一種風(fēng)光并網(wǎng)供交通設(shè)施及電動汽車充電的公路棚架系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種風(fēng)光并網(wǎng)供交通設(shè)施及電動汽車充電的公路棚架系統(tǒng)，其特征在于，所述公路棚架系統(tǒng)包括棚架基體、太陽能發(fā)電模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊以及儲能電池箱；所述棚架基體包括設(shè)置于公路兩側(cè)的棚架支柱(1)和位于公路上方的棚頂支架(2)，所述太陽能發(fā)電模塊包括太陽能電池板(3)，所述太陽能電池板(3)位于所述棚頂支架(2)的上方，所述風(fēng)力發(fā)電模塊包括風(fēng)輪(4)，所述風(fēng)輪(4)位于所述棚架支柱(1)的頂端；所述太陽能發(fā)電模塊以及風(fēng)力發(fā)電模塊均與所述儲能電池箱電連接。本發(fā)明的公路棚架系統(tǒng)能夠推廣太陽能和風(fēng)能等清潔能源的使用。
【專利說明】
一種風(fēng)光并網(wǎng)供交通設(shè)施及電動汽車充電的公路棚架系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種利用公路建設(shè)的棚架系統(tǒng)，具體涉及光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)，可用于交通基礎(chǔ)設(shè)施及電動汽車充電的公路棚架系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電，不僅成本較大而且我國電能仍以煤電為主，煤電在生產(chǎn)使用過程中對環(huán)境造成一定程度的污染。
[0003]公開號為CN104369706A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種裝有太陽能光伏板的汽車，所述汽車在車頂上安裝有一個可為車內(nèi)充電的太陽能光伏板。所裝太陽能光伏板可將太陽光能轉(zhuǎn)化為電能為車載電池充電，以此可減少汽車能源的消耗，并可為車起到很好的遮擋陽光的作用。
[0004]公開號為CN201490935U的中國專利文獻(xiàn)公開了一種汽車用發(fā)電裝置。該汽車用發(fā)電裝置包括光伏電池組件，所述光伏電池組件的底面安裝于汽車表面，且所述光伏電池組件的形狀與所安裝位置的汽車表面形狀相配合;所述光伏電池組件的電源引線與汽車的用電裝置電連接。這種結(jié)構(gòu)的汽車用發(fā)電裝置將光伏電池組件安裝于汽車的表面，在具有太陽光的情況下，無論汽車處于行駛狀態(tài)，還是處于停車狀態(tài)，光伏電池組件均可吸收太陽能并將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，將這些電能提供給汽車的用電設(shè)備、動力機(jī)構(gòu)等用電裝置。
[0005]公路光伏供電動車充電的發(fā)明已出現(xiàn)，但充分利用路面上空空間，并與風(fēng)力及并網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的棚架系統(tǒng)研究還處于空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)光并網(wǎng)供交通設(shè)施及電動汽車充電的公路棚架系統(tǒng)，能夠推廣太陽能和風(fēng)能等清潔能源的使用。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種風(fēng)光并網(wǎng)供交通設(shè)施及電動汽車充電的公路棚架系統(tǒng)，其特征在于，所述公路棚架系統(tǒng)包括棚架基體、太陽能發(fā)電模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊以及儲能電池箱;所述棚架基體包括設(shè)置于公路兩側(cè)的棚架支柱和位于公路上方的棚頂支架，所述太陽能發(fā)電模塊包括太陽能電池板，所述太陽能電池板位于所述棚頂支架的上方，所述風(fēng)力發(fā)電模塊包括風(fēng)輪，所述風(fēng)輪位于所述棚架支柱的頂端;所述太陽能發(fā)電模塊以及風(fēng)力發(fā)電模塊均與所述儲能電池箱電連接。
[0008]優(yōu)選地，所述儲能電池箱與電網(wǎng)電連接，以補(bǔ)充或輸出電力。
[0009]優(yōu)選地，所述公路棚架系統(tǒng)還設(shè)置有位于所述棚頂支架上的雨水收集裝置，所述雨水收集裝置位于所述太陽能電池板下方，且設(shè)置有擋雨板，所述擋雨板上設(shè)置有使擋雨板上下空氣流通的天窗。
[0010]優(yōu)選地，所述雨水收集裝置包括設(shè)置于所述棚架支柱上的雨水輸送管道，所述雨水輸送管道與農(nóng)田雨水灌溉管路流體連通。
[0011 ]優(yōu)選地，所述公路棚架系統(tǒng)還包括位于所述棚架基體外側(cè)的綠化帶。
[0012]優(yōu)選地，所述公路棚架系統(tǒng)還包括充電汽車充電粧和電動汽車無線充電裝置;所述充電汽車充電粧位于公路兩側(cè)相鄰棚架支柱之間或固定在所述棚架支柱上，所述電動汽車無線充電裝置預(yù)埋于公路路面下方。
[0013]優(yōu)選地，棚架基體設(shè)置有懸索支撐結(jié)構(gòu)。
[0014]優(yōu)選地，所述太陽能發(fā)電模塊還包括控制器、逆變器和蓄電池組。
[0015]優(yōu)選地，所述風(fēng)力發(fā)電模塊還包括發(fā)電機(jī)、充電控制器、蓄電池組和逆變器。
[0016]優(yōu)選地，所述太陽能電池板為單晶硅太陽能電池板或者多晶硅太陽能電池板。
[0017]本發(fā)明方法具有如下優(yōu)點:
[0018]1.推廣太陽能風(fēng)能這種清潔能源的使用，減少煤電帶來的污染；
[0019]2.充分利用道路上空進(jìn)行清潔能源開發(fā)，提高土地資源的使用效率；
[0020]3.利用棚架系統(tǒng)保護(hù)路面免受雨雪，日曬的侵蝕，減少維護(hù)成本，延長使用壽命；
[0021]4.利用棚架系統(tǒng)減少雪天道路積雪，減少公路清雪時間和成本；
[0022]5.公路棚架系統(tǒng)覆蓋戰(zhàn)時具有戰(zhàn)略防御作用；
[0023]6.公路棚架的雨水收集系統(tǒng)可以收集雨水用于兩側(cè)綠化及農(nóng)田灌溉。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明公路棚架系統(tǒng)的一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明公路棚架系統(tǒng)的一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3是本發(fā)明公路棚架系統(tǒng)的一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖4是本發(fā)明公路棚架系統(tǒng)的一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖5是本發(fā)明公路棚架系統(tǒng)的設(shè)計原理圖。
[0029]圖6是本發(fā)明公路棚架系統(tǒng)的一種組裝流程示意圖。
[0030]圖7是本發(fā)明公路棚架系統(tǒng)的一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖8是本發(fā)明公路棚架系統(tǒng)的一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0032]以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0033]電動汽車數(shù)量的不斷提升，必然會帶動電動汽車充電設(shè)備的不斷完善，而在距離長且偏遠(yuǎn)的公路目前仍主要以農(nóng)電為主，不僅電量不穩(wěn)定，而且價格高，如果能夠采用就地進(jìn)行太陽能發(fā)電就地使用，實現(xiàn)能源的自給自足，將能有效改善這一問題。而且我國公路里程長，如果能利用其進(jìn)行光伏和風(fēng)力發(fā)電，將有巨大的開發(fā)潛力。
[0034]針對風(fēng)電、光伏等新能源產(chǎn)業(yè)用地，國家提出采取差別化用地政策支持新業(yè)態(tài)發(fā)展，鼓勵光伏、風(fēng)力發(fā)電等項目使用不占壓土地、不改變地表形態(tài)的用地，提高土地資源的使用效率。公路光伏風(fēng)力一體化能夠大面積線性開發(fā)，不僅不侵占多余土地，還能減少運(yùn)輸成本，便于維護(hù)管理，避免路面曝露在雨雪中，延長道路使用壽命。
[0035]隨著光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電相關(guān)科技的不斷發(fā)展，其發(fā)電成本不斷下降和轉(zhuǎn)換效率不斷提升。
[0036]公路光伏棚架的相關(guān)發(fā)明已經(jīng)出現(xiàn)，但是結(jié)合風(fēng)力電，并且供電動車充電并結(jié)合雨水收集與一體的發(fā)明并無先例。
[0037]如圖1-4所示，本發(fā)明提供一種風(fēng)光并網(wǎng)供交通設(shè)施及電動汽車充電的公路棚架系統(tǒng)，其特征在于，所述公路棚架系統(tǒng)包括棚架基體、太陽能發(fā)電模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊以及儲能電池箱;所述棚架基體包括設(shè)置于公路兩側(cè)的棚架支柱I和位于公路上方的棚頂支架2，所述太陽能發(fā)電模塊包括太陽能電池板3，所述太陽能電池板3位于所述棚頂支架2的上方，所述風(fēng)力發(fā)電模塊包括風(fēng)輪4，所述風(fēng)輪4位于所述棚架支柱I的頂端;所述太陽能發(fā)電模塊以及風(fēng)力發(fā)電模塊均與所述儲能電池箱電連接。
[0038]如圖5的設(shè)計原理圖所示，為了方便儲電電池箱輸送多余的電力和補(bǔ)充不足的電力，一種【具體實施方式】，所述儲能電池箱與電網(wǎng)電連接，以補(bǔ)充或輸出電力。
[0039]如圖5所示設(shè)計原理圖，一種【具體實施方式】，所述公路棚架系統(tǒng)還設(shè)置有位于所述棚頂支架2上的雨水收集裝置，為了將收集雨水用于兩側(cè)綠化及農(nóng)田灌溉，所述雨水收集裝置包括設(shè)置于所述棚架支柱I上的雨水輸送管道，所述雨水輸送管道與農(nóng)田雨水灌溉管路流體連通，所述公路棚架系統(tǒng)還包括位于所述棚架基體外側(cè)的綠化帶5。
[0040]如圖7所示，一種【具體實施方式】，所述雨水收集裝置位于所述太陽能電池板3下方，且設(shè)置有擋雨板7，所述擋雨板7上設(shè)置有使擋雨板7上下空氣流通的天窗8。由于在相同輻射強(qiáng)度條件下，太陽能電池板工作溫度越低，則太陽能電池板的開路電壓越高，而工作環(huán)境溫度越高，太陽能電池板的最大功率越低，因此保證太陽能棚架內(nèi)的熱量快速流通對于太陽能電池板的發(fā)電效率非常重要。而且根據(jù)西寧地區(qū)實測，夏季太陽能組件背表面溫度可以達(dá)到70°C，此時太陽能電池結(jié)溫可達(dá)到100°C，會使開路電壓降低30%。不僅如此，太陽能電池板在夏季太陽能輻射強(qiáng)度大時，也會對棚下空間產(chǎn)生熱輻射，使得棚下溫度升高。因此，為了降低太陽能電池板背板溫度，在太陽能電池板下方的擋雨板上開設(shè)頂棚天窗作為通風(fēng)孔，利用風(fēng)壓和熱壓使頂棚內(nèi)的空間和外部空氣對流。
[0041 ]電動汽車充電技術(shù)已經(jīng)日漸完善，電動汽車可分為有線的充電粧和無線充電兩種模式。如圖1-4和圖8所示，一種【具體實施方式】，所述公路棚架系統(tǒng)還包括電動汽車充電控制系統(tǒng)，即充電汽車充電粧9和電動汽車無線充電裝置;所述充電汽車充電粧9位于公路兩側(cè)相鄰棚架支柱I之間或固定在所述棚架支柱I上，所述電動汽車無線充電裝置預(yù)埋于公路路面下方。
[0042]為了使棚架基體的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，如圖1所示，一種【具體實施方式】，棚架基體設(shè)置有懸索支撐結(jié)構(gòu)6。
[0043]下面將簡要說明本發(fā)明的設(shè)計原理圖:如圖5所示，本發(fā)明設(shè)計有太陽能發(fā)電模塊和風(fēng)力發(fā)電模塊，均由懸索支撐結(jié)構(gòu)所支撐，懸索支撐結(jié)構(gòu)上方還設(shè)置有雨水收集裝置。太陽能發(fā)電模塊和風(fēng)力發(fā)電模塊所產(chǎn)生的電能儲存于置于道路兩側(cè)或下埋的儲能電池箱中，儲能電池箱與電網(wǎng)電連接進(jìn)行電能并網(wǎng)和補(bǔ)給。另外，儲能電池箱中所儲備的電能用于道路設(shè)施用電(例如路燈、服務(wù)站等)以及電動汽車充電控制裝置，電動汽車充電控制裝置包括與懸索支撐結(jié)構(gòu)結(jié)合的電動汽車充電粧以及道路路面下預(yù)埋的電動汽車無線充電裝置。
[0044]太陽能發(fā)電模塊是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，一種【具體實施方式】，所述太陽能發(fā)電模塊還包括控制器、逆變器和蓄電池組。
[0045]風(fēng)力發(fā)電模塊是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，一種【具體實施方式】，所述風(fēng)力發(fā)電模塊還包括發(fā)電機(jī)、充電控制器、蓄電池組和逆變器。
[0046]下面將結(jié)合附圖提供本發(fā)明公路棚架系統(tǒng)的一種組裝流程示意圖，但是本發(fā)明并不因此而受到任何限制。
[0047]如圖6所示，首先在公路兩側(cè)相對兩個棚架支柱I之間鋪設(shè)懸索結(jié)構(gòu)，然后將光伏三角支架置于懸索上并固定，利用中間的三角支架將力傳給兩側(cè)懸索，重復(fù)組合后，將多根懸索相互連接固定，接著在支架上固定光伏板(即太陽能電池板3)，最后在光伏板上方加透明的擋雨板和設(shè)置雨水收集系統(tǒng)。
[0048]目前太陽能電池板主要應(yīng)用材料包括單晶硅、多晶硅、非晶硅(a-Si)、碲化鎘(CdTe)、銅銦砸(CIS:CuInSe2)等，按照不同的工藝所生產(chǎn)的電池主要包括單晶硅電池、多晶硅電池以及非晶硅電池。在對太陽能電池板進(jìn)行應(yīng)用的過程中，除了充分考慮太陽能電池板自身的特性，還要結(jié)合所要應(yīng)用區(qū)域的氣象特征。對于光照條件較好的區(qū)域以及價格允許的情況下，所述太陽能電池板3優(yōu)選為單晶硅太陽能電池板或者多晶硅太陽能電池板。
[0049]雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種風(fēng)光并網(wǎng)供交通設(shè)施及電動汽車充電的公路棚架系統(tǒng)，其特征在于，所述公路棚架系統(tǒng)包括棚架基體、太陽能發(fā)電模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊以及儲能電池箱;所述棚架基體包括設(shè)置于公路兩側(cè)的棚架支柱(I)和位于公路上方的棚頂支架(2)，所述太陽能發(fā)電模塊包括太陽能電池板(3)，所述太陽能電池板(3)位于所述棚頂支架(2)的上方，所述風(fēng)力發(fā)電模塊包括風(fēng)輪(4)，所述風(fēng)輪(4)位于所述棚架支柱(I)的頂端;所述太陽能發(fā)電模塊以及風(fēng)力發(fā)電模塊均與所述儲能電池箱電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路棚架系統(tǒng)，其特征在于，所述儲能電池箱與電網(wǎng)電連接，以補(bǔ)充或輸出電力。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路棚架系統(tǒng)，其特征在于，所述公路棚架系統(tǒng)還設(shè)置有位于所述棚頂支架(2)上的雨水收集裝置，所述雨水收集裝置位于所述太陽能電池板(3)下方，且設(shè)置有擋雨板(7)，所述擋雨板(7)上設(shè)置有使擋雨板(7)上下空氣流通的天窗(8)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的公路棚架系統(tǒng)，其特征在于，所述雨水收集裝置包括設(shè)置于所述棚架支柱(I)上的雨水輸送管道，所述雨水輸送管道與農(nóng)田雨水灌溉管路流體連通。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路棚架系統(tǒng)，其特征在于，所述公路棚架系統(tǒng)還包括位于所述棚架基體外側(cè)的綠化帶(5)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路棚架系統(tǒng)，其特征在于，所述公路棚架系統(tǒng)還包括充電汽車充電粧(9)和電動汽車無線充電裝置;所述充電汽車充電粧(9)位于公路兩側(cè)相鄰棚架支柱(I)之間或固定在所述棚架支柱(I)上，所述電動汽車無線充電裝置預(yù)埋于公路路面下方。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路棚架系統(tǒng)，其特征在于，棚架基體設(shè)置有懸索支撐結(jié)構(gòu)(6)ο8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路棚架系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能發(fā)電模塊還包括控制器、逆變器和蓄電池組。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路棚架系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電模塊還包括發(fā)電機(jī)、充電控制器、蓄電池組和逆變器。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路棚架系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能電池板(3)為單晶硅太陽能電池板或者多晶硅太陽能電池板。
【文檔編號】E01F7/00GK105862612SQ201610409411
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】張玉坤, 韓丹, 張睿, 宮盛男
【申請人】天津大學(xué)