述條件二的，主要有車(chē)站二三級(jí)通風(fēng)負(fù)荷、檢修電源負(fù)荷、廣告照明、一般照明、車(chē)場(chǎng)內(nèi)道路照明、地下站出入口集散廣場(chǎng)照明、室外地徽導(dǎo)向負(fù)荷等。