河南高速公路發展有限責任公司利用太陽能光伏發電技術，在連霍高速公路成功實施了太陽能供電的全程視頻監控系統示范工程，為解決高速公路監控電網供電建設成本高、線路損耗大、電能利用率低等問題探索出了一條新途徑。經過近5年的實際運行,證明該示范工程技術方案成熟可靠，與電網供電相比，可節省供配電工程建設投資58.3%，平均每公里節省3.13萬元；5年來節省電費22萬元、汽油費96萬元，減少二氧化碳排量402噸，效果顯著。
 據了解，隨著河南高速公路路網的逐步形成，為制定和實施應急預案，減少道路擁堵、預防交通事故、提高服務水平，河南高速公路發展有限責任公司決定在連（運港）霍（爾果斯）高速公路鄭州和洛陽管轄的220千米范圍內實施道路全程監控。
 為擴展監視范圍，有效實施全程監控，外場攝像機的設置間隔約為2千米,處于一種線狀的非集中布局，若采用電網供電方式，存在線路損耗大、建設投資成本高、施工復雜和運營維護費用高等問題。同時，該路段即將實施不中斷運營的道路兩側拓寬工程（四改八），外場攝像機需設置在中央隔離帶。如在中央隔離帶鋪設電力電纜，則影響通信及其他弱電信號。因此，攝像機供電問題成為項目實施單位面臨的難點問題。
 太陽能是一種取之不盡、用之不竭的清潔環保型能源，利用太陽能光伏技術將太陽能轉換為電能，現已廣泛應用于航空航天、氣象站、遙測遙感、航道燈塔、鐵路信號、通信以及偏遠地區、海島居民的供電等領域。太陽能光伏發電技術為上述問題提供了解決方案。而且鄭洛路處于河南省中部，位于北緯34.7度，全年日照2000到2600小時，年均日照率為45%到55%，年太陽輻射總量110到125千卡/平方厘米，沿線日平均輻照時間約4.1小時，屬于三級太陽能資源地區中光能資源較豐富的區域。因此，鄭洛路實現太陽能全程監控具有較好的自然條件。因此，根據鄭洛路全程監控實際需要，從經濟、節能、環保、縮短工期的角度考慮，連霍高速公路鄭州至洛陽段道路監控系統了采用太陽能供電方式，為全線100套視頻監控攝像機供電。
 優化關鍵設備 提高發電效率
 太陽能供電的高速公路全程監控系統由太陽能電池陣列、蓄電池組、太陽能充放電控制器、逆變器、變壓器、攝像機和光端機等設備組成。太陽能光伏發電系統是通過太陽能電池組件在日照輻射下產生光伏電流，為用電負載提供電力能源。太陽能電池產生的電流通過充放電控制器一方面對負載直接供電，另一方面將多余的電能儲存在蓄電池中以備光照不足時向負載供電。交流負載可通過逆變器、變壓器轉換成適用的交流電供電。為應對惡劣氣象條件造成蓄電池電量不足的情況，系統可配置市電或自發電應急充電接口。為了提高供電系統的可靠性，通過光端機將光伏系統的運行狀態實時上傳至監控中心，以便及時采取人工維護措施。 
 太陽能光伏發電技術在公路交通行業中應用的主要障礙是供電負載的適用性問題，如何結合高速公路全程監控系統的用電負載特性，優化供電系統設計，降低用電負載功耗，提高太陽能發電系統效率則是該項目的關鍵技術環節。因此，該項目針對系統主要部件進行如下優化。
 攝像機：為降低太陽能供電系統的初期投資成本，在滿足交通監控圖像質量要求的前提下，經過試驗與研究，對攝像機用電功率提出具體要求并進行技術改進，將一臺全天候帶工作的攝像機的額定功率限定在30瓦以內，并且采用直流24伏供電方式。
 電源變換系統：為適應負載的直流供電模式，對視頻監控系統中用電負載進行系列技術改造，將多數交流負載改為直流負載。通過技術改造，節省了逆變器和變壓器的設備投資，降低了電源系統的故障風險，減少了逆變器和變壓器自身的用電損耗，提高了太陽能供電系統的可靠性和電源系統的利用率，同時也降低了供電系統對太陽能電池陣列和蓄電池的容量需求，從而進一步節省建設成本，提高經濟效益。
 太陽能電池板：太陽電池板是太陽能供電系統中的關鍵設備，安裝角度對發電效率影響較大，并盡量避免水平安裝或垂直放置。經試驗，該項目太陽能電池板最佳安裝傾角為41.7度，朝向正南。在太陽能供電系統中，單晶硅型電池光電轉換效率優于多晶硅和非晶硅，雖然非單晶硅太陽能電池板在特殊條件下可以作為補充電源應用，但考慮到其供電能力較低，老化速度較快的特點，該項目選用了單晶硅太陽能電池板。
 蓄電池：利用電化學反應實現電能和化學能的相互轉換，是太陽能供電系統中的儲能裝置。其主要技術指標包括容量、循環使用壽命、浮充使用壽命等；主要控制參數包括放電深度、浮充電壓、最大充放電電流等。綜合考慮各種類型蓄電池的特點，結合成本分析，該項目選用免維護膠體型鉛酸蓄電池。溫度對鉛酸蓄電池的性能影響明顯，在室外應對鉛酸蓄電池進行恒溫處理，工程上通常將蓄電池放置在地井或地上的基礎建筑中。本項目經過多種實驗手段充分驗證溫度對蓄電池性能的影響，將蓄電池放入保溫防護箱并埋入凍土層以下，保證了蓄電池最佳工作狀態。運行5年來，經抽樣檢測，蓄電池工作狀態良好。
 太陽能充放電控制器：為了實現太陽能電池、蓄電池和負載之間的合理匹配，保障供電質量，提高太陽能供電系統效率和延長蓄電池使用壽命。本項目選用了12、24、48VDC自適應的20A太陽能充放電控制器，設置過放電壓為21.6VDC，以保證極端惡劣氣候條件下可靠供電。并配置數據采集模塊，將蓄電池電壓、充電電流、放電電流等參數實時上傳至監控中心電源管理系統。
 精心組織 科學論證
 對于節能減排和新能源的應用，公司領導高度重視，專門成立了項目領導小組，為項目實施提供了有力的組織保障。此外，在人力、物力、財力方面也給予了積極支持，并提供了充足的研究試驗經費。
 項目組經歷了調研、太陽能自然條件分析與測試、方案論證、試驗驗證、施工設計、采購、施工安裝、調試驗收、運營維護等全過程，對每一步都設定目標，落實到人，做到記錄完整、論述充分、數據可靠，確保整個項目目標的實現。
 如此大規模地實施太陽能供電系統，在公路交通領域尚無先例，一個小的技術細節都可能影響整個系統的運行，為此公司委托了具有豐富設計、實驗、檢測經驗的國內權威機構對每個關鍵技術點都進行充分的技術論證，針對鄭洛路實際情況搭建了試驗平臺，按照設計原理圖對每個節點都進行了實驗分析，在此基礎上篩選出符合要求的系統部件和施工方案，確保了項目順利實施。
 5年節電近22萬千瓦時
 該項目在全長約220千米的路段安裝了100套太陽能全程道路監控系統，5年來產生的直接經濟效益和社會效益十分顯著。該系統投入運行后，值班人員定時利用攝像機進行人工巡查，每天可減少路政人員兩次路巡共計880公里，以百公里耗油10升計算，每年可節約汽油32120升，以每升汽油6元計，每年節省19.27萬元人民幣。5年來共節約人民幣96.35萬元。據統計，采用太陽能供電產生的直接經濟效益，節約建設費用688.4萬元，節約電費43800千瓦時/年，5年節電219000千瓦時，計22萬元。
 每燃燒1升汽油可產生2.4千克二氧化碳，實施全程監控每年節約汽油32120升，每年可減少二氧化碳排放77噸。5年來累計減少二氧化碳排放385噸。 
 經測算，道路監控系統每套每天耗電1.2千瓦時、全線共布設100套，每年耗電43800千瓦時。采用太陽能供電，每年節約市電43800千瓦時，相當于減少標準煤消耗1.314噸，減少排放二氧化碳3.44噸、二氧化硫11.7千克、氮氧化物9.72千克。5年來該太陽能供電系統，累計節約標準煤6.57噸，減少排放二氧化碳17.20噸、二氧化硫55.85千克、氮氧化物48.60千克。