CN103132466A - 一种用于铁路或公路的具有光伏发电功能的组合防护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于铁路或公路的具有光伏发电功能的组合防护系统，由防护系统和光伏发电系统构成；所述防护系统包括支架、和固定在支架上的龙骨，所述支架包括布设于铁路或公路两侧的立柱、和架设于所述立柱顶端的纵梁；所述光伏发电系统包括光伏组件、逆变器和汇流箱；所述光伏组件铺设在防护层上，所述防护层安装在龙骨上；所述纵梁的边缘沿其长度方向设雨水槽，所述立柱的外侧面设下水管，所述雨水槽与下水管相通连；所述龙骨横担在所述纵梁之间。本发明在铁路和公路的上方构建由光伏组件或建筑光伏蜂窝模块构成的组合防护系统，实现大规模与低成本的发展光伏发电，有效提高道路的土地资源利用价值，且具有抗风压和积雪，避免鸟类和高空飞落物体对车辆的伤害，提高道路的使用寿命和通行安全。

Description

一种用于铁路或公路的具有光伏发电功能的组合防护系统
技术背景
本发明涉及一种将光伏组件或建筑光伏蜂窝模块应用在铁路和公路的防护和发电系统，其即可实现光伏发电，也可以用作道路的防护系统。
 
背景技术
太阳能是低能量密度和分布最广的能源，现有的地面光伏电站系统，占用稀缺的土地资源矛盾日益突出。在荒漠地带发展地面光伏电站，恶劣的自然环境导致光伏系统的维护工作无法承受，因远离电力负荷中心需要的输变电系统，带来投资成本大幅攀升和难以克服的技术挑战。铁路和公路四通八达，占用社会大量的土地资源，道路将分散的电网和电力负荷中心连接起来，特别是电气化铁路。强降雨雪极其容易导致铁路和公路系统出现故障，甚至瘫痪交通。强降雨雪也是公路和铁路的交通事故主要因素。
 
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种在铁路和公路的上方构建由光伏组件或建筑光伏蜂窝模块构成的组合防护系统，其可实现大规模与低成本的发展光伏发电，有效提高道路的土地资源利用价值，提高道路的使用寿命和通行安全。
本发明为实现其目的所采取的技术方案：一种用于铁路或公路的具有光伏发电功能的组合防护系统，由防护系统和光伏发电系统构成；所述防护系统包括支架、和固定在支架上的龙骨，所述支架包括布设于铁路或公路两侧的立柱、和架设于所述立柱顶端的纵梁；所述光伏发电系统包括光伏组件、逆变器和汇流箱；所述光伏组件铺设在防护层上，所述防护层安装在龙骨上；所述纵梁的边缘沿其长度方向设雨水槽，所述立柱的外侧面设下水管，所述雨水槽与下水管相通连；所述龙骨横担在所述纵梁之间。
本发明的有益效果：将在铁路和公路的上方构建的防护系统与光伏系统相结合，可实现大规模与低成本的发展光伏发电，利用道路的电网可就近并网，电气化铁路还可实现就近消纳电力。另一方面，防护系统可以避免雨雪影响道路交通和保护道路及其设施，提高道路的使用寿命和通行安全，推动道路交通的信息智能化和节能减排；此外，还可以有效避免鸟类和高空飞落物体对车辆的伤害，为电气化路网提供高可靠性防护。光伏组件背面的复合抗冲击和抗压阻燃防护层，或建筑光伏蜂窝模块，具有抗风压和积雪，并可承受上人等活载。
 
附图说明
以下结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。
图1为用于公路的具有光伏发电功能的组合防护系统示意图；
图2为用于铁路的具有光伏发电功能的组合防护系统示意图；
图3为图1、2中A的放大结构示意图；
图4、光伏组件模块拼接结构示意图。
   图中1、光伏组件，2、避雷针，3、雨水槽，4、防护层，5、龙骨，6、列车电缆，7、横梁，8、吊杆，9、广告箱，10、下水管，11、逆变器，12、汇流箱，13、铁路，14、立柱，15、公路，16、边框，17、连接器，18、密封条，19、纵梁。
 
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，本例为用于公路的具有光伏发电功能的组合防护系统，由防护系统和光伏发电系统构成。防护系统包括支架、固定在支架上的龙骨5和铺设龙骨上的防护层4。防护层4采用复合抗冲击和抗压的阻燃板材。防护系统下方是公路。支架由布设于公路两侧的立柱14和架设于所述立柱顶端的纵梁19构成，立柱可作为公路的电线杆使用，也可作为公路的照明或广告及信号监测装置的支撑杆。支架的固定结构必须满足抗风压和抗地震烈度的强度要求，还具备特定方向撞击脱离而不会损伤龙骨。
光伏发电系统由光伏组件1、逆变器11和汇流箱12、变压器、线缆、避雷针及防雷器和接地装置等构成公路的光伏发电系统，光伏发电系统直流电的正极或负极接大地。光伏组件铺设在防护层4上，防护层4安装在龙骨5上。光伏组件1、防护层4和龙骨5构成组合防护系统的顶棚。这种顶棚的形状可设计成弧形结构、斜面结构或平面结构。光伏组件1的安装方式，采用串联方式，可以多组串联，线缆布线在道路两侧的上方。光伏组件间安装热胀冷缩和防水密封的结构。纵梁19的边缘沿其长度方向设雨水槽3，立柱14的外侧面设下水管10，雨水槽3与下水管10相通连构成排水系统，参见图3。龙骨5横担在纵梁19之间。避雷针2设于支架顶端。逆变器11和汇流箱12可安设在立柱14上。在道路两侧可构建由光伏发电系统和电网混合支撑的应急充电站和充电桩。在道路入口设置限制车辆高度的栏杆和自动检测控制装置，栏杆高度低于支架80CM以上，防止超高车辆进入道路损坏光伏发电系统。
 
实施例2：
如图2所示，本例为用于铁路的具有光伏发电功能的组合防护系统。本例在例1的基础上增加横梁7（其余相同部分不再赘述）。横梁7设置在立柱14之间的上部位置，位于龙骨的下方，横梁7上布设吊杆8，吊杆8用于吊挂列车电缆6（即动车架空线），此外，横梁7还可增加整个组合防护系统的结构强度。
 
上述两例中的光伏组件1包括光伏板、连接器和接线盒，可制作成建筑光伏蜂窝模块结构。这种模块结构可采用下述两种实施方式：
其一，在光伏板的下层依次粘接的上热融胶膜、蜂窝芯层、下热融胶膜和背板；在光伏组件的周边设边框构成光伏组件模块，参见图4；连接器分别设在模块的两侧；接线盒内置于蜂窝芯层中。
其二，在光伏板的背面依次为填充发泡材料的蜂窝芯层、蜂窝孔状板、保温层和背板；蜂窝芯层整体分布在蜂窝孔状板上；蜂窝芯层、蜂窝孔状板和保温层中填充发泡材料黏合并固化成整体结构；蜂窝芯层和蜂窝孔状板黏合构成蜂窝板结构层；蜂窝板结构层的周边和底部包裹在所述保温层内形成主传热断桥层；在光伏组件的周边设边框构成光伏组件模块；连接器分别设在模块的两侧；接线盒内置于蜂窝板结构层中。
采用上述光伏组件模块时，可免去防护层。
上述仅为本发明的实施例而已，对本领域的技术人员来说，本发明有多种更改和变化。凡在本发明的发明思想和原则之内，作出任何修改，等同替换，改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于铁路或公路的具有光伏发电功能的组合防护系统，其特征在于：由防护系统和光伏发电系统构成；所述防护系统包括支架、和固定在支架上的龙骨（5），所述支架包括布设于铁路或公路两侧的立柱（14）、和架设于所述立柱顶端的纵梁（19）；所述光伏发电系统包括光伏组件（1）、逆变器（11）和汇流箱（12）；所述光伏组件铺设在防护层（4）上，所述防护层（4）安装在龙骨（5）上；所述纵梁（19）的边缘沿其长度方向设雨水槽（3），所述立柱（14）的外侧面设下水管（10），所述雨水槽（3）与下水管（10）相通连；所述龙骨（5）横担在所述纵梁之间。
2.根据权利要求1所述的用于铁路或公路的具有光伏发电功能的组合防护系统，其特征在于：在所述立柱（14）之间的上部位置，位于所述龙骨下方设横梁（7），所述横梁（7）上布设吊杆（8）。
3.根据权利要求1所述的用于铁路或公路的具有光伏发电功能的组合防护系统，其特征在于：所述支架顶端设避雷针（2）。
4.根据权利要求2所述的用于铁路或公路的具有光伏发电功能的组合防护系统，其特征在于：所述逆变器（11）和汇流箱（12）安设在所述立柱（14）上。
5.根据权利要求1所述的用于铁路或公路的具有光伏发电功能的组合防护系统，其特征在于：所述光伏组件（1）包括光伏板、连接器和接线盒，所述光伏板的下层为依次粘接的上热融胶膜、蜂窝芯层、下热融胶膜和背板；所述光伏组件（1）的周边设边框构成光伏组件模块；所述连接器分别设在该光伏组件的两侧；所述接线盒内置于蜂窝芯层中。
6.根据权利要求1所述的用于铁路或公路的具有光伏发电功能的组合防护系统，其特征在于：所述光伏组件（1）包括光伏板、连接器和接线盒，所述光伏板的背面依次为填充发泡材料的蜂窝芯层、蜂窝孔状板、保温层和背板；所述蜂窝芯层整体分布在蜂窝孔状板上；所述蜂窝芯层、蜂窝孔状板和保温层中填充发泡材料黏合并固化成整体结构；所述蜂窝芯层和蜂窝孔状板黏合构成蜂窝板结构层；所述蜂窝板结构层的周边和底部包裹在所述保温层内形成主传热断桥层；所述光伏组件（1）的周边设边框构成光伏组件模块；所述连接器分别设在该光伏组件的两侧；所述接线盒内置于蜂窝板结构层中。
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