CN107749732B - 可装拆的光伏路面太阳能电池模块、发电设备及安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了可装拆的光伏路面太阳能电池模块、发电设备及安装方法，包括支撑座，支撑座上部设有太阳能电池板，保护层设置在太阳能电池板上部，太阳能电池板包括太阳能电池背板和太阳能电池硅片，保护层为透明沥青层或透光混凝土层中的至少一种。本发明结构简单、紧凑，易于控制，通过厂房内预制、现场拼装，能够实现损坏后可快速拆卸、更换，节省成本，减少开支，提供工作效率，通用性强，使用方便，实用性较强。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能发电技术领域，特别是可装拆的光伏路面太阳能电池模块、发电设备及安装方法。
背景技术
随着新能源技术的不断发展，分布式太阳能为人们提供了更为便捷的能源供应。分布式太阳能发电需要一定的平面或者立面空间作为场地载体。
目前，交通领域中使用了大量的照明、监控、指示等配套电气设施，用电需求明显，新建改建道路的供电线路架设愈加繁重；常见的灯杆支架式、地面支架式的太阳能产品安装方式既不美观，又占用了过多空间。交通领域中的太阳能应用除了服务设施屋顶面积外，尚有很多空间位置还可以应用太阳能发电设计。其中，在车流量不密集的道路、景观路上，特别是高速公路的路面上，如果铺设能够承受行人和车辆载荷的太阳能电池板，构建太阳能光伏发电系统，将产生巨大的经济效益，并将带动相关产业发展。据报道，目前国内外已有相关的实施案例，但其共同的缺点就是施工复杂，特别是在太阳能电池板损坏后，不能通过维修重复利用，只有进行破坏性的拆除，损失巨大。
中国专利申请号为 201610182248 .3的发明专利公开了一种太阳能路面，涉及路面工程技术领域，包括路基层，所述路基层上铺设由混凝土层，所述混凝土层上设有防水层，所述防水层上设有太阳能电池板层，所述太阳能电池板层包括与太阳能电池板电连接的蓄电池，所述蓄电池与控制器电连接，所述控制器与温度感应器和供热器电连接，所述太阳能电池板层的上方设有透明防滑层。与现有技术相比，该发明能够解决路面结冰易发生危险的问题。但是该专利施工复杂，特别是在太阳能电池板层损坏后，不能通过维修重复利用，只有进行破坏性的拆除，损失巨大。
中国专利申请号为 CN201710438936.6的发明专利公开了一种路面发电单元，包括： 支撑装置，所述支撑装置为金属支架；下层玻璃，设置在所述支撑装置上；太阳能电池芯片，固定设置在所述下层玻璃上；上层玻璃，覆盖在所述太阳能电池芯片上；所述下层玻璃和所述上层玻璃均与所述太阳能电池芯片之间通过胶粘接固定。该专利将太阳能电池芯片设置在上层玻璃和下层玻璃之间，并利用支撑装置固定在基础路块上。在实现高效发电的同时，提高了路面的耐受度。但是同样，在损坏后不能通过维修重复利用，只有进行破坏性的拆除，损失巨大。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供可装拆的光伏路面太阳能电池模块、发电设备及安装方法，为承载式，结构简单、紧凑，易于控制，通过厂房内预制、现场拼装，能够实现损坏后可快速拆卸、更换，节省成本，减少开支，提供工作效率，通用性强，使用方便，实用性较强。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：可装拆的光伏路面太阳能电池模块，包括支撑座，支撑座上部设有太阳能电池板，保护层设置在太阳能电池板上部，太阳能电池板包括太阳能电池背板和太阳能电池硅片。
优选的是，保护层为透明沥青层或透光混凝土层中的至少一种。
上述任一方案优选的是，所述支撑座为基座。
上述任一方案优选的是，所述基座上设有凹槽，太阳能电池板固定在凹槽内。
上述任一方案优选的是，所述太阳能电池板通过树脂胶固定在凹槽内。
上述任一方案优选的是，所述基座内设有起吊块。
上述任一方案优选的是，所述起吊块的数量为四个。
上述任一方案优选的是，所述四个起吊块对称设置。
上述任一方案优选的是，所述起吊块为盲孔。
上述任一方案优选的是，所述起吊块内能够旋入吊钩螺钉或起吊孔塞块中的任意一种。
上述任一方案优选的是，所述吊钩螺钉上设有吊环。方便起吊模块结构。
上述任一方案优选的是，所述基座上设有定位锥孔。
上述任一方案优选的是，所述定位锥孔为半圆形，相邻基座上的定位锥孔拼接后构成完成的圆锥形。
上述任一方案优选的是，定位钢桩的一端能够穿过定位锥孔，定位钢桩上设有定位桩帽。
上述任一方案优选的是，所述定位桩帽内嵌入有起拔块。
上述任一方案优选的是，所述起拔块为圆柱体空心设置。起拔块内设有固定插口，定位桩帽盖的下部插入固定插口内部进行固定。
上述任一方案优选的是，所述定位桩帽内设有相互匹配的定位桩帽盖，定位桩帽盖为圆锥形。
上述任一方案优选的是，所述定位桩帽和基座为锥度配合。
上述任一方案优选的是，所述基座上设有走线槽。走线槽是为了模块之间及与外部设备之间的电气连接而在基座上预留的能放下线缆的槽口。
上述任一方案优选的是，所述基座下部设有泄水槽。泄水槽是在基座制作时，在下部预留若干缺口，使雨水可以流向路边的排水沟，防止太阳能电池板长期浸泡在水中损坏，延长使用寿命。
上述任一方案优选的是，所述基座下部还设有太阳能电池板接线盒。太阳能电池板接线盒是为了方便外部与电池板内部的引出线连接而设置的，保护内部引出线不会受到外部作用力而损坏，同时接线盒内部还有起保护作用的电子元器件。太阳能电池板接线盒是塑料盒，用胶粘在电池板背部。
上述任一方案优选的是，所述太阳能电池硅片设置在太阳能电池背板上部。
上述任一方案优选的是，所述定位桩帽采用ASA工程塑料制作而成。
上述任一方案优选的是，所述基座采用ASA工程塑料制作而成。
上述任一方案优选的是，所述基座采用钢筋混凝土浇注制作而成。
上述任一方案优选的是，模块尺寸为1700×1190mm。
上述任一方案优选的是，所述太阳能电池硅片尺寸为156×156mm，6×10排列。
本发明还提供一种上述的可装拆的光伏路面太阳能电池模块的安装方法，包括以下步骤：
步骤（1）、路面预留安装位置后，将起吊块内旋入吊钩螺钉，将光伏路面太阳能电池模块吊起，定位锥孔与定位钢桩对齐后即可放下；
步骤（2）、在定位锥孔内放入定位桩帽，并将定位桩帽与光伏路面太阳能电池模块表面压平，定位桩帽盖塞入定位桩帽内；
步骤（3）、将吊钩螺钉卸下，起吊孔塞块塞入起吊块内，继续下个光伏路面太阳能电池模块的安装，安装时相邻模块与模块之间留有间隙，待电池板接线完毕后，将走线槽以及相邻模块之间的间隙用固定胶填充；
骤（4）、当运行过程中太阳能电池板发生故障时，将填充在模块之间间隙的固定胶切除，取下定位桩帽上的定位桩帽盖，用相应的螺栓旋入，即可将定位桩帽顶起，再取下起吊块内的起吊孔塞块，旋入吊钩螺钉，将损坏的模块吊走进行更换。
本发明还提供一种根据上述可装拆的光伏路面太阳能电池模块的发电设备，包括多个光伏路面太阳能电池模块，多个光伏路面太阳能电池模块相互拼接，电缆的一端从基座下部的太阳能电池板接线盒延伸并和光伏发电系统控制器连接。
上述任一方案优选的是，所述电缆设置在电缆保护管系内部。
上述任一方案优选的是，所述多个光伏路面太阳能电池模块结构通过定位钢桩穿过定位锥孔固定在路面上。
上述任一方案优选的是，所述定位钢桩上部设有述定位桩帽。
上述任一方案优选的是，所述定位桩帽内设有相互匹配的定位桩帽盖，定位桩帽盖为圆锥形。
有益效果：
本发明的有益效果是：本发明提供可装拆的光伏路面太阳能电池模块、发电设备及安装方法，包括支撑座，支撑座上部设有太阳能电池板，保护层设置在太阳能电池板上部，太阳能电池板包括太阳能电池背板和太阳能电池硅片，保护层为透明沥青层或透光混凝土层中的至少一种。
本发明具有以下优点：
（1）、本发明结构简单、紧凑，易于控制；
（2）、通过厂房内预制、现场拼装，提高安装速度，节省人力资源；
（3）为承载式光伏路面太阳能电池模块，能够提高太阳能模块的强度和刚度，同时减轻重量，节省材料，降低成本；
（4）模块的基座采用了六边形蜂窝结构，承载力强；
（5）、能够实现损坏后可快速拆卸、更换，节省成本，减少开支，提供工作效率，通用性强，使用方便，实用性较强。
附图说明
图1为本发明的可装拆的光伏路面太阳能电池模块的整体结构示意图；
图2为图1的拆分结构示意图；
图3为图1的一局部结构示意图；
图4为图1的另一局部结构示意图；
图5为本发明的可装拆的光伏路面太阳能电池模块组装后示意图；
图6为图5的一局部结构剖视图；
图7为图6的一局部结构示意图；
图8为图7的结构分解示意图；
图9为图1的一局部结构示意图；
图10为图9的一仰视图；
图11为图10的一局部结构示意图；
图12为本发明可装拆的光伏路面太阳能电池模块的发电设备的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1-图11所示，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：可装拆的光伏路面太阳能电池模块，包括支撑座，支撑座上部设有太阳能电池板2，保护层3设置在太阳能电池板2上部，太阳能电池板2包括太阳能电池背板21和太阳能电池硅片22，太阳能电池硅片22为购买的成品。保护层3为透明沥青层。
本发明进一步优化的技术方案是，所述透明沥青层厚度为3mm。支撑座为基座1。基座厚度为120mm。
本发明进一步优化的技术方案是，所述基座1在预制时内镶嵌有4个起吊块4。四个起吊块4对称设置。所述起吊块4内能够旋入吊钩螺钉5或起吊孔塞块6。在安装和拆卸模块时，将吊钩螺钉5旋入起吊块4内，即可方便的将模块整体吊起。安装完毕后，将吊钩螺钉5旋出，塞入起吊孔塞块6即可。
本发明进一步优化的技术方案是，所述基座1上设有定位锥孔7。定位锥孔7为半圆形，相邻基座上的定位锥孔7拼接后构成完成的圆锥形。
本发明进一步优化的技术方案是，定位钢桩8的一部分固定在待安装位置内部，定位钢桩8的另一端能够穿过定位锥孔7，定位钢桩8上设有定位桩帽9。定位钢桩8为¢100×1200mm的无缝钢管，内部浇注混凝土
定位桩帽9为圆锥形结构，定位桩帽9一端设有固定口91。定位桩帽9内设有相互匹配的定位桩帽盖10，定位桩帽盖10通过固定口91进行固定并能将固定口91完全密封。
本发明进一步优化的技术方案是，所述定位桩帽9内嵌有起拔块11。起拔块11为圆柱形中空结构，起拔块11中间有内螺纹，嵌在定位桩帽内，方便在需要时将定位桩帽取出。起拔块1的外径大于固定口91的内径，起拔块11内设有固定插口111。
本发明进一步优化的技术方案是，所述定位桩帽9和基座1为锥度配合。由于定位桩帽9与基座1是锥度配合。为了安装方便，相邻模块（本申请中提到的模块均为可装拆的光伏路面太阳能电池模块）与模块之间留有一定的间隙，靠带有锥度的定位桩帽9把各个模块挤紧，由于定位桩帽9与模块是锥度配合，因此愈压愈紧，这样车辆在上面行驶时，模块也不会发生偏移。
本发明进一步优化的技术方案是，所述基座1上设有走线槽12，走线槽12是为了模块之间及与外部设备之间的电气连接而在基座1上预留的能放下线缆的槽口。
本发明进一步优化的技术方案是，基座1的下部均匀分布有多个六边形凹槽19，六边形凹槽19为六边形蜂窝结构。为了提高太阳能模块的强度和刚度，同时又要减轻重量，节省材料，降低成本，因此基座1采用了六边形蜂窝结构。
多个六边形凹槽19通过泄水槽13相连接，太阳能电池板接线盒14进一步固定在六边形凹槽内。走线槽12从太阳能电池板接线盒14所在的六边形凹槽19延伸至基座1另一侧的周边位置。
本发明进一步优化的技术方案是，所述太阳能电池硅片22设置在太阳能电池背板21上部。
本发明进一步优化的技术方案是，定位桩帽9在室内预先浇筑制作而成。基座1在室内预先浇筑制作而成。基座1上设有凹槽15，同时基座1上预留有走线槽12和泄水槽13。太阳能电池板2固定在凹槽15内。基座1成型后将太阳能电池板2放入基座1预留的凹槽15内，用树脂胶粘牢。
本发明进一步优化的技术方案是，承载式光伏路面太阳能电池模块的尺寸大小可根据现场实际情况确定，如路面宽度、行人或车辆的载荷等。如以高速公路单车道为例，单个模块尺寸为1700×1190mm，太阳能电池硅片为156×156mm，6×10排列，峰值功率可达250W。
本发明还提供一种上述的可装拆的光伏路面太阳能电池模块的安装方法，包括以下步骤：
步骤（1）、路面预留安装位置后，将起吊块4内旋入吊钩螺钉5，将承载式光伏路面太阳能电池模块吊起，定位锥孔7与定位钢桩8对齐后即可放下；
步骤（2）、在定位锥孔7内放入定位桩帽9，并将定位桩帽9与承载式光伏路面太阳能电池模块表面压平，定位桩帽9的上表面和承载式光伏路面太阳能电池模块表面处于同一水平面上，定位桩帽盖10塞入固定口91内；
步骤（3）、将吊钩螺钉5卸下，将起吊孔塞块6塞入起吊块4内，继续下个承载式光伏路面太阳能电池模块的安装，安装时相邻模块与模块之间留有间隙，待太阳能电池板接线盒13接线完毕后，将走线槽12以及相邻模块之间的间隙用固定胶填充；
步骤（4）、当运行过程中太阳能电池板发生故障时，将填充在模块之间间隙的固定胶切除，取下定位桩帽9上的定位桩帽盖10，用相应的螺栓（螺栓可以为吊钩螺钉5或与固定插口111螺纹配合的螺栓）旋入起拔块11内的固定插口111内，即可将定位桩帽9顶起，再取下起吊块4内的起吊孔塞块6，旋入吊钩螺钉5，将损坏的模块吊走进行更换。
本发明的有益效果是：本发明提供可装拆的光伏路面太阳能电池模块及其安装方法，包括支撑座，支撑座上部设有太阳能电池板2，保护层3设置在太阳能电池板2上部，太阳能电池板2包括太阳能电池背板21和太阳能电池硅片22。
本发明具有以下优点：
（1）、本发明结构简单、紧凑，易于控制；
（2）、通过厂房内预制、现场拼装，提高安装速度，节省人力资源；
（3）、能够实现损坏后可快速拆卸、更换，节省成本，减少开支，提供工作效率，通用性强，使用方便，实用性较强。
实施例2
可装拆的光伏路面太阳能电池模块，和实施例1不同的是，基座1在预制时内镶嵌有6个起吊块4，6个起吊块4均匀分布。
实施例3
可装拆的光伏路面太阳能电池模块，和实施例1不同的是，所述起吊块4为盲孔。
实施例4
可装拆的光伏路面太阳能电池模块，和实施例1不同的是，所述起吊块4为通孔。
实施例5
可装拆的光伏路面太阳能电池模块，和实施例1不同的是，吊钩螺钉5上设有吊环51，从而方便起吊。
实施例6
可装拆的光伏路面太阳能电池模块，和实施例1不同的是，定位桩帽9采用ASA工程塑料在室内预先浇筑制作而成。
实施例7
可装拆的光伏路面太阳能电池模块，和实施例1不同的是，所述基座1采用ASA工程塑料在室内预先浇筑制作而成。
实施例8
可装拆的光伏路面太阳能电池模块，和实施例1不同的是，基座1采用钢筋混凝土在室内预先浇注制作而成。
实施例9
可装拆的光伏路面太阳能电池模块，和实施例1不同的是，基座1预留的凹槽15为矩形凹槽。
实施例10
可装拆的光伏路面太阳能电池模块，和实施例1不同的是，在相邻定位锥孔7之间设置有至少一个起吊块4。
实施例11
可装拆的光伏路面太阳能电池模块，和实施例1不同的是，单个承载式光伏路面太阳能电池模块尺寸为2400×2380mm。
实施例12
可装拆的光伏路面太阳能电池模块，和实施例1不同的是，单个承载式光伏路面太阳能电池模块尺寸为4800×4760mm。
实施例13
可装拆的光伏路面太阳能电池模块，和实施例1不同的是，所述保护层3为透光混凝土层。
实施例14
一种采用实施例1所述的可装拆的光伏路面太阳能电池模块的发电设备，包括多个光伏路面太阳能电池模块，多个光伏路面太阳能电池模块相互拼接，电缆16的一端从基座1下部的太阳能电池板接线盒14延伸并和光伏发电系统控制器17连接。
实施例15
可装拆的光伏路面太阳能电池模块的发电设备，和实施例14不同的是，所述电缆16设置在电缆保护管系18内部。
实施例16
可装拆的光伏路面太阳能电池模块的发电设备，和实施例14不同的是，所述多个承载式光伏路面太阳能电池模块结构通过定位钢桩8穿过定位锥孔7固定在路面上，定位锥孔7的口径由上到下逐渐减小。
实施例17
可装拆的光伏路面太阳能电池模块的发电设备，和实施例14不同的是，所述定位钢桩8上部设有定位桩帽9。
实施例18
可装拆的光伏路面太阳能电池模块的发电设备，和实施例14不同的是，所述定位桩帽9内设有相互匹配的定位桩帽盖10，定位桩帽盖10为圆锥形，定位桩帽盖10的口径由上到下逐渐减小。
实施例19
可装拆的光伏路面太阳能电池模块的安装方法，和实施例1不同的是，在安装承载式光伏路面太阳能电池模块前，对于新建路段，应在路段施工时根据所要安装的模块数量和排列预留好相应的长度、宽度及高度。而对于老旧路段，则要根据所要安装的模块（本申请说明书中提到的模块即为可装拆的承载式光伏路面太阳能电池模块）数量和排列将路面切割出相应尺寸的安装凹槽。再根据尺寸埋入定位钢桩8，定位钢桩8的直径和埋入深度亦应根据实际情况确定，为加强定位钢桩8的强度和牢固性，应在定位钢桩8内灌满混凝土。安装承载式光伏路面太阳能电池模块时，将起吊孔塞块6取下，旋入吊钩螺钉5，之后将模块吊起放入路面切割出的安装凹槽内，定位锥孔与定位钢桩8大致对齐即可放下，再在定位钢桩8和模块间放入定位桩帽9，并将定位桩帽9与模块表面压平，从而保证将各模块很好的定位拼接。定位桩帽9为注塑而成，注塑时里面嵌有起拔块11，上面有相互匹配的定位桩帽盖10。由于定位桩帽9与基座1是锥度配合，因此愈压愈紧，这样车辆在上面行驶时，模块也不会发生移动。安装完毕后，将吊钩螺钉5旋下，塞入起吊孔塞块6。
为方便安装，安装时相邻模块与模块之间留有10mm的间隙，待太阳能电池板接线盒13接好线，全部安装完毕并通过测试后，再将走线槽11内和相邻模块之间的间隙用树脂胶填充即可。
当运行过程中太阳能电池板发生故障时，可将填充在模块之间间隙的树脂胶切除，取下定位桩帽9上的定位桩帽盖10，用相应的螺栓旋入，即可轻松地将定位桩帽9顶起，再取下起吊孔塞块6，旋入吊钩螺钉5，将损坏的模块吊走，就可以很方便的进行更换。
承载式光伏路面太阳能电池模块安装完后见图12所示。本发明能够实现损坏后可快速拆卸、更换，节省成本，减少开支，提供工作效率，通用性强，使用方便，实用性较强。
实施例20
可装拆的光伏路面太阳能电池模块，和实施例1不同的是，固定插口111内设有螺纹。
实施例21
可装拆的光伏路面太阳能电池模块，和实施例1不同的是，起拔块11为一厚度为25mm的圆形钢块，固定插口111内设有螺纹，起拔块11嵌在定位桩帽内，方便在需要时将定位桩帽9取出。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.可装拆的光伏路面太阳能电池模块的安装方法，其特征在于，所述可装拆的光伏路面太阳能电池模块包括支撑座，支撑座上部设有太阳能电池板，保护层设置在太阳能电池板上部，太阳能电池板包括太阳能电池背板和太阳能电池硅片；所述支撑座为基座；所述基座内设有起吊块，所述起吊块内能够旋入吊钩螺钉或起吊孔塞块；所述基座上设有定位锥孔，定位钢桩的一端能够穿过定位锥孔，定位钢桩上设有定位桩帽，所述定位桩帽内嵌入有起拔块，所述定位桩帽内设有相互匹配的定位桩帽盖，定位桩帽盖为圆锥形；所述基座上设有走线槽，所述基座下部还设有太阳能电池板接线盒；
所述安装方法包括以下步骤：
步骤(1)、路面预留安装位置后，将起吊块内旋入吊钩螺钉，将光伏路面太阳能电池模块吊起，定位锥孔与定位钢桩对齐后即可放下；
步骤(2)、在定位锥孔内放入定位桩帽，并将定位桩帽与光伏路面太阳能电池模块表面压平，定位桩帽盖塞入定位桩帽内；
步骤(3)、将吊钩螺钉卸下，起吊孔塞块塞入起吊块内，继续下个光伏路面太阳能电池模块的安装，安装时相邻模块与模块之间留有间隙，待电池板接线完毕后，将走线槽以及相邻模块之间的间隙用固定胶填充；
步骤(4)、当运行过程中太阳能电池板发生故障时，将填充在模块之间间隙的固定胶切除，取下定位桩帽上的定位桩帽盖，用相应的螺栓旋入，即可将定位桩帽顶起，再取下起吊块内的起吊孔塞块，旋入吊钩螺钉，将损坏的模块吊走进行更换。
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